尼龍-6作為尼龍材料最主要產(chǎn)品之一,被廣泛用于尼龍纖維、工程塑料和薄膜等行業(yè)。預(yù)計(jì)到2024年,全球尼龍-6的產(chǎn)量將達(dá)到890萬(wàn)噸/年。環(huán)己酮肟是合成尼龍-6的重要前體。目前,全球90%以上的環(huán)己酮肟是通過(guò)傳統(tǒng)的環(huán)己酮-羥胺法生產(chǎn)的。但是該方法需要使用危險(xiǎn)的氫氣和腐蝕性的硫酸,存在安全、成本和環(huán)境等問(wèn)題。
因此,研究者致力于發(fā)展環(huán)己酮肟的替代生產(chǎn)策略。環(huán)己酮-氨氧化法是最有前途的一種環(huán)己酮肟替代生產(chǎn)方法,并已用于工業(yè)生產(chǎn)。在該方法中,H2O2作為氧化劑氧化NH3原位產(chǎn)生羥胺(NH2OH),然后羥胺與環(huán)己酮縮合產(chǎn)生環(huán)己酮肟。然而,該方法需要使用H2和過(guò)量的H2O2,成本高且裝置易腐蝕。
最近,Hutchings等發(fā)展了一種利用H2和O2原位生產(chǎn)H2O2與環(huán)己酮反應(yīng)合成環(huán)己酮肟的方法。該方法無(wú)需過(guò)量H2O2,更加經(jīng)濟(jì),但仍需要貴金屬催化劑、H2和高溫條件。因此,開(kāi)發(fā)一種綠色、溫和、高效的環(huán)己酮肟的合成策略具有重要意義。最近,天津大學(xué)張兵課題組發(fā)展了一種環(huán)己酮肟的綠色電合成方法。該方法以亞硝酸鹽為氮源,水為氫源,常溫常壓下進(jìn)行,避免了貴金屬催化劑和硫酸/雙氧水的使用。環(huán)己酮肟的產(chǎn)率可達(dá)92%,選擇性高達(dá)99%。經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析結(jié)果表明該方法是可盈利的。該策略不僅為環(huán)己酮肟的生產(chǎn)提供了一條可持續(xù)的路線(xiàn),還有望為其他涉及羥胺反應(yīng)物的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中提供新方法。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《NatureCommunications》上。
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