近日，材料与化学工程学院李涛洪教授指导的2024级林产化学加工工程专业博士研究生申怡琳、2023届化学专业硕士研究生王胜涛以共同第一作者身份，在化学领域顶尖国际学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》发表了题为“Building Crosslinking Network via Catalytic Furan-to-pyrrole Conversion”的研究论文，报道了研究团队在高性能多用途热固性树脂合成方向取得的重要成果。
糠醛是最重要的生物质平台化合物之一，也是高分子领域合成呋喃树脂的核心原料。但目前绝大多数呋喃树脂的合成都需要先将糠醛转化为糠醇、糠酸等衍生物，直接利用糠醛合成高分子材料无疑是更高效、更低碳的技术路线。
鉴于此，团队自2021年起开始设计全新合成路径，最终以团队前期合成的三聚氰胺-己二胺长链聚合物（MH）与糠醛（F）为原料，成功制备出新型热固性树脂MHF。综合性能测试结果表明，MHF树脂兼具高强度与高韧性，对各类基材都具有优异的粘接性能，和传统呋喃树脂强度低、脆性大、附着力差的缺陷形成了鲜明对比。结构表征结果显示，该树脂的交联结构与传统呋喃树脂完全不同，现有氨基树脂的合成反应机理也无法解释这一特殊结构。为此，团队花费两年多时间，通过模型反应对固化机理展开深入研究，最终成功揭示了一种全新的反应路径：脂肪胺与糠醛先生成席夫碱，随后在催化剂作用下依次发生开环（芳香性破坏）、杂原子交换与芳环重构；反应过程中，1分子糠醛可与2~3分子脂肪胺反应生成多取代吡咯，这一步是交联网络形成的核心关键。该反应机理得到了ESI-MS、NMR及XPS表征结果的验证，也得到了期刊审稿人的认可。
为进一步验证该机理的正确性与普适性，团队采用碳链长度不同的脂肪族二胺均成功合成出类似结构的热固性树脂，不仅揭示了这类树脂的性能可调控性，也验证了其规模化合成的可行性。此项研究跳出了传统呋喃树脂的合成框架，提供了一条全新的技术路线，既丰富了糠醛化学的研究内容，开发出一类全新的热固性树脂，也进一步拓展了糠醛在高分子材料领域的应用场景。
MHF树脂的合成、潜在应用、加工成型性能及交联网络结构
《Angewandte Chemie International Edition》由德国化学会主办，创刊于1962年，是自然指数期刊，也是中国科学院一区TOP期刊（IF=17.0），在学术界享有极高声誉，以对研究工作的前沿性、创新性和影响力的严苛要求而著称。我校研究团队首次在该刊发表研究成果，标志着我校在林业工程及化学学科领域的研究水平和研究生培养质量的显著提升。
该研究得到云南省基础研究重大专项（202601BC070017），国家自然科学基金面上项目（31870715），云南省农业基础研究联合专项重点项目（202301BD070001-102）以及“云南省兴滇英才支持计划”云岭学者专项的资助。同时，对我校核磁共振仪管理团队的长期、大力支持表示诚挚谢意。（来源：材料与化学工程学院/文/图：李涛洪/初审：张凡/复审：冷瑾/终审：柏顺文/责任编辑：张凡）
