中國科學院大連化物所對二甲苯“綠色合成”研究取得新進展

中國科學院大連化物所航天催化與新材料研究中心在綠色對二甲苯(PX)合成路線中取得新進展，設計出一條以木質(zhì)纖維素資源生物發(fā)酵產(chǎn)物(生物基異戊二烯)和甘油脫水產(chǎn)物(丙烯醛)為原料，利用碳化鎢催化分子內(nèi)氫轉(zhuǎn)移串聯(lián)反應的合成路線。該反應的PX總收率高達90%，相關研究結果發(fā)表在《德國應用化學》上。

研究人員選擇具有特定結構的生物質(zhì)平臺分子異戊二烯和丙烯醛為底物，首先在路易斯酸離子液體催化作用下，通過狄爾斯-阿爾德反應，構建具有對位取代基的六元環(huán)中間體(4-甲基-3-環(huán)己烯甲醛)。隨后，該中間體在碳化鎢催化劑的作用下，通過連續(xù)氣相脫氫-加氫脫氧反應生成PX，兩步反應的PX總收率高達90%。此外，通過對底物分子取代基及官能團的改變，可拓展制備其它生物基芳烴，單一產(chǎn)物收率為80%～92%。

該研究團隊以碳化鎢為催化劑，通過分子內(nèi)氫轉(zhuǎn)移，進而實現(xiàn)了脫氫芳化和加氫脫氧的高度耦合反應。該過程中的碳化鎢表面剪切式反應機理完全不同于傳統(tǒng)貴金屬催化過程，且碳原子在產(chǎn)物中可100%保留，主要副產(chǎn)物為水，便于PX產(chǎn)物的分離。該研究成果為探索從生物質(zhì)資源出發(fā)制備芳香化學品提供了一條新思路。