胺催化二羟基丙酮醛醇加成反应：开发生物基阻燃剂新策略及其工业应用潜力

来自国际团队的研究人员针对可持续阻燃剂开发难题，开展了胺催化二羟基丙酮(DHA)自醛醇加成合成树枝状己糖的研究。通过优化三乙胺(Et3N)催化工艺，实现109 g/(L·h)的超高产率，经氢化磷酸化后制得的生物基磷系阻燃剂(PFR)通过BS 7175标准认证，为替代卤系阻燃剂提供绿色解决方案。

　　

本研究开发了一种创新型催化方法，利用源自己糖或甘油氧化产生的三碳糖——二羟基丙酮(Dihydroxyacetone, DHA)为原料，合成可持续磷系阻燃剂(Phosphorus-based Flame Retardant, PFR)。研究团队系统考察了烷基胺催化剂在DHA自醛醇加成反应中的性能，发现短链非官能化仲胺和叔胺在反应活性和分支选择性方面表现最佳。最终选择三乙胺(Et₃N)进行工艺优化，在10升规模反应体系中采用500克/升DHA浓度和1摩尔%催化剂用量，实现了109克/(升·小时)的卓越生产效率——较现有技术提升约7.5倍。

反应生成的树枝状酮糖(Dendroketose)经氢化转化获得树枝状己醇(Dendroketol)，该支链己糖醇分子携带三个伯羟基，为后续功能化修饰提供了理想平台。为解决氢化过程中碱催化逆醛醇反应导致的产物损耗问题，研究评估了多种胺中和方案，证实等摩尔盐酸添加法既经济又高效。

最终获得的树枝状己醇经五氧化二磷(P₂O₅)磷酸化改性后，成功制备出符合欧盟BS 7175标准（寝具材料规范）的高效阻燃剂。这项技术为替代传统卤系阻燃剂提供了环境友好型解决方案，展现出显著的工业化应用前景。