每年,数百万个轮胎最终被填埋,造成影响深远的环境危机。仅在美国,2021 年就有超过 2.74 亿个轮胎被报废,其中近 20% 被丢弃在垃圾填埋场。这些废料的堆积不仅带来了空间问题,还带来了环境危害,例如化学浸出和自燃。目前,用于化学回收大宗商品二烯聚合物(如轮胎中的聚合物)的策略有限。
鉴于此,美国北卡罗来纳大学Aleksandr V. Zhukhovitskiy教授应用聚合物的C–H胺化和主链重排将这些材料分解成环氧树脂的前体。具体来说,他们开发了一种硫二酰亚胺试剂,可使二烯聚合物和橡胶的烯丙基胺化率高达约35%。然后,他们应用阳离子2-aza-Cope重排来分解胺化二烯聚合物。在模型系统中,分子量从58100降低到大约400 g mol-1,并且胺化的消费后橡胶在6小时内分解成可溶性胺官能化聚合物,可用于制备与商用双酚A衍生树脂具有相似刚度的环氧热固性塑料。总之,这项工作展示了C–H胺化和主链重排在实现消费后材料化学回收方面的强大功能。相关研究成果以题为“Deconstruction of rubber via C–H amination and aza-Cope rearrangement”发表在最新一期《nature》上。
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