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大連化物所發(fā)展出利用生物質(zhì)合成共聚酯單體新方法
發(fā)布時間:2021.12.14        閱讀次數(shù):

  近日,中國科學院院士、中科院大連化學物理研究所催化與新材料研究室(十五室)研究員張濤與研究員王愛琴/李寧團隊,聯(lián)合生物能源化學品研究組研究員(DNL0603)王峰團隊,發(fā)展出一種利用乙醛和丙烯酸酯的生物質(zhì)合成共聚酯單體新方法。

  隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展,各行各業(yè)對性質(zhì)可調(diào)的共聚酯需求越來越高。聚(對苯二甲酸-間苯二甲酸-環(huán)己烷二甲醇酯)(PCTA)作為一種代表性的共聚酯,其性質(zhì)可以通過間苯二甲酸來調(diào)控。與傳統(tǒng)的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)相比,PCTA具有更高的耐化學腐蝕性、抗沖擊性、玻璃化溫度和透明度等特點,可廣泛應用于化妝品容器、家用電器和醫(yī)療包裝等領域。目前,PCTA單體主要由石油下游產(chǎn)品制備獲得。為了減少對化石能源的依賴性,發(fā)展溫和可持續(xù)路線制備PCTA單體具有重要意義。

  該合作團隊在生物質(zhì)合成路線(Angew. Chem. Int. Ed.)的基礎上,發(fā)展出一種以生物質(zhì)基平臺化合物丙烯酸酯和乙醛為原料,合成共聚酯PCTA單體的新方法。該過程包括三步反應,分別是乙醛與丙烯酸酯的Morita-Baylis-Hillman反應、H2SO4/SiO2催化一步脫水/Diels-Alder反應、Pd/C催化脫氫反應,總收率為61%;此外,改變上述過程的第三個反應催化劑,即利用Pd/C-Cu/Zn/Al雙床層催化劑進行催化加氫反應,可獲得另外一種重要的增塑劑單體——UNOXOLTM二醇(CHDM),該過程的總收率為67%。此外,合作團隊還運用生命周期評價(LCA)方法將本工作中的生物質(zhì)路線與傳統(tǒng)石油路線進行對比,表明該生物質(zhì)路線展現(xiàn)出積極的碳減排能力。該研究為共聚酯單體的合成提供了新方法,并為生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化提供了新思路。

  近日,相關研究成果以Production of Copolyester Monomers from Plant-Based Acrylate and Acetaldehyde為題,發(fā)表在《德國應用化學》上,并被選為熱點文章(Hot Paper)。研究工作得到國家自然科學基金、大連化物所所內(nèi)合作項目、潔凈能源創(chuàng)新研究院-榆林學院聯(lián)合基金等的支持。