中国科学院大连化学物理研究所张涛院士团队郑明远研究员、大连化物所周光远研究员、大连海事大学的车丽教授等合作,首次研究报道了“一锅法催化氧化乙酰丙酸制柠苹酸”(2-羟基2-甲基-丁二酸)。该反应在90°C水溶液、氧气氛中进行,以1%Ru/C和CaO为催化剂,可获得95%的柠苹酸选择性。
链式二元羧酸是可降解聚酯的重要合成原料,目前仍主要依赖石油资源生产。研究团队以廉价易得的生物质基化合物乙酰丙酸为原料,实现了高选择性催化氧化制柠苹酸;深入研究了催化作用机制和反应历程。
研究了柠苹酸作为可降解聚酯单体的应用,发现其用于PBS聚酯改性,可显著提高聚酯材料的韧性(断裂伸长率提升70倍)和水蒸气阻隔性(6倍)。
更多柠苹酸在新型聚合物中的应用研究工作正在开展之中。该催化过程具有高效、低碳、原子经济性高、技术经济性好的显著优点,为发展生物质催化转化、创制可降解聚酯新材料提供了新方案。