氨基酸离子液体中选择性催化氧化天然纤维素的绿色反应研究

离子液体的应用为纤维素材料的改性和功能化开辟了新的途径，而该技术的突破仍受常见的离子液体成本高、有一定毒性、难实现工业化等因素制约，本课题针对传统的天然纤维素氧化体系存在污染环境、制备困难、选择性差等问题，从离子液体的初始原料出发，本着环保与经济的要求，拟首先设计合成新型环境友好、生物相容、成本低的氨基酸离子液体，进而以氧气为氧化剂、氧化叔胺为催化剂，在该离子液体中开展选择性催化氧化天然纤维素的绿色反应研究，建立新的离子液体体系中实现均相选择性催化氧化天然纤维素的绿色高效反应，探索离子液体、各反应物和反应条件对反应选择性、反应效率的控制规律，揭示反应机理，为丰富和发展离子液体在天然纤维素材料的改性、再生和功能化方面的应用开发提供科学依据，符合可持续发展战略和国家节能与环保要求，具有重要的社会意义和经济价值。

纤维素是地球上最丰富的天然可再生资源，然而纤维素结晶度高，且分子间及分子内存在大量氢键，难溶于普通溶剂。离子液体作为纤维素的新型溶剂，对纤维素的溶解、改性及功能化开发应用开辟了新的途径。本项目设计合成了一系列环境友好、成本低的氨基酸离子液体及咪唑类离子液体，考察了该离子液体对天然纤维素和甲壳素的溶解情况；探索了在离子液体中开展选择性催化氧化醇、纤维素及纤维素功能化反应研究，在制备催化剂过程中，开发了新型纳米材料制备方法；在离子液体溶剂体系下，制备了纤维素/离子液体浓溶液，研究了浓溶液的流变性能和凝固成形，在离子液体体系中利用双螺杆挤出干湿法纺制了再生纤维素纤维，为丰富和发展离子液体在天然纤维素材料的改性、再生和功能化方面的应用开发提供科学依据。