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Reductive Catalytic Fractionation of C-Lignin
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2018-08-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.8b02741 Michael L. Stone 1 , Eric M. Anderson 1 , Kelly M. Meek 2 , Michelle Reed 2 , Rui Katahira 2 , Fang Chen 3 , Richard A. Dixon 3 , Gregg T. Beckham 2 , Yuriy Román-Leshkov 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2018-08-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.8b02741 Michael L. Stone 1 , Eric M. Anderson 1 , Kelly M. Meek 2 , Michelle Reed 2 , Rui Katahira 2 , Fang Chen 3 , Richard A. Dixon 3 , Gregg T. Beckham 2 , Yuriy Román-Leshkov 1
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Lignin composed solely of caffeyl alcohol units, or C-lignin, was recently discovered in the seed coats of a number of vanilla orchid and cactus species. The caffeyl alcohol monomer polymerizes into a highly uniform benzodioxane backbone, making C-lignin a promising substrate for lignin valorization, where heterogeneity is a key challenge. In this study, we used reductive catalytic fractionation (RCF) on vanilla seeds to investigate the depolymerization of naturally grown C-lignin. To overcome challenges associated with the high extractive content and poor sugar retention in vanilla seeds, the ratio of monomer yield to total lignin yield was used to isolate the depolymerization efficiency of C-lignin from the extraction efficiency of lignin from seeds. This approach allowed us to compare extents of depolymerization across lignin types and biomass feedstocks. C-Lignin RCF generated extents of depolymerization akin to those of hardwoods, despite observing incomplete benzodioxane cleavage due to catalyst deactivation caused by the seed extractives. In addition, depolymerization of C-lignin produced a favorable monomeric product distribution consisting of only propyl and propenyl catechol. These promising results suggest that genetic modification of other plant species to incorporate C-lignin has the potential to yield a single, valuable catechol product via RCF.
中文翻译:
C-木质素的还原催化分馏
最近在许多香草兰花和仙人掌物种的种皮中发现了仅由咖啡醇单元或C-木质素组成的木质素。咖啡醇单体可聚合成高度均一的苯并二恶烷主链,使C-木质素成为木质素增值的有希望的底物,其中异质性是一个关键挑战。在这项研究中,我们使用了香草种子上的还原催化分馏(RCF)来研究自然生长的C-木质素的解聚。为了克服与香草种子中高提取物含量和不良糖分保留有关的挑战,单体产量与木质素总产量的比率用于从种子中木质素的提取效率中分离出C-木质素的解聚效率。这种方法使我们能够比较木质素类型和生物质原料的解聚程度。尽管观察到由于种子提取物引起的催化剂失活,苯并二恶烷裂解不完全,但C-木质素RCF产生的解聚程度类似于硬木。另外,C-木质素的解聚产生有利的单体产物分布,其仅由丙基和丙烯基儿茶酚组成。这些有前途的结果表明,将其他植物物种进行遗传修饰以掺入C-木质素,有可能通过RCF产生单一的有价值的邻苯二酚产品。C-木质素的解聚产生有利的单体产物分布,仅由丙基和丙烯基邻苯二酚组成。这些有前途的结果表明,将其他植物物种进行遗传修饰以掺入C-木质素,有可能通过RCF产生单一的有价值的邻苯二酚产品。C-木质素的解聚产生有利的单体产物分布,仅由丙基和丙烯基邻苯二酚组成。这些有前途的结果表明,将其他植物物种进行遗传修饰以掺入C-木质素,有可能通过RCF产生单一的有价值的邻苯二酚产品。
更新日期:2018-08-14
中文翻译:
C-木质素的还原催化分馏
最近在许多香草兰花和仙人掌物种的种皮中发现了仅由咖啡醇单元或C-木质素组成的木质素。咖啡醇单体可聚合成高度均一的苯并二恶烷主链,使C-木质素成为木质素增值的有希望的底物,其中异质性是一个关键挑战。在这项研究中,我们使用了香草种子上的还原催化分馏(RCF)来研究自然生长的C-木质素的解聚。为了克服与香草种子中高提取物含量和不良糖分保留有关的挑战,单体产量与木质素总产量的比率用于从种子中木质素的提取效率中分离出C-木质素的解聚效率。这种方法使我们能够比较木质素类型和生物质原料的解聚程度。尽管观察到由于种子提取物引起的催化剂失活,苯并二恶烷裂解不完全,但C-木质素RCF产生的解聚程度类似于硬木。另外,C-木质素的解聚产生有利的单体产物分布,其仅由丙基和丙烯基儿茶酚组成。这些有前途的结果表明,将其他植物物种进行遗传修饰以掺入C-木质素,有可能通过RCF产生单一的有价值的邻苯二酚产品。C-木质素的解聚产生有利的单体产物分布,仅由丙基和丙烯基邻苯二酚组成。这些有前途的结果表明,将其他植物物种进行遗传修饰以掺入C-木质素,有可能通过RCF产生单一的有价值的邻苯二酚产品。C-木质素的解聚产生有利的单体产物分布,仅由丙基和丙烯基邻苯二酚组成。这些有前途的结果表明,将其他植物物种进行遗传修饰以掺入C-木质素,有可能通过RCF产生单一的有价值的邻苯二酚产品。