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。
