近日,北京林業(yè)大學材料學院宋國勇教授團隊在化學頂級期刊《Trends in Chemistry》(IF=22.448)發(fā)表了題為“The temptation from homogeneous linear catechyl lignin”的綜述論文。文章報道了近十年來C-木質(zhì)素研究領(lǐng)域的最新成果。
C-木質(zhì)素(Catechyl lignin)是由單一的咖啡醇結(jié)構(gòu)單元通過苯并二惡烷連接形成的生物大分子,主要存在于香莢蘭、仙人掌、石栗等植物種子果殼中。與常規(guī)木質(zhì)素對比,C-木質(zhì)素具有線性、均一、耐酸性等優(yōu)點,通過催化降解或化學處理可以被用于制備高附加值鄰苯二酚類產(chǎn)品和高性能材料,被認為是一種“理想型”的木質(zhì)素高值化原料。自2012年被報道以來,C-木質(zhì)素研究領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展。然而,目前缺少相關(guān)綜述對該領(lǐng)域進行系統(tǒng)梳理與總結(jié)分析?;诖耍摼C述首次概述了C-木質(zhì)素在生物合成、分離與表征及高值利用等方面的研究進展。
該綜述根據(jù)C-木質(zhì)素生物合成的研究結(jié)果,系統(tǒng)介紹了整個木質(zhì)素合成過程中特異性酶對C-木質(zhì)素合成的影響,總結(jié)出下調(diào)CCoAOMT和COMT表達、上調(diào)ChCAD5和漆酶ChLAC8表達有助于C-木質(zhì)素的生成,為通過基因工程方法將C-木質(zhì)素引入到常見木質(zhì)纖維素中提供了一個重要的理論基礎(chǔ)。根據(jù)降解和非降解分析方法,描述了C-木質(zhì)素在植物界的分布特點,目前主要分布在蘭科、仙人掌科、大戟科及醉蝶花科等植物果殼中;根據(jù)C-木質(zhì)素與G/S-木質(zhì)素“共存非共生”的特點,概述了當前C-木質(zhì)素拆分、純化與表征的技術(shù)方法?;贑-木質(zhì)素具有線性、均一性及耐酸性等性能,概括了C-木質(zhì)素催化轉(zhuǎn)化制備鄰苯二酚類化學品和高性能碳纖維材料的研究進展。最后,該綜述提出了當前C-木質(zhì)素高值利用過程中存在的挑戰(zhàn)及未來應(yīng)用的前景。
材料學院青年教師王水眾為論文第一作者,宋國勇教授為通訊作者,感謝生物學院林金星教授給予的指導與幫助,該工作得到國家自然科學基金(32030010, 31971607)、國家重點研發(fā)計劃項目(2019YFC1906700)、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(BLX202133, 2021BLRD01)、高等學校學科創(chuàng)新引智計劃(111 project, B13007)資助。
文章鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2589597422001915
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