近日，我院韩峰副教授和苗成霞教授带领的绿色催化与合成研究团队利用生物质平台分子5-羟甲基糠醛（HMF）设计合成了一系列生物质基离子液体催化剂（已申报专利，并授权，ZL 202111634418.4），并且利用该生物质基离子液体催化体系，高效实现了环氧化合物与CO2的催化环化反应。该成果以“Biomass-based ionic liquids efficiently catalyzed the cycloaddition reaction of epoxides with CO2 by hydrogen-bonding and the anion cooperative effect”为题，发表在英国皇家化学会期刊 RSC Sustainability上，我院研究生郭开欣和纪钠分别为该文章的第一作者和共同第一作者，韩峰副教授和苗成霞教授为该文的通讯作者，我校为唯一通讯单位。
随着工业化的迅速推进，CO2排放超量问题愈发突显，给环境带来了污染和温室效应等一系列挑战。在“碳达峰”和 “碳中和”战略目标的背景下，CO2作为资源丰富、无毒、廉价且易得，是一种极具潜力的C1资源，其催化转化生成高附加值的化学品一直备受国内外研究者关注。其中，CO2与环氧化物反应制备环状碳酸酯是一种100%原子经济性的反应，被视为二氧化碳资源化利用的可行途径之一。环状碳酸酯可用作电池电解质、燃料添加剂、绿色溶剂和精细化工中间体等，具有广泛的应用前景。然而，由于CO2的高稳定性，环加成反应通常需要较高的温度和压力，催化剂回收困难、催化效率高等问题仍然存在，这些问题限制了规模化生产。因此，开发一种高效、可回收、单组分的绿色催化体系实现该反应仍具有一定的挑战性。
新型多功能生物质基离子液体催化CO2与环氧化合物的环加成反应
该工作设计合成了一系列基于生物质平台分子5-HMF的新型多功能生物质基离子液体。在CO2压力0.5MPa,100℃，反应6h的条件下，用2mol%的[5-HMFD-NMeEt2]I催化氧化苯乙烯与CO2的环加成反应，得到了收率95%的环状碳酸酯。该催化体系易于合成、分离和回收，具有良好的可回收性和稳定性，通过核磁和红外表征，证明可能在催化反应中表现出很好的氢键作用和协同效应。该研究为新型多功能生物质基离子液体在CO2捕集和活化转化中提供了新的思路，同时在CO2规模化利用和绿色化工中具有更为广阔的应用前景。
该研究得到了国家自然科学基金面上项目、山东省高等学校青创引育计划、山东省自然科学基金氟硅联合基金重点项目等项目的支持。
