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摘要
文中研究旨在通过密度泛函理论计算更好地从分子层面理解纤维素单元(葡萄糖和鼠李糖)与三种典型的脂肪氨基酸(脯氨酸、缬氨酸、亮氨酸)的共热解机理,深入了解生物质热解过程中纤维素组分对含氮组分热解过程的影响。研究发现葡萄糖与脯氨酸的反应能垒最高,而亮氨酸比较容易发生反应。并且葡萄糖自身也较易发生闭环反应生成呋喃类化合物(糠醛),这也是热解产物中糠醛多的原因。鼠李糖与脯氨酸热解过程中的第一个基元反应的过渡态形成的自由能能垒极高,而后生成相当稳定的缩合产物。而亮氨酸与鼠李糖的反应能垒最低,反应更容易发生。同时,我们发现鼠李糖由于其L型手性结构及6-脱氧特殊结构,在Amadori重排后发生了两次脱水形成多重度不饱和化合物。本研究为揭示生物质热解过程中糖类化合物与氨基酸之间的相互作用及含氮产物的生成途径奠定基础,对生物质的清洁高效利用有重要的意义。
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