今日Science：美国可再生能源国家实验室提出生产可再生丙烯腈的新方法

【引言】

丙烯腈（ACN）是化工中最常用的单体之一，是一种无色的有刺激性气味液体，易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧，并放出有毒气体。与氧化剂、强酸、强碱、胺类、溴反应剧烈。每年用于塑料，橡胶，树脂，丙烯酸纤维和聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的产量超过140亿磅。随着车辆和飞机重量的逐渐轻量化，预计PAN衍生碳纤维的市场前景将达到每年增长11％至18％。

【成果简介】

北京时间2017年12月8日，Science在线发表了美国可再生能源国家实验室Gregg T. Beckham（通讯作者）团队题为“Renewable acrylonitrile production”的文章，该团队提出了一种使用3-羟基丙酸（3-HP）生产可再生ACN的新方法，所述3-羟基丙酸（3-HP）可由糖微生物产生。该方法通过用廉价的二氧化钛固体酸催化剂脱水和氨氮化从3-羟基丙酸乙酯（乙基3-HP）获得超过90％的ACN摩尔收率。随后，该团队进一步阐释了一个基于这种化学反应的大规模集成工艺，可以实现丙烯酸乙酯近乎定量的ACN产率（98±2％）。这种吸热方法消除了反应过程中失控的危险，并且比标准丙烯氨氧化方法获得更高的产率，既避免氰化氢作为副产品同时也提高了工艺安全性并减少了产品处理要求。

【图文导读】

图1 催化乙烯3-HP脱水和腈化生产ACN的方案

图2 将合成的和衍生的乙基3-HP催化转化成ACN

图3 利用生物质糖生产可再生ACN的流程图

图4 丙烯酸乙酯催化转化为ACN

文献链接：Renewable acrylonitrile production（Science,2017,DOI:10.1126/science.aan1059 ）

本文由材料人编辑部Allen供稿，材料牛整理编辑。

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