绿色合成环己烷类含氧化学品研究取得新进展

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员李宁、中科院院士张涛团队和研究员王峰团队合作，在绿色合成环己烷类含氧化学品方面取得新进展。相关工作以共同通讯作者形式发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。

  1,4-环己烷二甲醇(CHDM)和1,4-环己烷二甲酸(CHDA)是精细化工行业中的重要单体，通过其生产的聚酯比传统的PET具有更高的玻璃化温度、热稳定性和化学稳定性，并且易于降解，在电子行业中有着重要的应用。1,2-环己烷二甲酸酯是一种无毒环保型增塑剂，广泛用于PVC塑料制品中，如医疗用的输血袋、室内装潢材料、保鲜膜、塑料玩具等。目前，这些环己烷含氧化学品是对二甲苯(PX)和邻二甲苯(OX)经过氧化、加氢等一系列过程制备得到的，严重依赖石油化工。而木质纤维素作为一种可再生资源，本身含有丰富的含氧官能团。因此，以木质纤维素衍生物为原料，合成环己烷含氧化学品，可以减少氧化过程，提高步骤经济性和原子经济性。

该研究团队前期发展了以木质纤维素为原料的生物质路线合成聚酰亚胺单体均苯四甲酸(Green Chem.)。在此基础上，该工作以生物质平台化合物(可从生物质获得的)甲醛、巴豆醛和丙烯酸酯/富马酸酯为原料，发展了脯氨酸催化的三组分环加成反应，然后通过调节后续过程，分别选择性合成CHDM、CHDA和1,2-环己烷二甲酸酯，两步总收率均可达到70%以上。通过生命周期评价(LCA)方法对比生物质路线和石油路线，结果表明在生产CHDM和1,2-环己烷二甲酸酯方面，生物质路线具有更低的碳排放;在生产CHDA方面，通过酸催化水解的方式，也可以获得更低的碳排放，生物质路线展现出了积极的碳减排潜力。

该研究成果为环己烷含氧化学品的合成提供了新方法，为生物质资源转化途径提供了新思路。

上述研究工作得到国家自然科学基金、中科院战略性先导专项、国家重点研发计划、辽宁省院士基金、大连市支持高层次人才创新创业项目(杰出青年科技人才项目)、博士后面上项目和所优秀博士后基金的资助。