3238-40-2 / 南京工業大學《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，南京工業大學應漢杰院士團隊實現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）和優異的熱穩定性（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#!