Mechanistic Insights into Formaldehyde-Blocked Lignin Condensation: A DFT Study

甲醛 木质素 解聚 冷凝 单体 化学 乙醚 缩合反应 密度泛函理论 有机化学 高分子化学 计算化学 聚合物 催化作用 物理 热力学
作者
Xueli Mu,Zhe Han,Chengbu Liu,Dongju Zhang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:123 (14): 8640-8648 被引量:23
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.9b00247
摘要

The formaldehyde (FA)-prevented lignin condensation reported by Luterbacher et al. [Science 2015, 354 (6310), 329–333] provides an efficient strategy for obtaining lignin monomers with near theoretical production. Our work presents a density functional theory calculation study that reveals the intrinsic mechanism why FA can efficiently hinder lignin condensation. Using veratrylglycerol-β-guaiacyl ether (VG) as a lignin model compound, we found that the formation of C–C linkage between two VG units is highly exothermic (−43.7 kcal/mol) and involves a medium-heighted barrier (20.1 kcal/mol), explaining the extensive and irreversible lignin condensation observed during lignin depolymerization. In the presence of FA, VG prefers to react with FA with much lower barrier (13.1–20.7 kcal/mol) to form 1,3-dioxane structures, which protect the reactive sites of VG (1,3-diol groups and the ortho/para positions to methoxyl groups on lignin aromatic rings) and thereby hinder lignin condensation. The theoretical results provide a clear picture of how FA hinders lignin condensation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
太阳88完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
kk99123完成签到,获得积分0
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
任性星星完成签到 ,获得积分10
2秒前
健康的芙蓉完成签到,获得积分10
3秒前
杨武天一发布了新的文献求助20
3秒前
追寻柠檬发布了新的文献求助10
3秒前
张睿发布了新的文献求助10
4秒前
徐鑫鹏发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
李健应助懒癌晚期采纳,获得10
6秒前
Tara发布了新的文献求助10
6秒前
不圆完成签到,获得积分10
6秒前
默岩1990完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
科研通AI6.1应助dawn采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
热带雨林发布了新的文献求助10
7秒前
诗谙发布了新的文献求助10
7秒前
哎呀妈呀完成签到,获得积分10
7秒前
齐耳完成签到,获得积分10
8秒前
会飞的鱼完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
10秒前
赘婿应助呆呆熊采纳,获得10
10秒前
10秒前
wanci应助DouBo采纳,获得10
10秒前
9smt完成签到,获得积分10
10秒前
sunrise完成签到,获得积分10
11秒前
麓悦完成签到,获得积分10
11秒前
烟雾完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
英俊的铭应助您好采纳,获得10
11秒前
把路走直发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
Akim应助体贴的玉米采纳,获得10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1200
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6036522
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7755153
关于积分的说明 16214946
捐赠科研通 5182577
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2773601
邀请新用户注册赠送积分活动 1756830
关于科研通互助平台的介绍 1641258