近日，中国科学院大连化学物理研究所催化与新材料研究室李宁研究员、张涛院士团队成功实现纤维素基3-甲基-2-环戊烯酮（MCP）直接加氢脱氧合成甲基环戊二烯（MCPD），该工作为不饱和酮直接转化制共轭二烯开辟了一条新路径。
MCPD是火箭燃料RJ-4的生产原料，同时还被应用于生产各种产品，例如医药产品、汽油抗爆剂、环氧树脂固化剂及染料添加剂等。目前，MCPD主要从石油裂解焦油的副产物中制取，收率低（约0.7千克/吨）且价格高（约7万元/吨），这极大地限制了它的应用。因此，探索可再生的生物质合成路线具有重要意义。
该团队在前期工作的基础上，发展了一种纤维素转化制MCPD的新策略，首先将纤维素转化为MCP（Joule，2019），随后在锌—钼氧化物催化剂上选择性加氢脱氧直接生成MCPD。实验结果表明，MCP在气相加氢脱氧过程中，部分还原的锌—钼氧化物催化剂在碳—碳双键存在下优先与碳—氧双键发生相互作用，并高选择性的形成二烯产物MCPD（碳收率为70%）。与最近国内外学者报道的MCP先选择性加氢后脱水制MCPD的两步过程相比，直接加氢脱氧技术具有工艺简单，操作步骤少，能耗低等优势。
上述研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communication）上。该工作得到国家自然科学基金、我所创新研究基金、中科院洁净能源创新研究院合作基金等项目的资助。（文/图 王冉、刘艳廷）
本文来源：中国科学院大连化学物理研究所，仅供参考学习
参考文献：
1.Integrated Conversion of Cellulose to High-Density Aviation Fuel,DOI:10.1016/j.joule.2019.02.005
2.Liu, Y., Wang, R., Qi, H. et al. Synthesis of bio-based methylcyclopentadiene via direct hydrodeoxygenation of 3-methylcyclopent-2-enone derived from cellulose. Nat Commun 12, 46 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-020-20264-3