基于我們在羰基化合成重要含氧化合物研究領(lǐng)域的多年積累,率先在國內開(kāi)展了環(huán)氧化合物羰基化合成(手性)3-羥基羧酸酯的研究工作,開(kāi)發(fā)了相關(guān)高效催化劑體系,獲得了國家授權發(fā)明專(zhuān)利;實(shí)現了以環(huán)氧化合物、一氧化碳、醇為原料,在溫和條件下一步合成3-羥基羧酸酯新工藝,具有100%原子經(jīng)濟反應,開(kāi)辟了經(jīng)濟的、環(huán)境友好的、低成本的工業(yè)化合成技術(shù),解決了目前3-羥基羧酸酯合成路線(xiàn)長(cháng)、步驟多、部分原材料具有毒性、反應條件嚴格、收率低、副反應多、產(chǎn)物分離困難、污染嚴重等有機合成工藝中的缺點(diǎn)。
性能指標:
采用不同的環(huán)氧化合物可以合成系列的3-羥基羧酸酯類(lèi)化合物,如:
環(huán)氧乙烷轉化率92%,3-羥基丙酸甲酯選擇性大于95%;
環(huán)氧丙烷轉化率90%,3-羥基丁酸甲酯選擇性大于92%;
環(huán)氧氯丙烷轉化率90%,4-氯-3-羥基丁酸甲酯選擇性90%。
此外,采用手性化合物底物,可以獲得構型和對映體過(guò)量值(ee)保持的手性3-羥基羧酸酯。
3-羥基羧酸酯是一類(lèi)穩定的重要平臺化合物,分子內含有羥基和酯基兩個(gè)官能團,是重要的醫藥、農藥中間體。加氫可制得1,3-二烷基醇;分子內脫水可生產(chǎn)丙烯酸酯類(lèi)化合物,在涂料、油漆和樹(shù)脂等材料行業(yè)得到應用。
3-羥基羧酸酯是聚羥基羧酸酯類(lèi)完全生物可降解高分子材料的重要單體。這類(lèi)高分子聚酯材料不僅具有與通用塑料聚丙烯相似的物理特性,如:能紡絲、壓膜、注塑等;而且還有一般合成高分子材料沒(méi)有的性質(zhì),如:完全的生物可降解性、良好的生物相容性、獨特的壓電性、光學(xué)活性等特殊性質(zhì),廣泛用于食品包裝、衛生醫藥等行業(yè)取代傳統的塑料制品。
3-羥基羧酸酯可以和通用塑料(PE、PP、PS、PVC)等進(jìn)行共混得到生物崩壞性塑料,解決日益嚴重的“白色污染”問(wèn)題。
此外,手性3-羥基羧酸酯是極其重要的手性基元物質(zhì),廣泛應用于醫藥、農藥、化妝品、食品添加劑、香料以及其他重要的手性精細化學(xué)品等領(lǐng)域,具有十分誘人的前景。
目前,3-羥基羧酸酯在世界范圍內尚未有出售,而需求量很大,經(jīng)濟效益非??捎^(guān)。