木质素是由苯基丙烷结构通过C—O和C—C键连接而成的复杂三维网状无定形高聚物,热解是木质素的重要利用方式,探究木质素热解过程中连接键的断裂机理对于开发高效热解技术至关重要。本文利用密度泛函理论方法,针对典型的β-5连接木质素二聚体模型化合物,探究其热解过程及取代基的影响。计算结果表明,苯环之间五元环的开环反应是最可能发生的初步反应,其中Cα—O和Cα—Cβ键的键解离能(BDEs)分别为163.9 kJ/mol和212.9 kJ/mol,是最主要的断键开环反应。通过对比甲基、甲氧基、羟基、正丙基等支链对β-5连接键的断裂的影响,发现当两个苯环和β-5连接五元环上分别连接羟基、丙基、羟甲基取代基时,Cα—O和Cα—Cβ键的BDEs最低。对于不同取代基类型和位点来说,Cα—O键均裂始终是最容易发生的初始反应,而Cα—O和Cα—Cβ键连续断裂的路径是β-5连接五元环断裂的主要途径。