无溶剂催化纤维素酐衍生物合成与原位反应分离技术的突破及其绿色溶剂循环利用研究

来自国内的研究团队针对纤维素利用中毒性溶剂、高能耗及分离困难等问题，开展了基于酸酐形式纤维素衍生物的创新研究。通过无催化剂酯化反应合成邻苯二甲酸酐纤维素(PAC)，并利用氨气原位转化实现反应分离，溶剂回收率达90%。该工作为绿色纤维素功能化与材料加工提供了新策略。

　　

通过巧妙利用酰氯与酸酐的差异化反应活性，研究团队将酸酐基团引入纤维素骨架，成功合成了首个酸酐形式纤维素衍生物——邻苯二甲酸酐纤维素(Phthalic Anhydride Cellulose, PAC)。该合成过程采用无催化剂酯化反应，使纤维素与偏苯三酸酐氯(Trimellitic Anhydride Chloride, TMAC)直接反应。

随后通入过量氨气，使酸酐基团转化为水溶性酰胺-铵盐，促使所有反应物从均相有机相中完全沉淀，实现了无需外加沉淀剂的原位反应分离，获得邻苯二甲酰胺酸纤维素(Phthalamide Acid Cellulose, PAAC)。通过简单固液分离，溶剂回收效率高达90%。

PAAC可溶于水并加工成薄膜与纤维材料，避免了有毒或有机溶剂加工带来的安全问题。加工完成后，PAAC可通过热处理转化为邻苯二甲酰亚胺纤维素(Phthalimide Cellulose, PIC)或PAC。PIC作为一种水不溶性亚胺形式衍生物，具备优异的耐有机溶剂性、耐酸性和耐热性；而PAC则作为多功能平台，能够按需进行酸酐的多种功能化反应。

该研究为纤维素绿色溶解、加工与分离提供了全新思路，显著降低环境负担与能耗，拓展了纤维素基功能材料的设计空间与应用潜力。