• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

新型二氧化碳和甲烷的化学合成路线:木质素光降解中的环境自由基作用。

Novel Chemical Routes for Carbon Dioxide and Methane Production from Lignin Photodegradation: The Role of Environmental Free Radicals.

机构信息

Key Laboratory of Low-carbon Green Agriculture in Northwestern China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, College of Natural Resources and Environment, Northwest A&F University, Yangling 712100, China.

出版信息

Environ Sci Technol. 2024 Sep 10;58(36):16055-16065. doi: 10.1021/acs.est.4c03414. Epub 2024 Aug 29.

DOI:10.1021/acs.est.4c03414
PMID:39205644
Abstract

Sunlight irradiation significantly mediates plant litter's carbon dynamics and volatile carbon release in semi-arid and arid ecosystems. In this process, carbon loss is controlled by lignin, but the mechanisms of production of CO and CH during lignin photolysis are ambiguous. In this study, the photomineralization of plant litter and the lignocellulosic component collectively indicate that lignin is a major source of CO and CH emissions. Characterization and free radical analysis reveal that the production of CO is due to the oxidation and ring-opening reaction of the coniferyl alcohol unit, with the subsequent decarboxylation of carboxylic acid as an oxidation product. This reaction involves -quinone formation by the reactions between O, superoxide radical (O), and persistent free radicals (PFRs)-bearing lignin. Of this, O contributes to 43.2% of the photogenerated CO, as a new pathway, derived from the electron transfer from PFRs to O. Interestingly, photoinduced demethylation of the dimethoxybenzene-type compounds as the photolysis products of lignin results in a never-before-reported CH formation chemical route independent of that of O. This mechanistic insight into the role of lignin in volatile carbon production from the irradiative plant litter will contribute to a deeper understanding of carbon balance in water-limited ecosystems.

摘要

阳光照射显著调节半干旱和干旱生态系统中植物凋落物的碳动态和挥发性碳释放。在这个过程中,碳损失受木质素控制,但木质素光解过程中 CO 和 CH 产生的机制尚不清楚。在这项研究中,植物凋落物的光矿化和木质纤维素成分共同表明木质素是 CO 和 CH 排放的主要来源。特征描述和自由基分析表明,CO 的产生是由于松柏醇单元的氧化和开环反应,随后羧酸作为氧化产物脱羧。该反应涉及由含有 O、超氧自由基 (O) 和持久自由基 (PFR) 的木质素之间的反应形成 -醌。其中,O 对光生成的 CO 的贡献为 43.2%,这是一种新的途径,源自 PFR 向 O 的电子转移。有趣的是,木质素光解产物二甲氧基苯型化合物的光诱导去甲基化导致了一种前所未有的 CH 形成化学途径,与 O 无关。这种对木质素在辐射植物凋落物产生挥发性碳中的作用的机制理解将有助于深入了解水分限制生态系统中的碳平衡。

相似文献

1
Novel Chemical Routes for Carbon Dioxide and Methane Production from Lignin Photodegradation: The Role of Environmental Free Radicals.新型二氧化碳和甲烷的化学合成路线:木质素光降解中的环境自由基作用。
Environ Sci Technol. 2024 Sep 10;58(36):16055-16065. doi: 10.1021/acs.est.4c03414. Epub 2024 Aug 29.
2
Role of Direct and Sensitized Photolysis in the Photomineralization of Dissolved Organic Matter and Model Chromophores to Carbon Dioxide.直接和敏化光解在将溶解的有机物质和模型发色团转化为二氧化碳的光矿化中的作用。
Environ Sci Technol. 2024 Aug 6;58(31):13808-13819. doi: 10.1021/acs.est.4c01530. Epub 2024 Jul 24.
3
Photochemical Production of Carbon Monoxide from Dissolved Organic Matter: Role of Lignin Methoxyarene Functional Groups.光化学法从溶解态有机质产生一氧化碳:木质素甲氧基芳烃官能团的作用。
Environ Sci Technol. 2022 Sep 20;56(18):13449-13460. doi: 10.1021/acs.est.2c03762. Epub 2022 Sep 2.
4
Photodegradation alleviates the lignin bottleneck for carbon turnover in terrestrial ecosystems.光降解缓解了陆地生态系统中木质素在碳周转方面的瓶颈问题。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Apr 19;113(16):4392-7. doi: 10.1073/pnas.1516157113. Epub 2016 Apr 4.
5
Importance of root uptake of CO on C transfer to plants impacted by below-ground CH release.根系吸收CO对受地下CH释放影响的碳向植物转移的重要性。
J Environ Radioact. 2019 May;201:5-18. doi: 10.1016/j.jenvrad.2019.01.012. Epub 2019 Feb 2.
6
Carbon dioxide anion radical as a tool to enhance lignin valorization.二氧化碳阴离子自由基作为增强木质素增值的工具。
Sci Total Environ. 2019 Sep 10;682:47-58. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.05.102. Epub 2019 May 13.
7
The role of oxygen in stimulating methane production in wetlands.氧气在刺激湿地甲烷产生中的作用。
Glob Chang Biol. 2021 Nov;27(22):5831-5847. doi: 10.1111/gcb.15831. Epub 2021 Aug 18.
8
Radiative forcing of methane fluxes offsets net carbon dioxide uptake for a tropical flooded forest.甲烷通量的辐射强迫抵消了热带淹没森林的净二氧化碳吸收。
Glob Chang Biol. 2019 Jun;25(6):1967-1981. doi: 10.1111/gcb.14615. Epub 2019 Apr 11.
9
A new conceptual model for the fate of lignin in decomposing plant litter.一种用于解释分解植物残体中木质素命运的新概念模型。
Ecology. 2011 May;92(5):1052-62. doi: 10.1890/10-1307.1.
10
Emission of methane, carbon monoxide, carbon dioxide and short-chain hydrocarbons from vegetation foliage under ultraviolet irradiation.紫外线照射下植被叶片释放甲烷、一氧化碳、二氧化碳和短链碳氢化合物。
Plant Cell Environ. 2015 May;38(5):980-9. doi: 10.1111/pce.12489. Epub 2015 Jan 23.

引用本文的文献

1
Lignin: An Adaptable Biodegradable Polymer Used in Different Formulation Processes.木质素:一种用于不同配方工艺的可适应性生物可降解聚合物。
Pharmaceuticals (Basel). 2024 Oct 21;17(10):1406. doi: 10.3390/ph17101406.