金属盐催化糖类化合物及其衍生物转化制备平台分子的研究

发布时间：2021-12-16 21:38

　　糖类化合物是生物质资源的重要部分,其经化学转化可以制备一系列的平台化合物。在这些平台化合物中,乙酰丙酸酯和糠醛是两种应用前景非常广泛的生物质基化合物,可用于生产香料、材料、医药、燃料添加剂等化工产品。因此,实现以糖类化合物到乙酰丙酸酯及糠醛的高效绿色转化对生物质炼制工业具有重要意义。金属盐是一种价格低廉、催化活性高、低毒性的催化剂,目前被广泛应用于酯化、水解、醇解等生物质转化过程中,因此,本文以金属盐为催化剂,研究了其在糖类化合物及其衍生物到乙酰丙酸酯或糠醛转化反应中的应用。本文首先研究了在微波加热条件下,11种不同金属盐催化剂对五碳糖衍生物糠醇的醇解反应的催化活性。结果表明,酸性对糠醇到乙酰丙酸酯的转化至关重要,酸性最强的硫酸铝表现出了最佳的催化活性,乙酰丙酸甲酯的产率最高可达80.6%。通过考察反应温度、反应时间、催化剂加入量对产物分布的影响,得出了最佳的反应条件。同时,比较了微波加热和常规加热对反应速率和产物选择性的影响,发现微波加热大幅度加快了反应速率,但对醇解反应的产物选择性无影响。除甲醇外,硫酸铝对其它醇类同样具有良好的催化活性,相应的乙酰丙酸酯产率均在60%以上。此外,硫... 

【文章来源】：南京林业大学江苏省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

木质纤维素生物质转化利用手段及其主要产物Fig.1-1Principalpathwaysforthelignocelluloseutlizationandtheirmainproducts物理转化利用主要指的是通过使用固化成型技术，在经过粉碎、干燥及加压处理处理

化技术可以用于生产甲醇、柴油和二乙醚等燃料分子[33]。最后，水液中将生物质转化为葡萄糖和木糖等单糖分子的处理手段[34]。水解以通过进一步的发酵或催化转化制备多种化学品或燃料分子。例如水解可以分别得到乙酰丙酸和糠醛[35,36]，对葡萄糖和木糖进行加氢及对葡萄糖和木糖进行发酵处理生产脂肪醇燃料等[40]。通过对生物一方面实现了对纤维素、半纤维素和木质素三大组分的分别利用，；另一方面，水解处理需要的温度较低（不高于 200oC），有效降低源消耗。因此，水解技术成为了当前木质纤维素生物质转化工艺的向。质基平台化合物基平台化合物泛指那些可由生物质原料转化而来，年产量超过 10 万重要有机化合物。如图 1-2 所示，美国能源部在 2004 年发布了十二基平台化合物[41]，这些平台化合物可以从生物质原料很方便地制备化合物进行后续的催化转化可以制备出一系列高价值生物质基化学燃料、材料、精细化学品等领域[42]。

图 3-1 反应温度对乙酰丙酸酯化反应的影响Fig. 3-1 Influence of reaction temperature.明乙酰丙酸的酯化反应在较低反应温度下也能够进行。反应温度化率及乙酰丙酸甲酯的产率分别达到了 87.6%和 84.8%。这主酰丙酸酯化反应所需要的活化能较低，较低的温度已经可以满高反应温度可以进一步促进了体系中的电子迁移，在温度达到实现了定量转化，乙酰丙酸甲酯的产率高达 99.4%。继续提高丙酸甲酯的产率无明显变化。根据以上结果，110oC 为该体系剂用量对乙酰丙酸酯化反应的影响硫酸铝的用量对于乙酰丙酸酯化反应的影响。表 3-4 硫酸铝用量对乙酰丙酸酯化反应的影响Table 3-4. Effect of catalyst loading序号 催化剂用量 (mol%) 转化率 (%) ML(

【参考文献】：
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本文编号：3538862