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科学研究
一锅法原位反应合成BIL-COF材料催化山梨醇高效脱水制备异山梨醇
 最后更新: 2020-05-13  作者: 佚名  浏览: 217次

  异山梨醇是重要的生物基二元醇。近年来,异山梨醇作为聚合单体在生物基材料方面的应用受到了极大关注。现有山梨醇制备异山梨醇生产装置均采用硫酸催化间歇工艺,污染严重,生产效率低。离子液体由于结构可设计、正负离子协同、几乎无蒸气压等特性使其在实现环境友好的酸催化物质定向转化中能够发挥重要作用。但是离子液体催化和传统均相催化一样存在催化剂分离回收难的问题,制约了其在大规模工业生产中的应用。因此,开发高活性、高选择性、高稳定性的离子液体杂化材料催化剂是实现离子液体催化化工应用的关键。中科院过程工程所离子液体研究团队近期研究出以二维共价有机材料(2D-COF)为载体,采用一锅法原位合成方法将Brønsted酸性离子液体(BILs)限域到COF材料孔道中,合成固体酸催化材料,应用于催化山梨醇脱水制备异山梨醇(图1),该成果发表在Green Chem.(2019, 21: 4792-4799),题为“ Confinement of Brønsted Acidic Ionic Liquids into Covalent Organic Frameworks as Catalyst for Dehydrative Formation of Isosorbide from Sorbitol ”。

 

图1. BIL-COF催化材料催化山梨醇脱水合成异山梨醇示意图
(图片来源:彩票注册_彩票最佳网投平台_彩票最新平台app-诚信第一 Green Chem., 2019, 21: 4792-4799)

 

  结果表明,在保证COF主体孔结构的前提下,与传统直接浸渍法相比原位自组装的方法大大提高了BILs的负载量和载体稳定性。通过UV-DRS、XPS和FT-IR等表征手段证明了COF材料和BILs间的氢键相互作用(图2),在确保催化反应活性的同时,避免反应及后处理过程中BILs的流失;限域后,催化材料反应活性显著增强,可实现山梨醇完全转化,异山梨醇收率可达97%,优于直接浸渍法和均相BILs催化,且催化剂循环效果良好。

 

图2. 本征COF(无BIL添加)和BIL-COF催化材料的表征谱图
(改编自: Green Chem., 2019, 21: 4792-4799)

 

 

 


原文链接:

原文作者:

Yiran Du, Baohua Xu*, Jiasheng Pan, Yiwei Wu, Xiaoming Peng, Yaofeng Wang and Suojiang Zhang*

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