1、木質(zhì)素是自然界中僅次于纖維素的第二大生物質(zhì)資源，也是大宗芳香化合物最主要的可再生天然來源。芳香化合物作為工業(yè)上重要的平臺化學(xué)品，當(dāng)前主要來源于石油等化石原料。隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染日益嚴(yán)峻，高效利用木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為芳香化合物將有利于減少對化石能源的依賴，降低碳排放，緩解溫室效應(yīng)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。然而當(dāng)前絕大部分木質(zhì)素的利用過程能耗高、效率低或者環(huán)境污染嚴(yán)重。為此，我們從綠色化學(xué)的角度出發(fā)，利用銅-聚苯并噁嗪復(fù)合物作為高選擇性的催化劑，在溫和、

2、綠色的反應(yīng)條件下將木質(zhì)素高效轉(zhuǎn)化為芳香族化學(xué)品。
　　(1)以氯化銅和制備的苯并噁嗪為原料合成CuCl2/聚苯并噁嗪(CuCl2/PBOZ)復(fù)合物，并通過SEM、FTIR、XPS及TGA等分別對其形貌、結(jié)構(gòu)組成和熱穩(wěn)定性進(jìn)行表征，結(jié)果表明CuCl2/PBOZ是由尺寸幾十納米到幾微米的小球相互交聯(lián)形成的珊瑚狀三維結(jié)構(gòu)，表面粗糙，比表面積為7.08 m2/g。結(jié)構(gòu)上Cu2+與苯并噁嗪中的氮、氧構(gòu)成穩(wěn)定的配位鍵，而且復(fù)合物的熱穩(wěn)定性高于

3、純聚苯并噁嗪(PBOZ)，更適合實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用。復(fù)合物的合成機(jī)理研究表明先形成類膠束的預(yù)聚體，然后再聚合固化成型。
　　(2)在溫和條件下利用CuCl2/PBOZ復(fù)合物高效地催化氧化苯甲醇和環(huán)己醇轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的羰基化合物，最優(yōu)條件下苯甲醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)98.00％，主產(chǎn)物苯甲酸的收率達(dá)88.00％，而環(huán)己醇的轉(zhuǎn)化率高達(dá)99.40％，環(huán)己酮和二元酸的收率分別為0.09％和62.25％。反應(yīng)產(chǎn)物的分析表明環(huán)己醇氧化得到的二元酸中主要是丙二酸

4、，占比96％～99％。同時(shí)，對氧化產(chǎn)物對比分析發(fā)現(xiàn)在催化反應(yīng)中苯甲醇的芳環(huán)被很好保留，而環(huán)己醇的六元環(huán)則絕大部分發(fā)生了開環(huán)反應(yīng)。
　　(3)利用CuCl2/PBOZ復(fù)合物在常溫常壓下對木質(zhì)素模型物查爾酮中的脂肪鏈C-C鍵進(jìn)行選擇性氧化裂解，最優(yōu)條件下轉(zhuǎn)化率和主產(chǎn)物苯甲酸的選擇性分別達(dá)72.00％和97.22％。研究發(fā)現(xiàn)，芳環(huán)上的甲氧基等推電子基對木質(zhì)素的氧化降解有明顯的促進(jìn)作用，化學(xué)鍵的斷裂主要發(fā)生在芳環(huán)之間的C-C鍵上，而且在醚

5、鍵模型物催化氧化中脂肪族C-O鍵比C-C鍵更容易斷裂。對天然木質(zhì)素的氧化解聚研究表明，常溫常壓下木質(zhì)素樣品在16h內(nèi)就幾乎被全部降解，而且絕大部分芳環(huán)被保留下來，主要生成二聚及三聚芳香化合物（酸、醛及酚類）。動力學(xué)研究表明脂肪族C-C裂解反應(yīng)屬于一級反應(yīng)，表觀活化能為80.20 kJ/mol。研究表明CuCl2/PBOZ復(fù)合物催化反應(yīng)是非均相催化，催化劑使用三個循環(huán)后依然能夠保持芳香化合物總選擇性96.00％以上，催化活性和形貌能保持穩(wěn)