塑料大量使用造成的白色污染問題已經(jīng)受到全世界的高度關注,大力發(fā)展 生物可降解材料是解決這一挑戰(zhàn)的終極有效途徑。
檸蘋酸(2-羥基-2-甲基丁二酸) 是一種含有兩個端羧基的二元短鏈(碳五) 羧酸,可以作為新型聚酯單體用于合成生物可降解塑料,減少白色污染,或者用 于寧康酸酐等高值化學品或藥物合成,具有重要的應用價值。目前已有報道的合 成方法是以葡萄糖為原料的生物發(fā)酵法,難以大規(guī)模生產(chǎn)和利用。
本研究團隊以廉價生物質平臺化合物乙酰丙酸 (來自于秸稈等) 為原料,首 創(chuàng)了一步法催化氧化法制檸蘋酸的技術新路線。在催化劑作用下,反應原料被氧氣高選擇性氧化為檸蘋酸, 單程收率超過 80%。
1) 原料可再生。反應采用來自于秸稈轉化而來的廉價平臺化合物乙酰丙酸為原 料,不與人爭糧,具有真正的可再生屬性,并且能夠解決農(nóng)業(yè)秸稈利用的難題。 2) 反應條件綠色友好,便于工業(yè)放大。反應在水溶液中進行,利用清潔的空氣 中的氧氣為氧化劑,過程環(huán)境友好,并且一步法催化轉化的工藝簡單,便于工業(yè) 放大。
3)生產(chǎn)成本低。 反應溫度低于 100 攝氏度, 反應能耗低;采用廉價的空氣作為 氧化劑,無需昂貴的純氧制備系統(tǒng)。
4) 產(chǎn)品價值高。 本項技術成果為秸稈轉化利用制備新型生物降解聚酯單體提供 了新方案,具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>