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上??萍即髮W(xué) 為可再生生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化提供新方向

時間:2019-10-24 16:04 作者:bspower 分享到:

上??萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院李智課題組針對一系列天然多元醇的羧酸酯在分子結(jié)構(gòu)上的共性,開發(fā)了可廣泛適用于油脂、糖醇酯、氨基醇酯等化合物的催化取代反應(yīng),為可再生生物質(zhì)的催化轉(zhuǎn)化提供了新方向。此外,該方法還可簡單高效地將聚酯塑料PET降解為二羧酸單體,為PET的化學(xué)回收利用提供了新途徑。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然—通訊》。

隨著化石能源的日漸枯竭和地球環(huán)境的日益惡化,可再生能源和資源的開發(fā)和利用是人類存續(xù)的必由之路。其中,可產(chǎn)自天然動植物油、廢棄烹調(diào)油等油脂的生物柴油,因其高性能、低成本、可再生、可與普通柴油直接混用等優(yōu)勢,近年來受到廣泛關(guān)注。

為了從源頭上避免粗甘油的產(chǎn)生,李智課題組在國際上首先提出對油脂進(jìn)行直接官能化再進(jìn)行酯交換的方案,將粗甘油在產(chǎn)生之前即通過催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他結(jié)構(gòu),以期提高生物柴油副產(chǎn)物的價值。

研究人員采用基于鈧、鉿等金屬三氟甲磺酸鹽的強(qiáng)路易斯酸催化劑活化酯基C-O鍵,利用油脂分子中3個酯基官能團(tuán)之間的鄰基參與效應(yīng),實(shí)現(xiàn)了以磺酰胺類化合物為親核試劑對甘油三酯中一級烷基C-O鍵進(jìn)行的選擇性親核取代反應(yīng),獲得生物柴油前體脂肪酸以及具有更高后續(xù)轉(zhuǎn)化價值的氨基醇類化合物,并通過克級規(guī)模的實(shí)驗(yàn)證明了該反應(yīng)的實(shí)用性。

同時,研究人員還將此項(xiàng)研究與廢塑料回收處理的難題結(jié)合起來,以市售PET制礦泉水瓶碎片為原料,通過糖精及少量催化劑的作用對PET中重復(fù)的乙二醇酯單元進(jìn)行取代,再經(jīng)水解、酸化,可將該聚酯完全降解為其單體對苯二甲酸和副產(chǎn)物磺酰胺乙醇。該方法有望形成新的突破,開辟聚酯等廢塑料的化學(xué)降解及單體回收新研究方向。

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