物理科技生物学-PHYICA

生物基聚合物的扩展成濑幸子可能性

化学 2021-11-03 00:01:37

加泰罗尼亚化学研究所,加泰罗尼亚化学研究所 学分:加泰罗尼亚化学研究所 为我们的物质需求寻找创新和可持续的解决方案是绿色化学的核心目标之一

包裹我们日常生活的无数塑料——从床垫到食品和汽车——大多是由油基单体制成的,而油基单体是聚合物的组成部分

因此,寻找用于聚合物合成的生物基单体对于在材料开发中实现更可持续的解决方案是有吸引力的

在美国化学学会《可持续化学与工程》杂志上发表的一篇论文中,克莱杰小组的研究人员提出了一种制备具有可调特性的生物基聚酯的新方法

研究人员正在构建萜烯β-榄香烯的多功能结构:三个具有不同反应性的双键,允许选择性地转化这些键,从而调整聚合物主链中的功能

“这种多功能萜烯支架相当独特,可以微调结构多样性,并有望调节聚合物和材料的性质,”ICIQ小组组长、ICREA教授阿尔扬·克莱杰解释说

在与Isobionics公司的合作中,研究人员利用了通过创新的糖发酵途径获得的β-榄香烯

该方法已被证明是使用β-榄香烯作为聚合原料的一个有前途的开端

“伊泽比诺的糖发酵路线完全改变了β-榄香烯的可获得性,现在可以用于聚合物生产,”克雷吉小组的博士后研究员弗朗切斯科·德拉·莫尼卡解释说,克雷吉小组在欧洲最高项目中工作,该项目是一个理学硕士研究生奖学金项目,也是该论文的第一作者

通过开环共聚反应,研究人员将β-榄香烯氧化物和邻苯二甲酸酐(一种用于制备聚酯的常见单体)结合,生成生物基线性聚合物聚(BEM-alt-PA)及其相关结构交联聚(BED-alt-PA)

这些转化是通过催化体系(氨基三苯酚铁和铝络合物与双-(三苯基膦)氯化亚胺)实现的,该组以前开发了该催化体系,使用非关键的、丰富的元素进行催化聚合

一旦制备了聚酯,就有两个来自原始萜烯结构单元的剩余双键可以容易地和选择性地被处理和官能化,从而可以定制最终的聚酯

“在生物基聚合物上的这些后改性反应非常罕见

大多数可用的生物单体都不具备功能,”德拉·莫尼卡说

该论文是进一步开发β-榄香烯基聚合物的起点,该聚合物允许通过简单的后聚合改性来定制最终材料的性质(取决于其用途)

这篇论文没有提到材料的生物降解,尽管对德拉·莫尼卡来说,“根据最终用途,理想的事情可能不是生物降解,而是创造一种可回收的聚合物:我

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,以起始材料为例,生成聚合物,使用它,回收它,然后以可控的方式降解它,并重新使用该材料

这位科学家总结道:“既然我们已经有了循环经济的概念,我们就需要循环过程。”

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