我所發展纖維素合成甲基環戊二烯新方法

  近日,我所催化與新材料研究室李寧研究員、張濤院士團隊成功實現纖維素基3-甲基-2-環戊烯酮(MCP)直接加氫脫氧合成甲基環戊二烯(MCPD),該工作為不飽和酮直接轉化制共軛二烯開辟了一條新路徑。

  MCPD是火箭燃料RJ-4的生產原料,同時還被應用于生產各種產品,例如醫藥產品、汽油抗爆劑、環氧樹脂固化劑及染料添加劑等。目前,MCPD主要從石油裂解焦油的副產物中制取,收率低(約0.7千克/噸)且價格高(約7萬元/噸),這極大地限制了它的應用。因此,探索可再生的生物質合成路線具有重要意義。

  該團隊在前期工作的基礎上,發展了一種纖維素轉化制MCPD的新策略,首先將纖維素轉化為MCP(Joule,2019),隨后在鋅—鉬氧化物催化劑上選擇性加氫脫氧直接生成MCPD。實驗結果表明,MCP在氣相加氫脫氧過程中,部分還原的鋅—鉬氧化物催化劑在碳—碳雙鍵存在下優先與碳—氧雙鍵發生相互作用,并高選擇性的形成二烯產物MCPD(碳收率為70%)。與最近國內外學者報道的MCP先選擇性加氫后脫水制MCPD的兩步過程相比,直接加氫脫氧技術具有工藝簡單,操作步驟少,能耗低等優勢。

  上述研究成果發表在《自然-通訊》(Nature Communication)上。該工作得到國家自然科學基金、我所創新研究基金、中科院潔凈能源創新研究院合作基金等項目的資助。(文/圖 王冉、劉艷廷)

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