GC-MS在木质素结构分析中的应用

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 12 期木质素氧化解聚制备芳香醛研究进展陈禹婷1，白宇辰1，2（1 北京工商大学轻工科学技术学院，北京 100048；2 北京市食品风味化学重点实验室，北京 100048）摘要：木质素作为自然界最丰富的芳香族化合物资源，通过可控的氧化解聚方式得到小分子芳香醛类化合物是实现木质素高附加值利用的重要途径。

芳香醛作为重要的食用及日化香料、医药中间体、大宗化学品，目前主要通过石油化工产业链生产，以木质素生产芳香醛是具有重要研究意义和应用潜力的可再生资源利用途径。

本文综述了国内外有关木质素制备芳香醛的最新研究进展，包括化学氧化解聚、电化学解聚、光催化解聚和生物催化解聚；对不同方法制备芳香醛的转化率和产率进行了对比，基于不同的解聚工艺与催化体系的特点进行评述与分析，展望未来木质素生产芳香醛的研究方向，以实现木质素的高值化利用。

得出多方法耦合催化是可能进一步提高木质素生产芳香醛转化率与选择性的有效策略。

关键词：木质素；氧化解聚；芳香醛；高值化转化中图分类号：T37 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）12-6576-13Research process of preparation of aromatic aldehyde by oxidativedepolymerization of ligninCHEN Yuting 1，BAI Yuchen 1，2(1 School of Light Industry, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China; 2 Beijing Key Laboratory ofFlavor Chemistry, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)Abstract: Lignin as the most abundant resource of aromatic compounds in nature, can be degraded by oxidative depolymerization to produce aromatic aldehydes containing functional groups, which is an effective way to realize value-added utilization of lignin. Aromatic aldehydes are used as the important flavor compounds in food industry, synthetic dyes, perfumes, pharmaceutical intermediates and bulk chemicals, which are now mainly produced from petrochemical industry. In this review, the latest research progress of production of aromatic aldehydes from lignin is elaborated, including chemical oxidative depolymerization, electrochemical depolymerization, photocatalytic depolymerization, and biological depolymerization, especially, focusing on the conversion yield and selectivity of aldehydes to compare the cons and pros of various catalytic depolymerization process.Based on the characteristics of different catalytic depolymerization process, this paper analyzes the future research directions for the production of aromatic aldehydes from lignin. It is pointed out that existing catalytic methods still have various limitations for the large-scale industry production, and multi-method coupling is a promising strategy to further improve the aldehyde yield.综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0113收稿日期：2023-01-30；修改稿日期：2023-03-24。

木香挥发油成分的GC-MS分析
木香挥发油是由木香植物提取制得的一种重要天然香精，具有独特的香气和药用价值。

为了准确地了解木香挥发油的组成成分，常常使用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术进行
分析。

本文将对木香挥发油的GC-MS分析进行详细介绍。

进行样品的制备。

将木香植物的叶片或者花朵等部位经过晾干后，使用萃取溶剂（如
乙醇、乙醚等）进行浸泡提取，然后经过滤、浓缩等步骤得到浸膏。

接下来，将浸膏稀释
至适当浓度后，使用自动进样器将样品注入气相色谱仪器。

进行气相色谱分析。

通过选择合适的色谱柱（如DB-5、HP-5等），将样品注入气相色谱仪后，样品中的化合物会被分离出来。

在分离过程中，需要设置一定的温度梯度和保持
一定的流速，以确保化合物的分离和检测。

进行质谱分析。

通过GC分离得到的化合物会进入质谱仪中进行质谱分析。

在质谱分析中，样品中的化合物会被电子轰击，产生一系列的碎片离子。

这些离子会根据其质荷比
（m/z）的大小和相对丰度被检测和记录下来。

通过与质谱库中的标准谱图进行比对，可以确定样品中的化合物的结构和相对含量。

根据GC-MS分析结果，木香挥发油中常常含有多种化合物，包括醇类、醛类、酮类、
酯类、酸类、酚类等。

这些化合物赋予了木香挥发油独特的香气和药用活性。

通过GC-MS
分析还可以确定这些化合物的相对含量，从而了解它们在木香挥发油中的贡献程度。

木质素结构及热解特性陈磊;陈汉平;陆强;宋扬;丁学杰;王贤华;杨海平【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2014(000)009【摘要】为研究结构类型和提取方法对木质素热解特性的影响，本研究采用Klason方法预处理得到的棉杆、核桃壳Klason木质素和贝克曼方法预处理得到的核桃壳磨木木质素（MWL），并结合傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和快速热解仪-气相色谱/质谱联用（Py-GC/MS）对其化学结构和热解特性进行分析。

FT-IR表明碱木质素为G型木质素，棉杆木质素属于GS类型木质素，而核桃壳木质素具有 HGS木质素的特征；Py-GC/MS分析发现原料的变化以及提取方法对木质素热解产物的组成有明显的影响，在棉杆 Klason 木质素中邻苯二酚类产物含量为28.18%，而在核桃壳Klason和磨木木质素的含量分别为18.12%和35.11%。

同时研究表明经两种方法处理的木质素结构有明显的不同，其中Klason木质素结构中苯丙酸侧链上的α-和β-醚键明显断裂，而贝克曼处理主要体现在苯基芳基醚键的断裂。

%The influence of extraction method and structure type on the pyrolysis behavior of lignin was investigated. The functional groups and pyrolysis characteristics of Klason lignin extracted from cotton stalk and walnut shell by the Klason method (labeled as KCSL and KWSL, respectively), and milled wood lignin extracted from walnut shell via theBjörkman method (labeled as BWSL), w ere analyzed with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry (Py-GC/MS). The results were compared with commercialalkali lignin (CAL). The FTIR results revealed that alkali lignin, cotton stalk lignin and walnut shell lignins were Type G, Type GS and Type HGS, respectively. The pyrolysis results from Py-GC/MS suggested that the products distribution of various lignins were affeted by material type and extraction method greatly. The contents of catechol derivatives obtained from KCSL, KWSL and BWSL were 28.18%, 18.12%and 35.11%. Meanswhile modification of BWSL was mainly attributed to the breakage of benzyl aryl ether linkages, whereas cleavage of ether bonds at theα-andβ-positions on the propanoid side chain was the marked feature of Klason lignin.【总页数】8页(P3626-3633)【作者】陈磊;陈汉平;陆强;宋扬;丁学杰;王贤华;杨海平【作者单位】华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉 430074;华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉 430074;华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室，北京 102206;贵州华电毕节热电有限公司，贵州毕节551713;贵州华电毕节热电有限公司，贵州毕节 551713;华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉 430074;华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TK6【相关文献】1.棕榈壳酶解-温和酸解木质素的结构及热解特性研究 [J], 常国璋;谢建军;杨会凯;黄艳琴;阴秀丽;吴创之2.木材类 Klason 法木质素的结构表征及其热解特性 [J], 王秀文;赵静;董承健;沈德魁;肖睿3.木质素磺酸盐的化学结构与热解特性 [J], 李计彪;武书彬;徐绍华4.杏壳木质素的结构表征及其热解特性研究 [J], 马欢欢; 万意凌; 谢凌翔; 孟凡蕊; 周建斌5.纳米木质素的热解特性及其反应动力学分析 [J], 田杰;娄瑞;薛香玉;张宏;武书彬;许慧敏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

木材的色谱和电泳分析木材作为一种天然材料，其化学组成复杂多样，主要由纤维素、半纤维素、木质素和提取物等组成。

为了深入了解木材的化学成分，色谱和电泳分析技术被广泛应用于木材化学研究领域。

本文将重点介绍这两种技术在木材化学分析中的应用。

1. 色谱分析色谱分析是一种基于物质在固定相和流动相之间分配系数不同的原理，实现混合物中各组分分离和检测的技术。

木材化学成分的分析中，常用的色谱技术有气相色谱（GC）、高效液相色谱（HPLC）和薄层色谱（TLC）等。

1.1 气相色谱（GC）气相色谱是一种以气体为流动相的色谱技术，适用于分析挥发性较好的化合物。

在木材分析中，GC常用于检测木材中的抽提物、挥发性有机物等。

例如，通过GC分析可以确定木材中不同抽提物的含量，从而评估木材的化学组成和性质。

1.2 高效液相色谱（HPLC）高效液相色谱是一种以液体为流动相的色谱技术，适用于分析非挥发性化合物。

在木材化学分析中，HPLC常用于测定木材中的纤维素、半纤维素和木质素等。

通过HPLC可以获得木材中这些主要成分的含量，进而评价木材的质量和利用价值。

1.3 薄层色谱（TLC）薄层色谱是一种以固体或液体作为固定相，液体或气体作为流动相的色谱技术。

TLC在木材化学分析中的应用较为广泛，如用于鉴定木材中的抽提物、木质素等。

通过TLC分析可以快速、简便地了解木材中化合物的种类和含量。

2. 电泳分析电泳分析是一种利用电场力将带电粒子在电泳介质中分离的技术。

在木材化学分析中，电泳技术主要用于分析木材中的蛋白质、酶等生物大分子。

2.1 琼脂糖凝胶电泳（AGP）琼脂糖凝胶电泳是一种常用于分析生物大分子的电泳技术。

在木材分析中，AGP可用于测定木材中的蛋白质含量和种类。

例如，通过AGP可以了解不同树种木材中蛋白质的分布特点，从而为木材改良和利用提供理论依据。

2.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）聚丙烯酰胺凝胶电泳是一种适用于分析蛋白质和酶等生物大分子的电泳技术。

GC-MS的原理及应用精讲一、引言气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）是一种重要的分析技术，它将气相色谱和质谱这两种传统分析技术结合起来，具有高分辨率、高灵敏度和高选择性等优点。

本文将全面介绍GC-MS的原理和应用。

二、GC-MS的原理1.气相色谱（GC）原理：–GC主要基于样品分子在固定相填充的色谱柱中发生吸附和解吸的过程，通过不同样品分子在色谱柱中的保留时间差异来实现分离。

2.质谱（MS）原理：–质谱是一种离子化技术，主要通过将分析物分子转化成离子，并根据离子在质谱仪中的运动轨迹和质量-荷质比（m/z）来进行分析。

3.GC-MS联用原理：–GC-MS联用技术将GC和MS两种分析技术紧密结合起来，实现了对复杂样品的高效分离和准确定性分析。

三、GC-MS的应用GC-MS广泛应用于许多领域，以下是其中的几个应用领域的简要介绍：1.环境监测：–GC-MS可以用于分析大气中的挥发性有机物（VOCs）和气相中的多种有毒和有害化合物，如苯、甲醛等。

2.食品安全：–GC-MS可以用于检测食品中的农药残留、添加剂、污染物等有害物质，保障食品安全。

3.医药研发：–GC-MS可用于分析药物的组成和结构，研究药物的代谢途径和药物相互作用等，对药物研发起到重要作用。

4.毒物分析：–GC-MS是一种常用的毒物分析技术，可用于检测尿液、血液和组织中的毒物，对毒物中毒事件的调查和诊断具有重要意义。

5.石油化工：–GC-MS可用于分析石油和石油化工产品中的各种成分，如烃类、芳香化合物、杂质等。

四、GC-MS的优势和不足1.优势：–高分辨率：GC-MS具有很高的分离能力，可以有效分离复杂的混合样品。

–高灵敏度：GC-MS能够检测到很低浓度的目标分析物。

–高选择性：GC-MS对分析物具有较高的选择性，能够准确确定目标分析物。

–定性和定量分析：GC-MS可以同时进行目标物的定性和定量分析。

2.不足：–离子化技术的选择性：质谱分析中使用的不同离子化技术对不同化合物的离子化效果可能存在差异。

木质素催化解聚的研究进展舒日洋;徐莹;张琦;马隆龙;王铁军【摘要】木质素是一种芳环结构来源丰富且价格低廉的可再生资源。

从木质素出发催化解聚制备单酚类高附加值精细化学品和芳香烃烷烃等高品位生物燃料，可以部分替代以化石燃料为原料的生产过程，是生物质资源全组分高效综合利用的重要组成部分。

在木质素催化解聚方法中，催化氢解可以直接将木质素转化为低氧含量的液体燃料，在生物燃料利用方面展现出巨大的潜力。

本文详细总结了木质素的催化解聚方法，从催化剂类型、溶剂种类、反应机理及催化剂循环使用性等方面介绍了国内外的主要研究进展，着重阐述了木质素催化氢解方法。

最后总结了当前木质素催化解聚过程中存在的难题，并对未来的技术发展提出了建议和展望。

%Lignin is a cheap and renewable resource with rich aromatic units. It can be efficiently transformed into highly value-added fine chemicals such as phenolic monomers and other high-grade biofuels such as arenes and alkanes through catalytic depolymerization methods, which has long been regarded as an important constituent part of biomass resources comprehensive utilization approaches. This process is able to replace the chemicals production from the fossil fuel partly. Among the lignin depolymerization methods, the catalytic hydrogenolysis process can directly convert lignin into liquid fuel with low oxygen contents, and these biofuels show a great potential in the replacement of traditional energy sources. This paper focuses on the catalytic lignin depolymerization methods. The recent progress at home and abroad is reviewed based on the catalysts, solvents, catalysis mechanism and catalyst recyclability.Wherein, the catalytic hydrogenolysis method is emphatically introduced in detail. Furthermore, the current technique challenges during the lignin catalytic depolymerization process are summarized. Many future technologic explorations and suggestions for the efficient application of lignin are proposed.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2016(067)011【总页数】10页(P4523-4532)【关键词】生物质;木质素;催化;降解;生物燃料【作者】舒日洋;徐莹;张琦;马隆龙;王铁军【作者单位】中国科学院可再生能源重点实验室，中国科学院广州能源研究所，广东广州 510640; 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东广州 510640; 中国科学院大学，北京 100871;中国科学院可再生能源重点实验室，中国科学院广州能源研究所，广东广州 510640; 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东广州 510640;中国科学院可再生能源重点实验室，中国科学院广州能源研究所，广东广州 510640; 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东广州 510640;中国科学院可再生能源重点实验室，中国科学院广州能源研究所，广东广州 510640; 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东广州 510640;中国科学院可再生能源重点实验室，中国科学院广州能源研究所，广东广州 510640; 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东广州 510640【正文语种】中文【中图分类】TK6木质素是一种主要存在于植物木质部分的复杂高分子化合物，与纤维素和半纤维素一起构成了生物质的三大组分。

木香挥发油成分的GC-MS分析GC-MS分析是一种常用的化学分析技术，可以用来确定复杂混合物中的化合物的成分和结构。

木香挥发油是一种常见的植物挥发油，具有多种生物活性成分，因此对其进行GC-MS分析可以帮助我们了解其成分和功能。

本文将介绍木香挥发油的GC-MS分析结果，并对其成分进行分析。

GC-MS分析是一种将气相色谱（GC）和质谱（MS）技术结合起来的分析方法，通过气相色谱将混合物中的化合物分离出来，然后通过质谱对分离后的化合物进行逐一检测和识别。

木香挥发油是一种在木香植物中提取的挥发性油，主要包括萜烯类化合物、酚类化合物和醛类化合物等。

在进行GC-MS分析前，首先需要对木香挥发油进行提取和预处理。

一般采用蒸馏法或萃取法提取木香挥发油，然后通过溶剂萃取或萃取柱净化得到纯净的挥发油样品。

接着将样品溶解在适当的溶剂中，并进行气相色谱-质谱联用分析。

GC-MS分析的结果将会得到木香挥发油中各种化合物的峰图和质谱图。

木香挥发油的GC-MS分析结果显示，其主要成分包括萜烯类化合物、酚类化合物和醛类化合物。

萜烯类化合物是木香挥发油的主要成分之一，具有较强的芳香和药用价值。

酚类化合物是木香挥发油中的活性成分，具有抗氧化和抗菌等生物活性。

而醛类化合物则是木香挥发油的挥发性成分之一，在香味和抗菌方面起到重要作用。

通过对木香挥发油的GC-MS分析结果进行定量分析，可以得到各种成分的相对含量和相对比例。

这有助于我们了解木香挥发油的主要成分以及各种成分之间的相互关系。

通过比较不同来源或不同处理方法得到的木香挥发油的GC-MS分析结果，还可以进一步了解其成分的变化规律和影响因素，为其质量控制和应用研究提供依据。

除了对木香挥发油的主要成分进行分析外，GC-MS分析还可以帮助我们对其中的微量成分进行检测和鉴定。

有些挥发油中可能含有微量的有害成分，如重金属、农药残留或其他污染物，通过GC-MS分析可以对这些微量成分进行高灵敏度的检测和分析，确保木香挥发油的安全性和纯度。

木香挥发油成分的GC-MS分析木香是一种常见的中药材，源自台湾和云南的常绿灌木乔木植物，也在其他地区种植，木香在中药中常被用于治疗肝炎、糖尿病和痢疾等疾病。

木香的主要活性成分是它的挥发油，该挥发油具有广谱的生物活性，包括抗菌、抗氧化、抗炎症和抗肿瘤等。

为了深入了解木香挥发油的成分，本文采用气相色谱-质谱联用技术对其进行分析。

实验步骤：1. 样品制备从云南采集的新鲜木香叶子样品被用水冲洗干净，然后在室温下干燥至恒重。

50克木香叶子样品被粉碎并加入1升蒸馏水中，然后用蒸馏水提取4小时。

清澈的提取物被过滤，过滤液蒸发，得到约10毫升的挥发油样品。

2. GC-MS分析GC条件：柱子为HP-5MS，5%二乙基双氰胺/95%聚二甲基硅氧烷，柱长30米，直径0.25毫米，膜厚0.25微米；进样口温度250℃，化合物在50℃下开始升温至280℃，维持2分钟。

MS条件：EI模式，离子化能量70-90eV；质谱扫描范围为40-600 m/z；接口温度280℃；扫描速度10扫描/秒。

数据分析：通过与NIST 2011库和Wiley数据库进行比对，以识别和鉴定组份。

结果与讨论：通过GC-MS分析，鉴定了木香挥发油中的46个化学成分。

这些化学成分包括松树萜、顺-香农烯、环己烯、麝香烷基苯、丁酰丙酮、十六烷、β-谷甾醇、β-谷甾醇棕榈酸酯等化学成分。

其中，松树烯在木香挥发油中的含量最高，占总挥发油含量的22.04％。

此外，顺-香农烯在木香挥发油中的含量也较高，其含量占9.74％。

顺-香农烯具有明显的香气和抗生素效果。

丁酰丙酮是另一个比较常见的化学成分，它在该挥发油中占7.09％。

丁酰丙酮具有抗菌和镇痛作用。

十六烷是另一个在挥发油中相对较高的化学成分，其含量为5.87％。

十六烷是木香挥发油的主要成分之一，具有抗氧化和抗炎症效果。

诸如β-谷甾醇、β-谷甾醇棕榈酸酯等化学成分也存在，这些成分对人体有益，多用于化妆品和保健品中。

总之，木香挥发油中有多种化学成分，其中松树萜、顺-香农烯和丁酰丙酮等成分含量比较高。

木质素的红外特征峰木质素是一种天然有机高分子化合物，主要存在于木材、植物和土壤等中，是构成植物的重要组成部分之一。

木质素的红外光谱是一种研究木质素的重要手段之一。

在木质素的红外光谱中，有许多具有特征性的谱峰，这些特征峰可以用于鉴定木质素的结构和性质。

本文将介绍几个常见的木质素的红外特征峰。

1. 1200~900 cm^-1这个区间的谱峰是由苯环的振动引起的，主要包括苯环的弯曲振动、C-O振动、C=C伸缩振动等。

其中，1190~1155 cm^-1的谱峰是C-O振动，1045 cm^-1的谱峰是苯环上的氧化亚铁单元的特征峰，998 cm^-1的谱峰是苯环上的羧基的特征峰。

2. 1700~1500 cm^-1这个区间的谱峰是由非共振的羰基引起的，包括酚羟基和芳香醛基等。

其中，1690 cm^-1的谱峰是开环的苯环，1680 cm^-1的谱峰是芳香醛基的伸缩振动，1600 cm^-1的谱峰是C=C键的伸缩振动，1515 cm^-1的谱峰是C-O振动，约1460 cm^-1的谱峰是谷氨酸和丙氨酸的特征峰。

3. 1500~1300 cm^-1这个区间的谱峰主要是由芳香醚基、芳香环和一些糖基的振动引起的。

其中，1420 cm^-1的谱峰是C-H弯曲振动，1360cm^-1的谱峰是C-H弯曲振动和醚基的伸缩振动，1330 cm^-1的谱峰是芳香醚基和糖基的C-O振动。

4. 1300~1000 cm^-1这个区间的谱峰主要是由C-O的伸缩振动和二次结构的拉伸振动引起的。

其中，每个区间内的特征峰的分布是比较分散的，需要结合其他的手段来确定其结构。

以上是木质素的一些常见的红外特征峰，这些特征峰可以用于鉴定木质素的结构和性质，也可以用于研究木质素的化学反应机理等方面。

通过有效的利用这些特征峰，并结合其他技术手段，可以更好地深入研究木质素的性质和应用。

除了上述常见的特征峰外，还有一些比较特殊的峰值也与木质素的结构特点密切相关。

第2卷 第2期 新 能 源 迚 展Vol. 2 No. 22014年4月ADVANCES IN NEW AND RENEWABLE ENERGYApr. 2014* 收稿日期：2014-02-08 修订日期：2014-4-14基金项目：国家自然科学基釐（51306191，51276183）；国家科技支撑计划（2014BAD02B01）；973项目（2012CB215304） † 通信作者：马隆龙，E-mail ：mall@文章编号：2095-560X （2014）02-0083-06木质素催化解聚与氢解*龙金星，徐 莹，王铁军，张兴华，张 琦，马隆龙†，李宇萍（中国科学院广州能源研究所，中国科学院可再生能源重点实验室，广州 510640）摘 要：木质素是自然界中唯一可直接提供芳环的可再生能源。

木质素催化转化制备单酚及烃类等其他重要化学品是其高效综合利用的重要手段。

本文对木质素的基本结构和主要利用方式迚行论述，幵对其催化热解聚和氢解过程的最新研究迚展迚行了详细探讨，对木质素主要化学键——β-O-4键的断裂机理迚行了简述。

在此基础上，总结了当前木质素解聚和氢解过程中的难题，幵对未来的技术収展迚行了展望。

关键词：木质素；解聚；氢解；单酚；烃 中图分类号：TK6 文献标志码：A doi ：10.3969/j.issn.2095-560X.2014.02.001Catalytic Depolymerization and Hydrogenolysis of LigninLONG Jin-xing, XU Ying, WANG Tie-jun, ZHANG Xing-hua,ZHANG Qi, MA Long-long, LI Yu-ping(Key Laboratory of Renewable Energy, Guangzhou Institute of Energy Conversion,Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China)Abstract: Lignin is the unique, renewable and natural aromatic polymer. The efficient transformation of lignin into phenolic monomers and other high value-added chemicals such as hydrocarbons has long been regarded as an important comprehensive utilization approach. In this paper, we focused on the basic structure and the main treatment technologies of this aromatic material. The recent progress in the catalytic thermal depolymerization and hydrogenolysis were reviewed intensively. The catalytic mechanism for the degradation of lignin characteristic chemical bond β-O-4 was also given. Furthermore, the current technique challenges were summarized. Moreover, future technologic explorations for the efficient application of lignin were proposed.Key words: lignin; depolymerization; hydrogenolysis; phenolic monomer; hydrocarbon0 引 言木质素（Lignin ）是由多个苯丙烷结构单元（即愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构等）组成的一种复杂酚类聚合物，是自然界中唯一能直接提供芳环的可再生资源。

木质素木质素碳水化合物结构解析与高值化利用Wood is composed mainly of cellulose, hemicellulose, and lignin, which are collectively referred to as lignocellulosic biomass. These components are interconnected in a complex structure, making it challenging to effectively break down and utilize wood for various purposes. Among the three main components, lignin is particularly difficult to degrade due to its complex and irregular structure, which limits the efficient utilization of wood in various industries.木材主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，这些成分共同被称为木质纤维素生物质。

这些组分在复杂的结构中相互连接，使得有效地分解和利用木材变得具有挑战性。

在这三种主要组分中，木质素特别难以降解，因为它复杂而不规则的结构，限制了木材在各个行业的有效利用。

Efforts have been made to understand the structure of lignin at a molecular level to devise more efficient ways to break it down and convert it into value-added products. Analytical techniques like nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry (Py-GC-MS) have been employed to elucidate the chemical structure of lignin. Thesetechniques provide insights into the composition and bonding patterns of lignin molecules, which are crucial for designing effective methods for lignin depolymerization.为了制定更有效的方法来分解木质素并将其转化为有附加值的产品，人们已经做出了努力从分子水平理解木质素的结构。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第5期木质素催化热解用催化剂的研究进展张雷1，2，王海英1，2，韩洪晶1，2，陈彦广1，2，王程昊1，2（1东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆163318；2黑龙江省石油与天然气化工省重点实验室，黑龙江大庆163318）摘要：木质素是一种结构复杂、产量丰富但利用率较低的生物质资源，可通过催化热解解聚为高附加值产物，具有广阔的应用前景。

本文介绍了催化剂机理研究方法和催化剂作用方式，比较了催化木质素热解常用的分子筛类催化剂、金属氧化物类催化剂和金属盐类催化剂的催化性能、产物收率、产品分布、催化机理及优缺点。

文中指出：分子筛类催化剂的脱氧能力强、酸度高，但液体产物收率较低；金属氧化物类催化剂具有液体产物收率较高、热稳定性强等优点，但依赖于催化剂酸碱性的调控；金属盐类催化剂虽高效、价格低廉，但热稳定性差、易失活。

同时，本文对木质素催化热解领域提出了展望，未来热解催化剂的研究有待深入和系统化，根据木质素种类和目标产物设计复合型催化剂、核壳型催化剂和多催化剂协同催化是未来热解催化剂发展的趋势。

关键词：木质素；催化热解；分子筛；金属氧化物；金属盐中图分类号：TQ35文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）05-2429-12Development of catalysts for catalytic pyrolysis of ligninZHANG Lei 1，2，WANG Haiying 1，2，HAN Hongjing 1，2，CHEN Yanguang 1，2，WANG Chenghao 1，2(1College of Chemistry and Chemical Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,Heilongjiang,China;2Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Oil and Gas Chemical Technology,Daqing 163318,Heilongjiang,China)Abstract:Lignin is a kind of biomass resource with complex structure and abundant yield,but it has low utilization rate.It can be depolymerized into high value-added products through catalytic pyrolysis and has broad application prospects.This paper introduces the research methods of catalyst mechanism andthe mode of action of catalysts,and compares the catalytic performance,product yield,product distribution,catalytic mechanism and advantages of molecular sieve catalysts,metal oxide catalysts and metal salt catalysts commonly used in catalyzing the pyrolysis of lignin.Molecular sieve catalysts have strong deoxygenation ability and high acidity,but low liquid product yield;metal oxide catalysts have the advantages of high liquid product yield and strong thermal stability,but they rely on the adjustment ofcatalyst acidity and alkalinity;although metal salt catalysts are highly efficient and inexpensive,they have poor thermal stability and are easy to inactivate.At the same time,this article puts forward a prospect of lignin catalytic pyrolysis.The research on pyrolysis catalysts in the future needs to be in-depth and systematized.According to the types of lignin and target products,the design of composite catalysts,core-综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1134收稿日期：2021-05-28；修改稿日期：2021-07-06。

GC-MS在木质素结构分析中的应用人类利用纤维素历史悠久，然而木质素至今却未得到广泛应用。

木质素是天然最丰富的芳香高聚物，它和纤维素、半纤维素一起以木素－碳水化合物复合体的形式存在于植物的细胞壁中，形成具有立体网状结构的巨大分子。

一般情况，木素都被视为废弃物，它的利用相当有限，据估计，大部分来源于制浆废液中的木质素都被排放掉，仅有1%～2%用作制造其他特殊产品［1］。

如今，木素由于其特殊的芳香酚型结构，正逐渐被人们所认识，并作为化学工业的基础原料加以开发和利用。

随着资源短缺和能源危机的加剧，资源危机和环境污染已成为人类社会面临的两大挑战，对木素开发并加以利用不仅节约了大量资源，而且减少了环境污染，因此，具有重要的经济意义和社会意义［2］。

要想对木素加以开发并利用，对木素的结构分析及研究必不可少。

1 木质素的结构木素的结构一般认为木素的结构是由醚键连接的甲氧化的苯酚环构成的，用放射性碳元素标记进行的大量研究证实木素有3种苯丙烯醇结构：对羟基苯丙烯醇，也叫对香豆醇；松柏醇；芥子醇。

它们是所有木质素的基本前体和构造单元。

下图是木素的3种基本结构单元：1.1 木素的分类研究木素的结构，往往需要将木素从其他的木质成分中分离出来，在该分离过程中尽量不破坏其本身的结构，这在木素化学上仍是一个主要问题。

事实上，木质素的特性主要来自于分子结构和它在细胞壁中的定位，因此，对木素的分离不改变构成而完全保存结构特点，是不可能实现的。

用于分析的木素按照分离方法的不同，可大致分为两大类：一类是使木质素以外的成分进行降解；另一种是选用与木素不起反应的溶剂。

1.1.1使木质素以外的成分进行降解使木质素以外的成分进行降解是除去聚糖（纤维素和半纤维素），木质素作为不溶物质沉淀下来，如硫酸木素和盐酸木素，该方法分离的木素其结构已发生变化。

1.1.2选用与木素不起反应的溶剂选用与木素不起反应的溶剂，将木材中的木素抽提出来或将木素转变成可溶性的衍生物，再用适当溶剂抽提，从而使木质素与纤维素分离，得到木质素，如布劳恩木素、纤维素分解酶木素、贝克曼木素、二氧六环木素等，该方法往往不能得到木素量的全部。

木质素酚类单体化合物制备烷烃燃料戴楠;杨珍;黄耀兵;傅尧【摘要】通过引入中间小分子化合物,采用傅克烷基化反应,实现了从木质素酚类单体化合物制备长链烷烃燃料.考察了催化剂、醛酮类小分子化合物、反应时间、反应温度、物料比、底物等条件对从木质素酚类单体制备二聚体反应结果的影响,并对得到的木质素酚类二聚体产物进一步加氢还原,得到C13-19烷烃燃料.结果表明,当物料比n(木质素酚类单体)/n(醛酮类中间小分子)为15∶3,以Amberlyst-15为酸性催化剂,在100℃的条件下,反应24h,可以得到68％产率的二聚体化合物(当底物是愈创木酚和丙醛时).将得到的二聚体化合物在270℃,4 MPa H2的不锈钢反应釜中进行加氢反应,3h后,二聚体化合物完全转化为液体烷烃.提出从木质素单体出发通过引入中间小分子,实现C-C链增长来制备烷烃燃料的合成路线,为木质素的开发和应用提出了新思路与实验基础.【期刊名称】《燃料化学学报》【年(卷),期】2015(043)001【总页数】6页(P48-53)【关键词】木质素;愈创木酚;傅克烷基化;烷烃燃料【作者】戴楠;杨珍;黄耀兵;傅尧【作者单位】中国科学技术大学化学系,安徽省生物质洁净能源重点实验室,安徽合肥230026;能源材料化学协同创新中心,福建厦门361005;中国科学技术大学化学系,安徽省生物质洁净能源重点实验室,安徽合肥230026;中国科学技术大学化学系,安徽省生物质洁净能源重点实验室,安徽合肥230026;中国科学技术大学化学系,安徽省生物质洁净能源重点实验室,安徽合肥230026;能源材料化学协同创新中心,福建厦门361005【正文语种】中文【中图分类】TQ6随着石油原料的日渐枯竭，在自然界中寻找一种可替代的能源越来越受到人们的关注[1,2]。

木质纤维素是一种普遍大量存在的可再生碳源，在推广的新能源形式中，生物质能被认为是有限的化石资源的理想替代品[3,4]。

花叶九节木中脂溶性成分的GC—MS分析目的：探明花叶九节木中脂溶性成分的化学成分。

方法：采用硅胶柱层析法、甲酯化法、GC-MS-计算机联用等技术手段对花叶九节木中的脂溶性成分进行分析和鉴定。

结果：分离出41个组分，鉴定并确认了其中的14个成分，主要成分为油酸（23.18%）、γ-谷甾醇（17.86%）、亚油酸（11.79%）、棕榈酸（10.98%）。

这些成分均为首次在该植物中鉴定出。

结论：本研究的完成为花叶九节木的进一步开发和利用提供了科学的依据。

花叶九节木为茜草科植物花叶九节木Psychotria siamica （Craib）Hutch.的全株，别名驳骨草、小功劳、百样化、茶山虫。

壮文名为Gomwnlaeq。

《中国壮药学》《广西本草选编》《广西药用植物名录》《中华本草》均将其收录[1-4]，分布于广西，云南等地。

《中国壮药学》认为其性苦、凉，具有清热解毒，祛风止痛的功效，用于感冒、肠炎、痢疾、风湿骨痛、跌打骨折[1]。

《广西药用植物名录》认为其全株可用于肝炎、骨折、小儿疳积、肠炎、痢疾；叶可消肿，用于疔疮、烫伤[3]。

目前，国内外对花叶九节木化学成分方面的研究尚未见报道。

为了充分开发和利用花叶九节木这一药材资源，本研究采用了溶剂提取、硅胶柱层析等方法得到其脂溶性成分、并将其脂溶性成分进行甲酯化，再采用气相色谱-质谱-计算机联用技术（GC-MS-计算机）对其脂溶性成分进行分析和鉴定，结果分离出41个组分，鉴定并确认了其中的14个成分。

1 材料与方法1.1 药物来源花叶九节木药材采于广西宜州市，由广西中医药研究院饶伟源副主任药师鉴定为花叶九节木Psychotria siamica （Craib）Hutch.。

1.2 仪器仪器为美国Agilent Technologies公司HP6 890 GC/5973 MS气相色谱-质谱联用仪。

石油醚（60～90 ℃）、乙酸乙酯、苯、甲醇、氢氧化钠等均为国产分析纯试剂。