可生物降解聚酯单体的制备进展

来源：兰州化工研究院，2022-02 08:16

随着“碳中和、二氧化碳排放峰值”全球目标的不断推进，生物质固碳在实现“双碳”目标中发挥着越来越重要的作用。脂肪酸酯是制备可生物降解聚酯材料的重要单体。现有的石化路线存在氧化反应步骤多、催化效率和选择性低的问题。生物质天然富含氧气(约占总质量的30%-50%)。从高原子经济利用率的角度出发，基于其特殊的碳氧分子结构，开发了一种简单、高效、高选择性的生物基羟基链烷酸酯聚酯单体催化制备新技术。

随着“碳中和、二氧化碳排放峰值”全球目标的不断推进，碳汇在实现“双碳”目标中发挥着越来越重要的作用。脂肪酸酯是制备可生物降解聚酯材料的重要单体。现有的石化路线存在氧化反应步骤多、催化效率和选择性低的问题。自然资源富含氧气(约占总质量的30%-50%)。从高原子经济利用率的角度出发，基于其特殊的碳氧分子结构，开发一种简单、高效、高选择性的催化制备生物基羟基链烷酸酯聚酯单体的新技术具有重要的研究意义和潜在的应用价值。

近日，中国科学院兰州化学物理研究所研究员李团队从半纤维素的下游产品糠醇出发，在前人研究的基础上，通过羰基化和羰基化(Nat)引入羰基官能团。社区。2021年，1875年12月；下巴。J. Catal。 2020, 41, 1152;ACS Catal。2018，8月，10340)，通过调控二膦配体的空间结构，实现了高效、选择性的均相催化裂解羟基C-O键，并插入所需的羧酸酯官能团，催化转化数(TON)高达104以上。

在呋喃环C-O键的选择性催化裂解和开环制备羟基化合物中选择的8Ni/CeO2催化剂表现出比现有贵金属催化剂更好的催化活性和选择性。在固定床连续反应中，C2-O键的选择性达到97%以上，6-羟基己酸甲酯的收率稳定在90%左右，并持续运行2400小时，最终实现了92%的半纤维素羟基羧酸酯总质量收率。结合原位光电子能谱(原位XPS)、近大气压延电子能谱(NAP-XPS)和同步辐射X射线吸收(XAS)光谱，构效关系研究表明金属Ni0物种和界面Nin -VO-Ce物种分别催化呋喃环C=C键的氢化反应和C2-O键的选择性裂解开环反应、原位红外光谱(原位FTIR)和第一次开环反应。

基于生物基化学品不同碳氧键的选择性羰基化和氢解，本研究开发了一种更简单、更绿色的羟基羧酸酯聚酯单体制备新方法，为进一步提升催化转化提供了新思路。相关工作的题目是通过耦合均相催化和多相催化将生物质衍生的呋喃选择性和稳定地升级为塑料单体，发表在Chem上。(100yiyao.com)

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