近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究院李寧、院士張濤團(tuán)隊(duì)和研究員王峰團(tuán)隊(duì)合作，在綠色合成環(huán)己烷類含氧化學(xué)品方面取得新進(jìn)展。相關(guān)工作以共同通訊作者形式發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。
大連化物所綠色合成環(huán)己烷類含氧化學(xué)品研究取得新進(jìn)展
1,4-環(huán)己烷二甲醇（CHDM）和1,4-環(huán)己烷二甲酸（CHDA）是精細(xì)化工行業(yè)中的重要單體，通過(guò)其生產(chǎn)的聚酯比傳統(tǒng)的PET具有更高的玻璃化溫度、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，并且易于降解，在電子行業(yè)中有著重要的應(yīng)用。1,2-環(huán)己烷二甲酸酯是一種無(wú)毒環(huán)保型增塑劑，廣泛用于PVC塑料制品中，如醫(yī)療用的輸血袋、室內(nèi)裝潢材料、保鮮膜、塑料玩具等。目前，這些環(huán)己烷含氧化學(xué)品是對(duì)二甲苯（PX）和鄰二甲苯（OX）經(jīng)過(guò)氧化、加氫等一系列過(guò)程制備得到，嚴(yán)重依賴石油化工。而木質(zhì)纖維素作為一種可再生資源，本身含有豐富的含氧官能團(tuán)。因此，以木質(zhì)纖維素衍生物為原料，合成環(huán)己烷含氧化學(xué)品，可以減少氧化過(guò)程，提高步驟經(jīng)濟(jì)性和原子經(jīng)濟(jì)性。
該研究團(tuán)隊(duì)前期發(fā)展了以木質(zhì)纖維素為原料的生物質(zhì)路線合成聚酰亞胺單體均苯四甲酸（Green Chem.）。在此基礎(chǔ)上，本工作以生物質(zhì)平臺(tái)化合物（可從生物質(zhì)獲得的）甲醛、巴豆醛和丙烯酸酯/富馬酸酯為原料，發(fā)展了脯氨酸催化的三組分環(huán)加成反應(yīng)，然后通過(guò)調(diào)節(jié)后續(xù)過(guò)程，分別選擇性合成CHDM、CHDA和1,2-環(huán)己烷二甲酸酯，兩步總收率均可達(dá)到70%以上。通過(guò)生命周期評(píng)價(jià)（LCA）方法對(duì)比生物質(zhì)路線和石油路線，結(jié)果表明在生產(chǎn)CHDM和1,2-環(huán)己烷二甲酸酯方面，生物質(zhì)路線具有更低的碳排放；在生產(chǎn)CHDA方面，通過(guò)酸催化水解的方式，也可以獲得更低的碳排放，生物質(zhì)路線展現(xiàn)出了積極的碳減排潛力。
該研究成果為環(huán)己烷含氧化學(xué)品的合成提供了新方法，為生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化途徑提供了新思路。
上述研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、遼寧省院士基金、大連市支持高層次人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（杰出青年科技人才項(xiàng)目）、博士后面上項(xiàng)目和所優(yōu)秀博士后基金的資助。
