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2024-05-23 14:10:02

Csp2-Csp3和C-O键直接转化的选择性价态助力木质素转化为苯酚

苯酚是工业中一种重要的日用化学品,目前,人们主要使用化石原料来生产苯酚。

近日,中科院化学研究所韩布兴院士,Qinglei Meng报道了一种在温和的条件下,通过直接解构Csp2-Csp3和C-O键从木质素中制取苯酚的方法。


研究人员以4-(1-羟丙基)苯酚1a)为底物,在水中评估了一系列固体酸催化剂、负载型催化剂和无机酸,对Csp2-Csp3键解构断裂的研究。结果表明,沸石催化剂既能有效地催化Csp2-Csp3键的直接断裂,去除丙基结构,又能有效地催化脂肪族碳氧键(C-O)的水解,从而在芳环上形成OH基团。苯酚的收率可达10.9%,选择性为91.8%。在这条独特的路线中,除了木质素,水是唯一的反应物。规模化实验表明,从50.0 g木质素中可得到4.1 g纯苯酚。研究人员通过对照实验和密度泛函理论(DFT)研究相结合的方法提出了该反应途径。即脂肪链Cα位置的化学环境是该策略成功的关键,而Csp2-Csp3键则通过脱羟基、γ-甲基移动和C-C β断裂途径被解构。


Jiang Yan, et al, Selective valorization of lignin to phenol by direct transformation of Csp2-Csp3 and C–O bonds, Sci. Adv. 2020

DOI: 10.1126/sciadv.abd1951

http://advances.sciencemag.org/content/6/45/eabd1951

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