3238-40-2 / 南京工業(yè)大學(xué)《CEJ》：基于2,5-呋喃二甲酸合成的生物基半芳香尼龍

在生物基領(lǐng)域，2,5-呋喃二甲酸（FDCA）可以說(shuō)是一個(gè)明星分子。從5-羥甲基糠醛（HMF）高效合成FDCA，以及通過(guò)FDCA合成高性能的生物基聚合物一直都是研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，基于FDCA的聚酯相關(guān)研究越來(lái)越多，但相比之下，基于FDCA的生物基尼龍的相關(guān)研究卻很少。

最近，南京工業(yè)大學(xué)應(yīng)漢杰院士團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)氟硅膠負(fù)載的全氟標(biāo)記的金納米粒子催化氧化5-羥甲基糠醛（HMF）合成 2,5-呋喃二甲酸 (FDCA)。實(shí)現(xiàn)了100% 的HMF 轉(zhuǎn)化率和高達(dá)91% 的FDCA選擇性，并且該催化劑可以重復(fù)使用 3 次而沒(méi)有明顯的活性損失。并通過(guò)將FDCA與生物基二胺1,5-戊二胺和1,10-癸二胺共聚，成功合成了100%生物基的半芳香尼龍5F和10F，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。

該工作以題為“Production of 100% Bio-based Semi-aromatic Nylon by Aerobic Oxidation of 5-Hydroxymethylfurfural to 2,5-Furandicarboxylic Acid with Bio Aliphatic Diamine”的論文發(fā)表在期刊《Chemical Engineering Journal》上。

/ 催化劑制備 /

圖1 氟硅膠負(fù)載全氟取代金納米粒子的制備

/ 尼龍鹽5F和10F的晶體結(jié)構(gòu) /

圖2 尼龍鹽5F (A)和尼龍鹽10F (C)的不對(duì)稱(chēng)單元的非氫原子標(biāo)記分子結(jié)構(gòu)，以及顯示尼龍10F鹽 (B)和尼龍10F鹽 (D)氫相互作用的電池堆積圖

/ 生物基尼龍5F和10F的性能表征 /

圖3 生物基尼龍5F和10F的TGA和DSC曲線(xiàn)

圖4 生物基尼龍5F和10F的流變曲線(xiàn)

總結(jié)

作者團(tuán)隊(duì)通過(guò)氟硅膠負(fù)載的全氟標(biāo)記金納米粒子催化氧化HMF高效合成FDCA，并通過(guò)FDCA和PDA、DDA熔融聚合制備了全生物基的半芳香尼龍5F和10F。其具有較高的分子量（Mw>26800）和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性（Td5%>380℃）。這種透明的生物基尼龍有希望作為3D打印材料。

原文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722008646#!