【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化與新材料研究中心(1500組群)張濤院士、王愛琴研究員、張波副研究員團(tuán)隊發(fā)表了生物質(zhì)轉(zhuǎn)化制備含氮化合物研究的綜述文章，概括了近十年以生物質(zhì)為原料合成含氮化合物的研究進(jìn)展，并探討了該領(lǐng)域當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展方向。
含氮化合物在制備藥物、農(nóng)用化學(xué)品及功能材料中具有廣泛應(yīng)用。利用生物質(zhì)資源制備含氮化合物不僅可以減少對化石資源的依賴，減輕環(huán)境壓力；而且，對助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展尤為重要。
本綜述根據(jù)底物及產(chǎn)物結(jié)構(gòu)特點，系統(tǒng)介紹了從生物質(zhì)平臺分子(5-羥甲基糠醛、糠醛、乙酰丙酸、多元醇)、木質(zhì)素模型化合物、木質(zhì)素原材料、木質(zhì)纖維素為原料，構(gòu)建制備多種高附加值含氮化合物的最新研究成果，重點總結(jié)了反應(yīng)路徑、反應(yīng)方法，以及生物質(zhì)結(jié)構(gòu)中C-O/C-C鍵的精準(zhǔn)活化和C-N鍵的形成機(jī)制。
張濤團(tuán)隊長期致力于生物質(zhì)轉(zhuǎn)化研究，在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化制備含氮化合物領(lǐng)域取得了系列研究進(jìn)展，利用Ru基單原子催化糠醛還原胺化到糠胺(Angew. Chem. Int. Ed.，2017；Nat. Commun.，2021 )、生物基聚合物單體伯二胺高選擇性合成(Green Chem.，2020)，發(fā)展了糠醛胺化制備醫(yī)藥前驅(qū)體哌啶及乙二醇制備吡嗪新路徑(Nat. Commun.，2023；ACS Catal.，2025)；在木質(zhì)素轉(zhuǎn)化過程中，發(fā)展了無外加氫/氧源，直接催化轉(zhuǎn)化木質(zhì)素制備一系列含N芳香化合物，如芐胺(Angew. Chem. Int. Ed.，2021)、嘧啶(Nature Commun.，2022)，喹啉(Angew. Chem. Int. Ed.，2022；Chem. Eng. Sci.，2024)，咔唑 (Nature Commun.，2023；Green Chem.，2024)和三氮唑衍生物(Chem. Sus. Chem.，2024)。
該綜述以“Synthesis of bio-based N-containing compounds from biomass”為題，發(fā)表在《國家科學(xué)評論》(National Science Reviews)上，該綜述第一作者是陜西理工大學(xué)季建偉副教授和我所中德聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生朱文卿。上述工作得到國家自然科學(xué)基金、我所創(chuàng)新基金、慕尼黑工業(yè)大學(xué)高級研究院等項目的資助。
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