目前塑料污染正日益成为广泛危机,因此对新型的、对可持续发展有利的nylon等可降解塑料的开发,就显得具有较大意义。魏茨曼科学研究所David Milstein等发现在150 ℃和70 bar H2的反应条件中,以Ru的螯合物分子催化剂进行反应,实现了首例将聚氨酯加氢转化为二醇、二胺、甲醇的反应。此外,作者发现单体、低聚体能通过氢化反应重新得到分子量相似的低聚合酰胺,因此通过这种过程实现了聚酰胺的循环利用。通过DFT计算,作者模拟了该反应过程中可能的机理过程,本文工作的重要意义在于开创了nylon材料的循环利用新方法。
反应情况。该反应中通过Ru的螯合物分子(叔丁基膦修饰的联吡啶P,N,N三齿螯合配体)作为催化剂,使用DMSO作为溶剂,对聚己酰胺在150 ℃的DMSO中和70 bar H2气氛中进行催化反应。当加入8 mol %KOtBu,实现了77 %的转化率。该反应中在1催化剂对胺基醇的选择性达到24 %,同时反应中对单体、二聚体、三聚体的量分布为3:4:2。在2催化剂的相同条件中,转化率为80 %,同时胺基醇的选择性达到26 %,反应中对单体、二聚体、三聚体的量分布为3:4:2。
参考文献
Amit Kumar, Niklas von Wolff, Michael Rauch, You-Quan Zou, Guy Shmul, Yehoshoa Ben-David, Gregory Leitus, Liat Avram, and David Milstein*
Hydrogenative Depolymerization of Nylons, J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI:10.1021/jacs.0c05675
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c05675