大連化物所綠色合成環己烷類含氧化學品研究取得新進展

近日， 中國科學院大連化學物理研究所研究員李甯、中科院院士張濤團隊和研究員王峰團隊合作， 在綠色合成環己烷類含氧化學品方面取得新進展。 相關工作以共同通訊作者形式發表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。

1,4-環己烷二甲醇（CHDM）和1,4-環己烷二甲酸（CHDA）是精細化工行業中的重要單體， 通過其生產的聚酯比傳統的PET具有更高的玻璃化溫度、熱穩定性和化學穩定性， 並且易於降解， 在電子行業中有著重要的應用。 1,2-環己烷二甲酸酯是一種無毒環保型增塑劑， 廣泛用於PVC塑膠製品中， 如醫療用的輸血袋、室內裝潢材料、保鮮膜、塑膠玩具等。

目前， 這些環己烷含氧化學品是對二甲苯（PX）和鄰二甲苯（OX）經過氧化、加氫等一系列過程製備得到的， 嚴重依賴石油化工。 而木質纖維素作為一種可再生資源， 本身含有豐富的含氧官能團。 因此， 以木質纖維素衍生物為原料， 合成環己烷含氧化學品， 可以減少氧化過程， 提高步驟經濟性和原子經濟性。

該研究團隊前期發展了以木質纖維素為原料的生物質路線合成聚醯亞胺單體均苯四甲酸（Green Chem.）。 在此基礎上， 該工作以生物質平臺化合物（可從生物質獲得的）甲醛、巴豆醛和丙烯酸酯/富馬酸酯為原料， 發展了脯氨酸催化的三組分環加成反應， 然後通過調節後續過程， 分別選擇性合成CHDM、CHDA和1,2-環己烷二甲酸酯，

兩步總收率均可達到70%以上。 通過生命週期評價（LCA）方法對比生物質路線和石油路線， 結果表明在生產CHDM和1,2-環己烷二甲酸酯方面， 生物質路線具有更低的碳排放；在生產CHDA方面， 通過酸催化水解的方式， 也可以獲得更低的碳排放， 生物質路線展現出了積極的碳減排潛力。

該研究成果為環己烷含氧化學品的合成提供了新方法， 為生物質資源轉化途徑提供了新思路。

上述研究工作得到國家自然科學基金、中科院戰略性先導專項、國家重點研發計畫、遼寧省院士基金、大連市支持高層次人才創新創業項目（傑出青年科技人才項目）、博士後面上項目和所優秀博士後基金的資助。