导读：在当前全球塑料污染日益严峻、资源循环利用需求迫切的背景下，一项发表于Chem期刊的前沿研究为可持续化学提供了极具前景的新路径，题目为A catalytic approach to the valorization of polyesters and biogenic   waste for the production of amines。本文中，Rajenahally V. Jagadeesh与Matthias Beller课题组开发出一种基于钴（Co）的均相催化体系，成功实现了聚酯塑料与废弃食用油等生物废料向高附加值胺类化学品的高效、一锅法转化。该技术不仅为塑料回收开辟了全新方向，更体现了“变废为宝”（waste-to-wealth）的循环经济理念。

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等聚酯材料广泛应用于饮料瓶、纺织品和包装领域，但其化学惰性导致自然降解缓慢，成为全球环境负担。传统机械回收会降低材料性能，而化学回收中的氢解、醇解等方法虽能实现解聚，但多集中于生成原始单体或燃料，价值提升有限。相比之下，“升级回收”（upcycling），即将废弃物转化为性能更优或价值更高的新产品成为更具吸引力的解决方案。

胺类化合物，尤其是二胺和脂肪胺，是制药、农药、高分子材料（如尼龙、聚氨酯）、离子液体及二氧化碳捕集剂的关键前体，全球市场规模庞大且持续增长。然而，传统合成依赖化石原料、高能耗工艺及有毒试剂（如氢氰酸），碳足迹显著。因此，开发一条以废弃塑料和生物废料为碳源、绿色高效的胺类合成路径，兼具环境与经济双重意义。

本研究开发了一种高活性、热稳定的钴-三膦配体催化剂（简称C1）。以往聚酯的催化氢解多依赖昂贵的钌、铂等贵金属催化剂，而该研究首次系统探索了廉价、丰产的钴金属在聚酯氢化胺化中的潜力。作者合成了多种电子性质不同的三膦配体，并筛选出含对甲氧基苯基的配体（L3）与钴形成的复合物C1效果最佳。在六氟异丙醇（HFIP）作为溶剂、异丙醇铝作为助催化剂的条件下，该体系能在140°C、60 bar氢气氛围中高效活化聚酯的酯键。HFIP的独特性质在此过程中至关重要：其强氢键供体能力可有效溶解PET等难溶塑料，并通过增强底物酸性降低反应活化能，同时其低沸点便于后续回收再利用，提升了过程的可持续性。

应用拓展：从聚酯到废弃食用油的多元转化

1.聚酯的定向升级回收

该催化体系展现出卓越的底物普适性：

芳香族聚酯（如PET、PBT）：在氨气存在下，可高效转化为对苯二甲胺（p-xylylenediamine），产率高达80–85%。对苯二甲胺是合成高性能聚合物的重要单体。

脂肪族聚酯（如PEA、PES）：选择性生成环状酰胺（己内酰胺和丁内酰胺），产率超过85%。前者是尼龙-6的前体，后者衍生物（如吡拉西坦）具有促智药效。

生物可降解聚酯（如PCL）：可转化为6-氨基己醇，一种重要的医药结构单元。延长反应时间可实现高产率。

尤为关键的是，该体系成功处理了真实的生活废弃物，包括废弃矿泉水瓶、PET塑料袋、涤纶衣物和快递盒，均能高效转化为目标胺类产物，验证了其实际应用潜力。

2.废弃食用油的一锅法制脂肪胺

研究进一步将该催化策略拓展至废弃食用油（这一常见生物废料。传统脂肪胺合成需经“油脂水解-脂肪酸-腈化-还原”多步，条件苛刻且易产生副产物。本研究首次实现了废弃食用油到脂肪胺的一步催化转化。通过对催化剂用量和助催化剂比例的优化，使用真实废弃葵花籽油为原料，在相同催化体系下，总脂肪胺产率可达70%，且选择性高，避免了副产物的生成。这一突破简化了工艺，显著降低了能耗与污染。

机理探索与体系优势

通过一系列控制实验，研究人员揭示了反应可能的机理路径：聚酯首先发生氢解生成二醇和醛，随后醛与氨发生缩合形成亚胺，再经氢化得到胺。或先发生氨解生成酰胺，再氢化为胺。该过程巧妙结合了氢解与氢化胺化的优点。

结论

这项研究不仅展示了一种高效的聚酯与生物废料转化技术，更提出了一个以催化科学驱动循环经济的范式。通过精准的催化剂设计，实现了从“白色污染”到“绿色财富”的跨越。尽管研究也指出，未来在开发更廉价的配体与溶剂方面仍有优化空间，但其已为塑料化学回收领域提供重要参考。