分子篩HZSM-5催化合成生物基縮酮的工藝

劉雪麗, 侯翠紅, 楊蕊楠, 閻振麗, 張為宏, 常 春,4

分子篩HZSM-5催化合成生物基縮酮的工藝

劉雪麗1, 侯翠紅1, 楊蕊楠1, 閻振麗2, 張為宏3, 常 春1,4

(1. 鄭州大學化工學院, 河南 鄭州 450001; 2. 車用生物燃料技術國家重點實驗室, 河南 南陽 473000;3. 焦作市華康糖醇科技有限公司, 河南 焦作 454150;4. 河南省杰出外籍科學家工作室, 河南 鄭州 450001)

為了制備新型生物質基甘油縮酮，開發一種以生物質基平臺化學品乙酰丙酸甲酯(ML)和甘油(GLY)為原料，分子篩催化合成乙酰丙酸甘油縮酮甲酯(MLK)的綠色工藝。考察β、USY、HZSM-5 型3種分子篩的催化效果，篩選出HZSM-5為適宜的催化劑。在此基礎上，采用Box-Behnken實驗設計考察并優化催化劑用量、反應溫度和反應原料物質的量比對MLK產率的影響，同時對反應前后的催化劑進行了表征。結果表明：在ML與GLY物質的量比為4.3，反應溫度為121 ℃，催化劑用量為1.6 g的條件下，MLK產率達到92.09%。HZSM-5循環使用6次后，MLK的產率為87.89%，表明HZSM-5分子篩催化劑具有良好的催化活性和穩定性。

生物質；平臺化學品；甘油；乙酰丙酸甲酯；縮酮

1 引 言

隨著對生物質資源開發利用的深入，以生物質基平臺化合物合成新型的生物質基化學品已經成為研究的熱點。在美國能源部列舉的12種生物質基平臺化合物中，乙酰丙酸(LA)和甘油(GLY)是2種備受關注的平臺化合物[1]。以LA為原料，可以合成眾多高值衍生物。其中，乙酰丙酸酯作為LA的酯化衍生物，因分子結構中同時具有羰基和酯基而具有優異的化學反應特性[2-3]，在燃料、香料、醫藥等領域得到廣泛關注和應用[4-5]。作為生物柴油的主要副產物之一，GLY通過高值化利用有助于促進生物柴油產業的可持續發展。……