生物基制备PTA衍生物研究取得新进展

从中科院获悉，近日，中国科学院大连化学物理研究所生物能源研究部有机催化研究组研究员徐杰和路芳等在对苯二甲酸二乙酯合成新路线的研究中取得新进展，该合成新路线以生物质基粘康酸为原料，经与乙醇和乙烯发生连续的酯化反应、Diels-Alder反应以及脱氢反应，直接合成对苯二甲酸二乙酯。

对苯二甲酸(PTA)是大吨位石化产品，主要用于合成聚对苯二甲酸酯(如PET、PTT、PBT)等聚酯产品，2014年我国PTA产能达4600万吨以上。目前，工业上生产PTA主要通过对石油基对二甲苯(PX)氧化制得。该项研究旨在开发和利用可再生生物质资源制备PTA及其衍生物，具有重要的科学意义和应用前景。

粘康酸可通过葡萄糖和木质素等发酵制得，其分子结构中含有一个共轭双键和两个羧基，与PTA分子相比，需要引入两个碳原子来构建苯环。但是，由于粘康酸的溶解性较差，且分子结构中两个吸电子的羧基使得粘康酸与乙烯的Diels-Alder反应难以直接进行。为解决上述问题，研究人员引入关键的粘康酸与乙醇的酯化反应，产物二酯在醇中的溶解性较好，且酯基的吸电子能力弱于羧基，相比于粘康酸，更易与亲双烯体发生Diels-Alder反应。经过串联的酯化、环加成和脱氢反应后，对苯二甲酸二乙酯的总收率可达80.6%，并且产物可通过常用的蒸馏过程分离纯化，从而实现了不经过PX直接生成PTA衍生物的新技术路线。该研究为优化利用生物质基原料中已有的组成和特殊结构，制备高附加值的化合物提供了可能。