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

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

最近，南京工業(yè)大學應漢杰院士團隊實現(xiàn)了通過氟硅膠負載的全氟標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)。實現(xiàn)了100% 的HMF 轉化率和高達91% 的FDCA選擇性，并且該催化劑可以重復使用 3 次而沒有明顯的活性損失。并通過將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，并對其結構和熱力學性能進行了系統(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 氟硅膠負載全氟取代金納米粒子的制備

/ 尼龍鹽5F和10F的晶體結構 /

圖2 尼龍鹽5F (A)和尼龍鹽10F (C)的不對稱單元的非氫原子標記分子結構，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

圖4 生物基尼龍5F和10F的流變曲線

總結

作者團隊通過氟硅膠負載的全氟標記金納米粒子催化氧化HMF高效合成FDCA，并通過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#!