生物基呋喃聚合物因其五元環(huán)結(jié)構(gòu)比六元苯環(huán)結(jié)構(gòu)更小，通常比石油基同類聚合物具有更好的氣體阻隔性能和機(jī)械特性。然而，呋喃環(huán)的剛性平面共軛結(jié)構(gòu)限制了下游衍生品的柔韌性和可加工性，從而限制了其應(yīng)用場(chǎng)景。
以2,5-呋喃二酸（FDCA）為例，對(duì)其呋喃環(huán)進(jìn)行加氫，生成四氫呋喃二甲酸（THFDCA），可以顯著降低呋喃環(huán)的結(jié)構(gòu)剛性，并產(chǎn)生兩個(gè)手性碳原子。該二元酸的柔性環(huán)結(jié)構(gòu)賦予下游聚合物優(yōu)異的機(jī)械性能和柔韌性，可替代石油基1,4-環(huán)己烷二甲酸（CHDA）用作熱塑性聚酯和彈性體的增塑劑，或用于合成具有高熱穩(wěn)定性和高吸水性的新型聚酰胺，在航空航天、汽車、電子、護(hù)具、服裝等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
然而，F(xiàn)DCA加氫合成THFDCA難度大，依賴貴金屬催化劑，同時(shí)反應(yīng)溫度和壓力要求高，亟需探索更加溫和高效的合成方法。
中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所非金屬催化與生物基單體智造團(tuán)隊(duì)張健研究員長(zhǎng)期從事呋喃生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，五年前聯(lián)合浙江糖能科技有限公司共同完成全球首例5-羥甲基糠醛（HMF）加氫制取四氫呋喃二甲醇（THFDM）的百噸級(jí)生產(chǎn)示范。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了THFDCA的高效合成。
近期，該團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道了采用電催化策略從THFDM高效合成THFDCA。通過(guò)控制熱解類金屬有機(jī)框架（MOF）前驅(qū)體在鎳泡沫上構(gòu)建了鎳鈷雙金屬氧化物微米片（NiCoMS/NF），在100 mM底物濃度下實(shí)現(xiàn)了95.2%的THFDCA產(chǎn)率，并采用原位拉曼光譜和旋轉(zhuǎn)圓盤電極（RRDE）技術(shù)探討了反應(yīng)機(jī)理和析氧反應(yīng)（OER）競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。這種基于簡(jiǎn)單催化劑制備和高效氧化技術(shù)的THFDCA合成策略，有望成為電合成領(lǐng)域的新熱點(diǎn)，并肇啟在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用探索。
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