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2019-10-08
??上?？萍即髮W物質(zhì)科學與技術(shù)學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，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行直接官能化再進行酯交換的方案，將粗甘油在產(chǎn)生之前即通過催化反應轉(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個酯基官能團之間的鄰基參與效應，實現(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鍵進行的選擇性親核取代反應，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)模的實驗證明了該反應的實用性。
同時，研究人員還將此項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中重復的乙二醇酯單元進行取代，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降解及單體回收新研究方向。（記者黃辛）
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