2018-11-13 07:24:01
新方法可以大规模生产生物基塑料瓶

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科学家们发现了一种从非食用植物纤维素的葡萄糖衍生物中高产率合成呋喃-2,5-二羧酸(FDCA)的新方法,为塑料瓶应用中用生物材料替代石油衍生的对苯二甲酸铺平了道路。 。

化学工业面临着建立节能化学程序的压力,这些程序不会产生副产品,并尽可能使用可再生资源。科学家认为,如果能够在不给环境带来负担的情况下使用非食用植物的资源,它将有助于维持现有的社会系统。

据报道,各种有用的聚合物可由5-(羟甲基)糠醛(HMF)合成,HMF是本研究中使用的生物材料。当HMF在2重量百分比(wt%)的稀释溶液中用各种负载的金属催化剂氧化时,可以获得高产率的FDCA。然而,工业应用的主要障碍在于使用10-20wt%的浓缩溶液,这对于化学工业中FDCA的有效和可扩展生产是必不可少的。当HMF在浓缩溶液(10wt%)中简单氧化时,FDCA产率仅为约30%,同时形成大量固体副产物。这是由于HMF本身引起的复杂副反应。

在Angewandte Chemie国际版发表的研究中,由北海道大学的Kiyotaka Nakajima副教授和埃因霍温科技大学的Emiel JM Hensen教授领导的日本 - 荷兰研究小组成功地抑制了副反应,并从浓缩HMF产生高产率的FDCA溶液(10~20wt%),不形成副产物。具体地,它们首先用1,3-丙二醇缩醛化HMF以保护副产物诱导甲酰基,然后用负载的Au催化剂氧化HMF-缩醛。

用于保护甲酰基的约80%的1,3-丙二醇可以重复用于随后的反应。此外,底物浓度的显着改善减少了生产过程中使用的溶剂量。 Kiyotaka Nakajima说:“重要的是我们的方法可以减少复杂后处理过程中分离反应产物所需的总能量消耗。”

“这些结果代表了相对于现有技术的显着进步,克服了HMF氧化为生物聚合物生产的重要单体的固有限制。控制甲酰基的反应性可以为从糖生产商品化学品打开大门。基于生物材料,“Kiyotaka Nakajima说。该研究与三菱化学公司联合进行。

科学家们发现了一种从非食用植物纤维素的葡萄糖衍生物中高产率合成呋喃-2,5-二羧酸(FDCA)的新方法,为塑料瓶应用中用生物材料替代石油衍生的对苯二甲酸铺平了道路。 。

化学工业面临着建立节能化学程序的压力,这些程序不会产生副产品,并尽可能使用可再生资源。科学家认为,如果能够在不给环境带来负担的情况下使用非食用植物的资源,它将有助于维持现有的社会系统。

据报道,各种有用的聚合物可由5-(羟甲基)糠醛(HMF)合成,HMF是本研究中使用的生物材料。当HMF在2重量百分比(wt%)的稀释溶液中用各种负载的金属催化剂氧化时,可以获得高产率的FDCA。然而,工业应用的主要障碍在于使用10-20wt%的浓缩溶液,这对于化学工业中FDCA的有效和可扩展生产是必不可少的。当HMF在浓缩溶液(10wt%)中简单氧化时,FDCA产率仅为约30%,同时形成大量固体副产物。这是由于HMF本身引起的复杂副反应。

在Angewandte Chemie国际版上发表的一项研究中,由北海道大学的Kiyotaka Nakajima副教授和Eindhove University of Technology的Emiel JM Hensen教授领导的日本 - 荷兰研究小组成功地抑制了副反应,并从浓缩HMF产生高产率的FDCA溶液(10~20wt%),不形成副产物。具体地,它们首先用1,3-丙二醇缩醛化HMF以保护副产物诱导甲酰基,然后用负载的Au催化剂氧化HMF-缩醛。

用于保护甲酰基的约80%的1,3-丙二醇可以重复用于随后的反应。此外,底物浓度的显着改善减少了生产过程中使用的溶剂量。 Kiyotaka Nakajima说:“重要的是我们的方法可以减少复杂后处理过程中分离反应产物所需的总能量消耗。”

“这些结果代表了相对于现有技术的显着进步,克服了HMF氧化为生物聚合物生产的重要单体的固有限制。控制甲酰基的反应性可以为从糖生产商品化学品打开大门。基于生物材料,“Kiyotaka Nakajima说。该研究与三菱化学公司联合进行。

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