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EurJOC:聚烯烃C–H功能化的化学升级回收

聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)以及聚苯乙烯(PS)等聚烯烃,是主链中含有丰富C–C键和C–H键的疏水高分子材料。聚烯烃因具有优异的拉伸强度、延展性、热稳定性和耐腐蚀性等诸多优良性能,被广泛应用于商品包装、汽车制造和医疗器械等领域。然而,也正是由于其疏水性和化学惰性,聚烯烃的高价值循环回收十分具有挑战。过去几十年,烷烃类小分子的C–H功能化反应研究取得了一系列突破性进展,为实现更具挑战性的聚烯烃分子C–H功能化反应提供了新的启发和可行性。


最近,华东师大姜雪峰教授团队总结了近五年来聚烯烃分子C–H功能化领域的研究进展(图1),主要包括:1)基于聚烯烃主链或侧链C–H键官能团化反应引入C–C键或C–杂原子键(如O、N、S、卤素等),合成传统策略难以制备且具有优良性能的新型聚合物材料分子;2)基于C−H键活化脱氢或氧化策略实现温和条件下聚烯烃的高效降解反应,将其转化为高附加值的精细化学品。聚烯烃分子C–H功能化反应为更好地利用废弃聚烯烃塑料提供了新的化学升级回收策略。



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图1. 基于C–H功能化反应实现聚烯烃的化学升级回收

尽管聚烯烃分子C–H功能化反应已取得了一定的进展和突破,但该领域仍有以下几个方面需要进一步关注。例如,聚烯烃的后修饰方面:1)当聚烯烃分子(如PP和PS等)中含有多个不同类型的C–H键时,反应的化学和区域选择性往往难以实现;2)自由基机理的C–H功能化反应往往引起聚烯烃主链的裂解,聚合物的聚合度有时难以保持。近年来,已有过渡金属催化或光/金属协同催化的聚烯烃降解策略的报道,但反应条件相对苛刻、能耗较高、难以实现放大规模工艺,一定程度上限制了该策略的进一步应用。因此,发展条件更加温和、高效且低能耗的聚烯烃降解策略十分迫切。

文信息

Chemical Upcycling of Polyolefins through C−H Functionalization

Dr. Yinsong Zhao, Prof. Dr. Daoji Li, Prof. Dr. Xuefeng Jiang


European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202300664




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