木质素是地球上最主要的可再生芳香族化合物,也是地球上仅次于纤维素的第二丰富的可再生天然有机物资源,同时也是木材水解工业和造纸工业的副产物,由于得不到充分的利用,成为环境污染物。木质素具有独特的苯丙烷单元结构,使之成为未来最有可能的芳香族化合物的稳定来源。本论文以木质素降解酶及其模拟酶为手段,使木质素及其模拟物在不同降解体系中转化为具有应用价值的酚类化合物。一、通过发酵黄孢原毛平革菌得到木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶。研究了在水相条件下发酵液中的酶与沉淀状态的木质素在反应过程中酶液组分和木质素结构发生的变化。酶对木质素的降解需要协同作用,因此酶液的组分较酶活的大小在降解过程中更为重要:酶活力较高的LiP酶液与活性较低的LiP/MnP/Lac酶液在相同条件下降解碱木质素,前者降解率为20.064%,后者为28.8362%。通过分析反应液中的总酚量,复合酶液的酚含量高于单一酶液19mg/L。木质素降解酶对木质素的降解过程属于自由基反应,为了得到大量的酚类化合物,可以通过在反应体系中掺入小分子的自由基稳定剂,将酶对木质素的降解控制在特定阶段,以减少开环反应的进行。本论文选择了甲酸和甲醇作为自由基稳定剂。将甲酸和甲醇分别添加到反应体系中,通过分析反应液中的酚含量和碱木质素失重的情况发现,甲醇有利于碱木质素的失重,甲酸有利于酚类物质的积累。二、为了使木质素以溶液形式与酶液反应,将木质素溶解到离子液体中,选择了三种能在室温下溶解木质素的离子液体:[Bmim][MeSO4]、[Mmim][MeSO4]和[Hmim][CF3SO3]。离子液体以氢键结合木质素,导致流动性增大。当木质素和水同时存在于水溶性离子液体中,离子液体优先于水形成氢键,导致木质素析出。不溶于水的离子液体与木质素结合后依旧不与水互溶。阴离子CF3SO3的存在使离子液体具有与水形成双相且能通过改变体系中的物质含量发生相转换的特殊能力。根据离子液体自身的特点可以采用不同策略使溶解其中的木质素与酶液发生反应。三、根据[Bmim][MeSO4]和[Mmim][MeSO4]溶解木质素后能与正戊醇相容这一特性,将木质素-离子液体参杂到W/O型微乳液的乳化剂组分中。使水相中的降解酶能直接与微乳液界膜上的参杂态木质素发生反应,反应产物则被萃取到微乳液的有机相中,实现一边反应一边萃取。四、离子液体[Hmim][CF3SO3]溶解了木质素之后其特殊的相转换能力并未消失。这一特性可用于木质素在[Hmim][CF3SO3]-CH2O2-酶液的三元液液相平衡体系中。这一反应体系比较适合非蛋白酶类的催化剂对木质素或木质素的模型化合物进行降解,主要原因在于阳离子Hmim会导致蛋白酶的部分失活。五、合成了 EDTA-Fe和GIF模拟酶,通过上述两种模拟酶评价在三元液液相平衡体系中催化剂对木质素模型化合物DHPs的降解以及产物的分离。实验结果证实,两种模拟酶均能在木质素-[Hmim][CF3SO3]-CH2O2体系中高效催化DHPs的降解并积累酚类物质。