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大连化物所发展纤维素合成甲基环戊二烯新方法

来源:大连化学物理研究所 98 2021-01-07

近日,大连化物所催化与新材料研究室李宁研究员、张涛院士团队成功实现纤维素基3-甲基-2-环戊烯酮(MCP)直接加氢脱氧合成甲基环戊二烯(MCPD),该工作为不饱和酮直接转化制共轭二烯开辟了一条新路径。

MCPD是火箭燃料RJ-4的生产原料,同时还被应用于生产各种产品,例如医药产品、汽油抗爆剂、环氧树脂固化剂及染料添加剂等。目前,MCPD主要从石油裂解焦油的副产物中制取,收率低(约0.7千克/吨)且价格高(约7万元/吨),这极大地限制了它的应用。因此,探索可再生的生物质合成路线具有重要意义。

该团队在前期工作的基础上,发展了一种纤维素转化制MCPD的新策略,首先将纤维素转化为MCP(Joule,2019),随后在锌—钼氧化物催化剂上选择性加氢脱氧直接生成MCPD。实验结果表明,MCP在气相加氢脱氧过程中,部分还原的锌—钼氧化物催化剂在碳—碳双键存在下优先与碳—氧双键发生相互作用,并高选择性的形成二烯产物MCPD(碳收率为70%)。与最近国内外学者报道的MCP先选择性加氢后脱水制MCPD的两步过程相比,直接加氢脱氧技术具有工艺简单,操作步骤少,能耗低等优势。

上述研究成果发表在《自然-通讯》(Nature Communication)上。该工作得到国家自然科学基金、我所创新研究基金、中科院洁净能源创新研究院合作基金等项目的资助。(文/图 王冉、刘艳廷)

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