张涛、王爱琴、李宁等发展利用生物质合成共聚酯单体新方法

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近日，我所催化与新材料研究室（十五室）张涛院士、王爱琴研究员、李宁研究员团队，与生物能源化学品研究组（DNL0603）王峰研究员团队合作，发展了一种利用乙醛和丙烯酸酯的生物质合成共聚酯单体新方法。
　　随着现代社会的快速发展，各行各业对性质可调的共聚酯需求越来越高。聚（对苯二甲酸-间苯二甲酸-环己烷二甲醇酯）（PCTA）作为一种代表性的共聚酯，其性质可以通过间苯二甲酸来调控。与传统的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）相比，PCTA具有更高的耐化学腐蚀性、抗冲击性、玻璃化温度和透明度等，可广泛应用于化妆品容器、家用电器和医疗包装等领域。目前，PCTA单体主要是由石油下游产品制备得到。为了减少对化石能源的依赖性，发展温和可持续路线制备PCTA单体具有重要意义。

　　该合作团队在前期研究的生物质合成路线（Angew. Chem. Int. Ed., 2018）基础上，发展了一种以生物质基平台化合物丙烯酸酯和乙醛为原料，合成共聚酯PCTA单体的新方法。该过程包括三步反应，分别是乙醛与丙烯酸酯的Morita-Baylis-Hillman反应、H2SO4/SiO2催化一步脱水/Diels-Alder反应、以及Pd/C催化脱氢反应，总收率为61%；此外，改变上述过程的第三个反应催化剂，即利用Pd/C-Cu/Zn/Al双床层催化剂进行催化加氢反应，可获得另外一种重要的增塑剂单体——UNOXOLTM二醇（CHDM），该过程的总收率为67%。合作团队还通过生命周期评价（LCA）方法将本工作中的生物质路线与传统石油路线进行了对比，结果表明，该生物质路线展现出了积极的碳减排能力。该研究成果为共聚酯单体的合成提供了新方法，为生物质资源转化提供了新思路。
　　相关工作以“Production of Copolyester Monomers from Plant-Based Acrylate and Acetaldehyde”为题，于近日发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上，并被选为热点文章（Hot Paper）。该文章的共同第一作者是我所1502组博士研究生袁琳、02T4组呼延成副研究员、太原理工大学赵志仝博士。上述研究工作得到国家自然科学基金、我所所内合作项目、洁净能源创新研究院—榆林学院联合基金等项目的支持。（文/图 袁琳、呼延成）
　　文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202113471




      


      文章来源：大连化物所
      王爱琴,大连化物所研究员。1968年出生于内蒙古，1986-1993年就读于大连理工大学石油化工系，分别获学士和硕士学位。之后到大连化物所工作，并于2001年获得大连化物所博士学位，2003年被聘为副研究员，2009年被聘为研究员。曾先后到香港城市大学、台湾大学从事博士后研究。现任航天催化与新材料研究室肼分解催化剂课题组副组长。承担国家973计划、国家自然科学基金等多项课题，发表SCI论文100余篇.
       张涛，男，汉族，1963年生。中共党员，博士，中国科学院大连化学物理研究所研究员。2013年当选为中国科学院院士。1989年在中国科学院大连化学物理研究所获博士学位，1989年至1990年在英国伯明翰大学做访问学者，回国后，历任大连化学物理研究所研究组副组长、组长、室主任、副所长、党委书记等职务，曾兼任国家催化工程技术研究中心主任，2007年2月至2017年2月任大连化学物理研究所所长。2016年12月任中国科学院副院长、党组成员。
        李宁，中国科学院大连化学物理研究所研究员。1976年出生于新疆阿克苏。1997年和2000年于吉林大学化学系获得学士和硕士学位。2004年于中科院大连化学物理研究所获得博士，主要从事甲烷选择还原NO的研究工作。2005年-2008年在法国国家科研中心（CNRS）博士后奖学金、欧盟第六框架玛丽-居里奖学金International Incoming Fellowship资助下在里昂催化与环境研究所做博士后，主要从事有机污染物的湿式催化氧化以及电化学促进VOC催化完全氧化。2008年-2010年于美国马萨诸塞大学化学工程系George W. Huber研究组做博士后，主要从事生物质加氢脱氧合成液体燃料（包括高辛烷值生物汽油和航空煤油）的研究工作。2010年9月作为“所百人计划”引进人才加入大连化学物理研究所。研究领域包括：多相催化新材料、生物质转化、环境催化等。
       王峰，男，1977年7月生，博士，中国科学院大连化学物理研究所研究员。1999年7月大学毕业获学士学位，同年被推荐到中国科学院大连化学物理研究所攻读博士学位（硕博连读生）。2005年3月获博士学位后留组担任助理研究员。2005年7月至2009年12月，先后在美国加州大学berkeley分校日本北海道大学催化科学研究中心做博士后。2009年12月以所“百人计划”引进到中国科学院大连化学物理研究所工作，担任创新课题组组长，2011年获中国科学院“百人计划”择优支持。研究团队从事纳米新材料的制备，有机多相催化反应，C-H和C-O的选择活化，生物质催化转化等研究工作。已发表论文30多篇，申请专利20项。世界催化大会青年科学家奖（慕尼黑，2012），中国化学会催化委员会第一届“中国催化新秀奖”（沈阳，2012），大连化物所“林励吾优秀青年奖”（2012）和大连化物所科技创新个人奖（2013）。