祝賀岳旺同學(xué)：謝海波教授團(tuán)隊在利用酮-烯醇互變原理強(qiáng)化質(zhì)子型離子液體氫鍵破壞能力用于天然高分子溶解加工領(lǐng)域取得新進(jìn)展
特殊結(jié)構(gòu)的離子液體，由于其強(qiáng)的氫鍵破壞能力，被作為一種綠色、高效的溶劑廣泛的用于天然高分子溶解加工。但是傳統(tǒng)離子液體具有價格較高等缺點，因此，離子液體低成本化及溶解能力強(qiáng)化一直是研究的熱點。溶解能力強(qiáng)化其本質(zhì)是氫鍵破壞能力的強(qiáng)化。基于對離子液體溶解纖維素機(jī)理的深入認(rèn)識，謝海波教授團(tuán)隊，基于化學(xué)里常見的酮-烯醇互變化學(xué)原理，利用生物基平臺化合物乙酰丙酸(Lev)為原料和超強(qiáng)有機(jī)堿（DBN）簡單混合制備生物基質(zhì)子型離子液體（[DBNH][lev]），利用乙酰丙酸負(fù)離子結(jié)構(gòu)中的酮官能團(tuán)的酮-烯醇互變(Carbohydrate Polymers, 2021, 269,118271)，實現(xiàn)了離子液體氫鍵破壞能力的強(qiáng)化。通過核磁技術(shù)，證明了酮-烯醇互變結(jié)構(gòu)參與了纖維素溶解過程中的氫鍵相互作用。
蠶絲和纖維素作為具有生物可再生、來源豐富、具有生物可降解和生物相容性的天然高分子，是制備環(huán)保型高分子材料的理想來源，其高效利用具有重要的經(jīng)濟(jì)價值與環(huán)境效益。通過均相溶液制備復(fù)合材料是實現(xiàn)蠶絲和纖維素高效利用的重要途徑和保障。研究發(fā)現(xiàn)[DBNH][lev]對纖維素和蠶絲蛋白均具有良好的溶解能力，作為模型應(yīng)用，基于新的纖維素/蠶絲蛋白[DBNH][lev]溶液，蠶絲/纖維素復(fù)合膜、復(fù)合纖維材料等再生材料，我們繼續(xù)了探索與研究.
在本研究中，首先研究了蠶絲在[DBNH][Lev]中的溶解行為，并系統(tǒng)研究了蠶絲/纖維素溶液的流變性質(zhì)，以了解其溶解和后續(xù)制備的復(fù)合材料的制備。通過溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變制備了一系列再生復(fù)合膜以及纖維，并對其物理化學(xué)結(jié)構(gòu)和材料的性能進(jìn)行表征(見圖3)。本研究將為纖維和蠶絲的溶出加工領(lǐng)域提供一種可持續(xù)的、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，以實現(xiàn)增值利用。
相關(guān)研究成果，為低成本、對天然高分子具有強(qiáng)溶解能力離子液體溶劑的分子設(shè)計與應(yīng)用提供了重要的理論參考。本研究第一作者為材料與冶金學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)2019級碩士研究生岳旺，謝海波教授為通訊作者，相關(guān)成果被主編推薦為封地論文發(fā)表綠色化學(xué)國際知名期刊Green Chemistry上（Green Chemistry, 2021, DOI:
10.1039/D1GC02837E）。
原文鏈接：https://doi.org/10.1039/D1GC02837E