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木質(zhì)纖維素是自然界中含量最豐富、來源最廣泛，又可再生的資源。利用非糧木質(zhì)纖維素中富含的半纖維素、纖維素及它們水解（加氫）的下游平臺分子如多元糖醇、呋喃醛等，可以合成多種燃料和化學(xué)品，對減少人類對化石能源的依賴具有十分重要的意義。

　　中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室黃志威博士團隊致力于生物質(zhì)基高附加值化學(xué)品合成方面的研究。

　　在多年生物質(zhì)基平臺分子催化加氫/氫解合成二元醇工作基礎(chǔ)上（Appl. Catal. B, 2018, 220, 251-263；Chin. J. Catal., 2018, 39, 1711-1723；ACS Catal. 2017, 7, 8429-8440；Catal. Sci. Technol., 2016, 6, 668-671；Chin. J. Catal. 2016, 37, 700-710），該團隊通過發(fā)展高分散高穩(wěn)定納米非貴金屬鎳基催化劑體系，實現(xiàn)了多個生物質(zhì)基高附加值C5含氮藥物中間體的高效催化合成。

　　研究人員基于生物糠醛衍生的環(huán)狀半縮醛在臨氫、臨氨活化過程中原位產(chǎn)生的ω-羥基醛中間體可在溫和條件下（比如溫度≤100℃，H2壓力≤2MPa）被還原胺化(如圖路線Ⅰ所示)，高收率獲得了高附加值直鏈5-氨基戊醇（可用于合成生物堿Manzamine A）。研究發(fā)現(xiàn)具有水滑石前軀體結(jié)構(gòu)的高分散Ni-MgxAlOy催化劑表現(xiàn)出明顯優(yōu)于普通負載型鎳催化劑及商業(yè)Raney Ni、Ru/C、Pd/C、Pt/C和Rh/C催化劑的綜合性能，Ni的顆粒尺寸及還原性對其催化性能具有顯著影響，相關(guān)研究在Chinese Journal of Catalysis 2020, 41, 631-641和ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2020, 8, 6352-6362發(fā)表。

　　磷酸氯喹是一種上市多年的抗瘧疾藥物，也可用于治療腸外阿米巴病，還有抗風濕、抗病毒作用等，其關(guān)鍵側(cè)鏈化合物N,N-二乙基-1,4-戊二胺的合成經(jīng)歷胺化還原的過程（見路線Ⅱ），該過程以傳統(tǒng)Raney Ni為催化劑在間歇反應(yīng)釜中生產(chǎn)，催化劑易失活和流失，生產(chǎn)效率低。基于前期研究基礎(chǔ)，通過優(yōu)化納米鎳催化劑的結(jié)構(gòu)、組成和制備方法，該研究小組發(fā)展了氯喹關(guān)鍵側(cè)鏈化合物的連續(xù)高效還原胺化合成新方法，在固定床反應(yīng)器中實現(xiàn)了氯喹側(cè)鏈化合物的高收率合成，催化劑壽命超過500小時（工業(yè)原料），合成的2700 g N,N-二乙基-1,4-戊二胺（色譜純度95%，進一步精餾后達99.5%以上）已用于原料藥的生產(chǎn)，該工作已申報中國發(fā)明專利兩件。此外，以生物糠醛直接還原胺化，他們也高收率獲得了高附加值糠胺（路線Ⅲ）。

　　以上工作得到了國家自然科學(xué)基金、中科院青年創(chuàng)新促進會等項目的長期支持。