來源：《中國(guó)科學(xué)報(bào)》頭版
發(fā)布時(shí)間：2021-08-05
本報(bào)訊（記者卜葉 通訊員張波）近日，中科院大連化學(xué)物理研究所李昌志研究員和張濤院士團(tuán)隊(duì)發(fā)展出一種新策略，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素β-O-4結(jié)構(gòu)片段選擇性胺化解聚一步法生成芐胺，打通了真實(shí)木質(zhì)素原料到芐胺的制備路線。相關(guān)研究成果發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》。
木質(zhì)素是植物類生物質(zhì)的主要成分，由苯丙單元通過C-O或C-C鍵連接構(gòu)成，是自然界中最豐富的可再生芳香類化合物資源。開發(fā)出簡(jiǎn)單高效轉(zhuǎn)化策略制備芳香胺類化合物，對(duì)拓展木質(zhì)素應(yīng)用領(lǐng)域和生物質(zhì)高值轉(zhuǎn)化具有重要意義。
此前，該團(tuán)隊(duì)發(fā)展了系列催化解聚策略，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素定向轉(zhuǎn)化為酚類、芳烴、芳香酮、環(huán)烷烴類等產(chǎn)物。由于大多數(shù)木質(zhì)素胺化反應(yīng)受限于解聚單體的轉(zhuǎn)化，因此木質(zhì)素中含量最多的β-O-4片段，需兩步反應(yīng)才能實(shí)現(xiàn)胺化解聚，且需要消耗外加的氧化劑和還原劑，反應(yīng)的整體效率和原子經(jīng)濟(jì)性較低。
該研究以具有一定堿性的有機(jī)胺為氮源，在負(fù)載性鈀催化劑的作用下，使β-O-4結(jié)構(gòu)片段連續(xù)發(fā)生多步串聯(lián)反應(yīng)生成芐胺，收率最高達(dá)98%。接下來，團(tuán)隊(duì)以木質(zhì)素為原料制備芐胺化合物。首先利用前期發(fā)展的銠基催化劑解聚木質(zhì)素，獲得含羰基芳香族生物油，再利用負(fù)載性鈀催化劑催化木質(zhì)素油胺化反應(yīng)獲得4種芐胺化合物，從而提供了從真實(shí)木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為芐胺的新路線，整個(gè)過程無需外加氫源。
研究人員介紹，該策略具有普適性，多種有機(jī)胺都可用于該高效反應(yīng)，其中仲胺既是氮源也是還原劑，減少了胺化解聚反應(yīng)對(duì)外加氧化劑和還原劑的依賴。接下來，團(tuán)隊(duì)還將進(jìn)一步優(yōu)化木質(zhì)素原料一步轉(zhuǎn)化效率。
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