三氟甲磺酸盐促进聚己内酯塑料的氢解回收
沈杰1
崔浩2
邓晋3
1.中国科学技术大学精准智能化学重点实验室,安徽 合肥 230026;中国科学技术大学先进技术研究院,安徽 合肥 2300002.合肥利夫生物科技公司,安徽 合肥 2300883.中国科学技术大学精准智能化学重点实验室,安徽 合肥 230026;中国科学技术大学先进技术研究院,安徽 合肥 230000;中国科学技术大学化学与材料科学学院应用化学系,安徽 合肥 230026
摘要：塑料应用广泛且年产量巨大,同时还会产生大量废弃塑料,因无法对其进行有效处理而对环境造成了严重污染.因此,寻找绿色高效的回收方法对解决该问题至关重要.氢解是一种较新颖的聚酯塑料降解回收策略,可以将其还原为单体或高附加值化学品.烷基聚酯塑料聚己内酯(PCL)由ε-己内酯单体催化开环聚合得到,具有良好的力学性能和生物相容性,是一种广泛使用的可生物降解塑料,但其回收率较低.本研究在无溶剂条件下,以廉价的钴膦络合物和金属三氟甲磺酸盐为催化剂,实现了 PCL的高效氢解,采用气相色谱、核磁共振氢谱对反应后产物进行分析.探究氢气压力和温度对反应的影响,并确定最佳条件,即在160 ℃、6MPa氢气压力、10％(摩尔分数,下同)Co(OAc)2-triphos(1,1,1-三(二苯基膦甲基)乙烷)和10％Sc(OTf)3(三氟甲磺酸钪)催化剂下反应12 h,可以高效解聚PCL,以99％的转化率和99％的产率得到1,6-己二醇,当氢气压力降至2 MPa,Co(OAc)2-triphos和Sc(OTf)3的量均减少至1％时,仍能以99％的转化率和97％的产率得到1,6-己二醇.1,6-己二醇是一种价值较高的精细化学品和重要中间体.PCL氢解反应机理为强路易斯酸性的金属三氟甲磺酸盐催化其重排,中等路易斯酸性的金属三氟甲磺酸盐则无法催化重排,仅可削弱聚酯上羰基的作用.Co(OAc)2-triphos体系可以催化羰基加氢,而Ni(OAc)2-triphos体系仅可氢化C=C.因此,使用Co(OAc)2-triphos体系和Sc(OTf)3催化时,先促进PCL加氢反应形成半缩醛,后发生分子内1,3-氢转移,PCL解聚为6-羟基己醛,再加氢C=C得到1,6-己二醇.本研究为废弃PCL塑料的提质回收提供了一种可行的策略.
关键词：三氟甲磺酸盐PCL氢解塑料回收钴膦络合物
分类号：X505(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(22478374)国家自然科学基金(22279125)
论文发表日期：2025-10-30
在线出版日期：2025-10-20（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 153-160 )
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