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文摘   2025-01-27 07:30   青海  

ε-己内酯(ε-caprolactone)是一种重要的化学原料,广泛应用于聚己内酯、聚氨酯和尼龙-6等领域。与传统的石油基化学品相比,ε-己内酯具有较低的毒性和良好的生物降解性,因而在可持续材料和绿色化学方面具有重要意义。然而,ε-己内酯的传统合成方法,主要通过环己酮的贝尔-维利格氧化反应,需要使用昂贵的催化剂和复杂的分离步骤,这限制了其生产成本的降低和工业化应用。因此,如何实现从KA油(环己酮和环己醇的混合物)直接合成ε-己内酯,成为化学工程中的一大挑战。

鉴于此,来自中国科学院大学唐智勇团队、Guodong Li, Ting Tan等研究者在这一领域取得了显著进展。该团队设计并制备了基于NiCu-MOF-74的金属有机框架催化剂,实现了KA油的高效氧化反应,成功将其转化为ε-己内酯。通过在Ni(II)Cu(I)位点之间的接力反应,结合O和苯甲醛(PhCHO),研究人员原位生成了活性Cu¹δ-Oδ-位点。该活性位点在催化过程中发挥了关键作用,能够高效氧化KA油,显著提高了反应的转化率和选择性。同时,该催化体系展现出良好的稳定性,为KA油的高效氧化提供了一种新的催化策略。此研究表明,主-辅助协同策略在多金属MOF催化剂中的应用,能够有效解决传统催化剂在复杂反应中的局限性,并为开发下一代高效催化剂提供了新的思路。

该研究不仅突破了传统催化方法的瓶颈,也为绿色化学和可持续材料的工业化生产提供了重要的技术支持。

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