在现代工业中，己二酸（AA）是一种重要的化学品，广泛用于生产尼龙、聚氨酯等材料。目前，酚类化合物转化为 AA 主要通过复杂的热催化过程实现，包括酚类化合物加氢生成酮醇 (KA) 油，然后进一步在金属催化下将 KA 氧化开环为 AA（图 1）。传统的己二酸生产过程依赖于石化资源，并且伴随大量的温室气体排放，对环境造成了严重影响。因此，开发绿色、可持续的己二酸生产方法成为了近年来的研究热点。日前，木质素作为一种可再生资源，因其丰富的芳香族结构被认为是替代石化原料的重要候选物。然而，如何高效地将木质素转化为高附加值化学品，特别是己二酸，仍面临诸多技术挑战。

图片来源：JACS

       在现有研究中，电催化还原和氧化方法因其能够在温和条件下进行反应，且具有高选择性和高效率的优点，逐渐成为了木质素转化的研究热点。尤其是电解偶联反应，通过在同一电解槽中同时进行阴极还原反应和阳极氧化反应，实现了反应条件的优化和能量的高效利用。然而，目前尚无通过电解偶联反应直接将木质素衍生酚类化合物转化为己二酸的研究报道。本文提出了一种新型的电解偶联方法，利用双金属协同催化剂，实现了木质素衍生酚类化合物到己二酸的高效转化。（图1）

       研究中采用了双金属协同催化剂，包括阴极的PtAu合金催化剂和阳极的CuCo2O4催化剂。通过调控合金成分，优化其电子结构，提高其催化活性和选择性。除此之外，作者团队设计了一种pH不对称的电解槽，使阴极反应在酸性条件下进行，阳极反应在碱性条件下进行，从而实现反应条件的最优化。对于反应过程的表征与分析，作者团队通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂进行表征；通过线性扫描伏安法（LSV）、核磁共振（NMR）等方法对反应过程进行分析，确定反应路径和中间产物。最后，作者结合实验数据，进行DFT理论计算，揭示催化剂的电子结构与反应活性之间的关系，为催化剂的优化提供理论指导。

       本文提出的电解偶联方法在温和条件下实现了木质素衍生酚类化合物到己二酸的高效转化，减少了对石化资源的依赖，降低了温室气体排放，符合绿色化学的理念。通过双金属协同催化剂的设计，不仅实现了木质素衍生酚类化合物的高效转化，也为绿色化学和可持续发展提供了新的研究方向和技术支持，为未来高效催化剂的设计提供了新思路。

标题：Sustainable Adipic Acid Production via Paired Electrolysis of Lignin-Derived Phenolic Compounds with Water as Hydrogen and Oxygen Sources

作者：Fulai Liu, Xutao Gao, Zhengxiao Guo, Edmund C. M. Tse, and Yong Chen*

链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c02835