酸催化水解生物质产乙酰丙酸的现状分析

从原料来源、制备步骤和反应器、催化作用机理3个方面分析了酸催化水解生物质产乙酰丙酸的研究现状,尤其在作用机理方面,首先分析了从纤维素制糖类再制5-羟甲基糠醛,5-羟甲基糠醛制乙酰丙酸,葡萄糖直接制乙酰丙酸的机理,以及稀盐酸和稀硫酸环境中微晶纤维素制乙酰丙酸的动力学;然后深入分析了典型生物质在稀酸中的降解动力学及机理,为学者开展生物质产乙酰丙酸的研究提供信息,有利于学者进行选择性研究。     

固体酸催化水解杉木制备乙酰丙酸的研究

以杉木粉为原料,以SO42--TiO2/粘土固体酸为水解催化剂,探讨了固体酸催化剂的用量、水解温度、液固比和水解时间对杉木粉制备乙酰丙酸得率的影响.研究结果表明,当固体酸的用量为3.5%、温度为240 C、液固比为18:1、水解时间为35 min时为较优的制备工艺.在该工艺条件下,乙酰丙酸的得率为22.16%.     

乙酰丙酸酯催化合成研究进展

近年来,乙酰丙酸作为一种重要的生物基平台化合物吸引了广泛的关注,可合成多种具有高附加值的化学品,用于替代燃料、食用香料、塑化剂等领域,尤其是作为替代燃料为可持续发展提供了可行的参考方案。本文综述了近期生物质转化领域涉及乙酰丙酸酯催化合成的研究进展,介绍了乙酰丙酸酯化、糠醇醇解、单糖转化以及纤维素原料转化等方法催化合成乙酰丙酸酯的反应性能与机理,并对乙酰丙酸酯的合成进行了总结与展望。     

固体催化剂在生物质合成乙酰丙酸和乙酰丙酸酯中的应用研究进展

简单介绍了乙酰丙酸和乙酰丙酸酯的合成途径。乙酰丙酸的合成路径主要包括糠醇催化水解法、生物质直接水解法和半纤维素水解法,乙酰丙酸酯类的合成路径主要有乙酰丙酸酯化合成法、生物质直接醇解法、生物质经糠醇醇解法和5-氯甲基糠醛醇解法。综述了近年来固体催化剂在催化转化生物质合成乙酰丙酸和乙酰丙酸酯的研究进展,简要概述了用于催化生物质的固体超强酸、分子筛、杂多酸和树脂等固体催化剂类型,并展望了固体催化剂今后的发展应用。     

醇/水体系中混酸催化葡萄糖醇解制备乙酰丙酸甲酯

以超低酸与硫酸盐为混酸催化剂,研究了葡萄糖在甲醇/水体系中醇解制备乙酰丙酸甲酯(ML)的反应过程.在硫酸盐(Al2(SO4)3、CuSO4、Fe2(SO4)3、Ti(SO4)2、SnSO4、ZnSO4、NiSO4、Cr2(SO4)3)中,Al2(SO4)3与超低酸H2 SO4的混酸具有良好的催化性能.以混酸作催化剂,考...     

扁桃酸催化蒎烯合成松油醇研究

以扁桃酸为催化剂,催化α-蒎烯与水反应直接合成松油醇。以乙酸为助剂,磷酸为助催化剂,探究了各因素对蒎烯转化率和松油醇选择性的影响。通过正交试验和单因素试验,得到了较优的反应条件:蒎烯∶乙酸∶水∶扁桃酸∶磷酸的质量比为10∶24∶10∶0.8∶0.5,反应时间12 h,反应温度70℃。此条件下,α-蒎烯的转化率为96.6%,α-松油醇的选择性为43.5%。反应后的酸水和催化剂可重复使用,为松油醇的绿色合成提供一种方法。     

以糠醛为原料合成增香剂EM

作者以糠醛为原料,经格氏反应合成乙基糠醇,再经氯化、扩环、重排和水解,制得增香剂EM(即乙基麦芽酚),属于r—吡喃铜衍生物。乙基麦芽酚在食品、糖果、果酒及低质白酒,香烟和日用化学品等方面,进行了应用试验。糖醛合成乙基糠醇产品收率可达90±2％,用乙基糠醇——釜法合成增香剂EM,产品收率可达50％左右。用此法合成增香剂EM可达到美国科学院全国食     

微波辅助磁性固体酸催化纤维素水解的研究

以生物质基磁性固体酸为催化剂,采用微波相结合的辅助手法对预处理的微晶纤维素进行水解研究。以还原糖得率为指标,通过单因素试验和正交试验(四因素三水平)考察水解时间、水解温度、纤维素与催化剂量的比例和微波功率对纤维素水解的影响,利用红外光谱(FT-IR)分析纤维素水解残渣。结果表明,微波辅助生物质基磁性固体酸催化剂催化纤维素水解的最佳工艺条件为:水解时间30 min、水解温度80℃、催化剂量与纤维素的比例2:1、微波功率450 W,此时还原糖得率最高,达57.4%;4个因素对纤维素水解影响的主次顺序为:微波功率催化剂量水解时间水解温度。FT-IR分析表明微波辅助纤维素水解残渣中几乎没有纤维素存在,即纤维素基本被完全水解。     

乙酰丙酸及其酯类合成γ-戊内酯的最新研究进展

在众多生物质平台分子中,γ-戊内酯(GVL)作为一种新型的生物质基化合物具有广泛的应用价值。首先介绍了由生物质平台分子乙酰丙酸(LA)及其酯类通过氢化作用制备GVL的反应途径及其最新研究进展,在这个反应过程中,氢源对不同催化体系有重要的影响,因此,着重归纳总结了非均相催化剂(氢源:氢气、甲酸和醇类),在多种类型催化体系下催化合成GVL的合成路线和方法,为探索更加绿色、经济、高效、可持续的GVL合成途径,发展新的转化技术梳理思路并提供参考。     

碱性过氧化氢预处理糠醛渣超声波辅助酶解研究

以糠醛渣为原料进行碱性过氧化氢法预处理,采用超声波辅助酶解法,比较分析不同模式下的葡萄糖转化率及水解液残存酶活。研究结果表明:酶解2 h时辅以超声波是糖转化的最佳条件,超声波辅助酶解及分段加酶使糖产率由55.01%提高到73.35%。超声波的机械作用影响着酶的吸附与脱附,有利于其与底物的充分结合。不同超声波酶解模式对糖产率的影响较大,且U-C模式效果较好,使糖产率提高46.35%。同时,酶解前超声波可以使糖产率提高33.34%。可见,低能耗,低污染的碱性过氧化氢预处理糠醛渣超声波辅助酶解为工业化生产乙醇提供了良好的发展方向。     

Lewis酸催化加氢合成天然茴香基丙酮及工艺优化

以天然亚茴香基丙酮为原料,Lewis酸为催化剂,环己烷为氢源,研究了天然茴香基丙酮的合成工艺,并探讨反应机理和反应的选择性。对不同Lewis酸催化剂与溶剂进行筛选,确定Al Cl3为催化剂,CH2Cl2为溶剂,采用正交试验方法对茴香基丙酮合成工艺进行优化,得到最佳工艺条件。在反应温度35℃,反应时间4 h,n(Al Cl3)∶n(亚茴香基丙酮)4∶1,n(环己烷)∶n(亚茴香基丙酮)4∶1的条件下反应稳定性较好,产物得率达95.1%。采用IR、GC-MS和1H NMR等分析技术对合成所得产物进行了表征。     

5-硝基糠醛二醋酸酯的合成及其结构测定

本文研究了由糠醛制备5-硝基糠醛二醋酸酯的新方法,发现了熔点分别为91-92℃和105-106℃两种不同晶型的5-硝糠醛二醋酸酯,并测定了它们的晶体结构。     

固体酸催化α－蒎烯酯化－皂化合成龙脑的研究

采用程序升温式酯化反应研究了ＧＩＣ－９０固体酸催化剂催化α－蒎烯与草酸酯化反应的规律，结果表明该酯化反应选择性较好，皂化后粗龙脑得率为４５％～５５％，副产物中二聚体较少，为８％～１０％。反应放热量较小，通过控制外加热源电压可灵活调节反应温度程序，并可惜此调节粗龙脑得率和组成。     

固体酸催化α—蒎烯酯化—皂化合成龙脑的研究

采用程序升温式酯化反应研究了ＧＩＣ－９０固体酸催伦α－蒎烯与草酸酯化反应的规律，结果表明该酯化反应选择性较小，皂化后粗龙脑得率为４５％－５５％，副产物中二聚体较不，秋８％－１０％。反应放热量较小，通过控制外加热源电压可灵活调节反应温度程序，并可借此调节粗龙脑得率和组成。     

碱金属盐对γ-戊内酯/水体系固体酸催化制5-羟甲基糠醛的作用

对新型反应体系γ-戊内酯(GVL)/H_2O中添加碱金属盐类促进固体酸Amberlyst 36催化降解葡萄糖制备5-羟甲基糠醛(HMF)进行了研究。重点探讨了碱金属盐的种类与浓度、反应时间、温度、催化剂用量以及体系溶剂比等因素对HMF产率的影响。结果表明:140℃条件下,催化剂用量0.2g、NaCl浓度0.3 mol/L、溶剂比V(GVL)∶V(H_2O)=5∶1、反应60 min,此时HMF产率最高,达47.5%;除硝酸盐对HMF的生成有抑制作用外,加入的其他碱金属盐均能促进葡萄糖催化转化,使HMF产率明显提高;高温、过量的固体酸及过长的反应时间不利于HMF生成;生物质原料如木糖渣在该体系下可直接降解制备HMF,产率可达32.5%,表明该反应体系具有潜在的工业化价值。     

Ru/C催化生物质基乙酰丙酸合成γ-戊内酯的研究

将高活性的负载型Ru/C催化剂应用到乙酰丙酸的加氢实验中,对影响Ru/C催化下乙酰丙酸加氢反应制备γ-戊内酯的因素进行了讨论,并利用X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对Ru/C催化剂在使用前后的变化进行了表征,探讨了反应的可能路径。得出适宜的反应条件:温度130℃、压力1.2 MPa、催化剂用量为5%(质量分数)、溶剂为无水甲醇,该条件下原料乙酰丙酸转化率达92%,产物γ-戊内酯选择性达99%,与Pd/C、雷尼镍、漆原镍相比,原料转化率和产物γ-戊内酯的选择性均比较高。     

糠醛及其衍生物的脱氢枞胺席夫碱的合成与性能

以糠醛及其衍生物和脱氢枞胺为原料制备了4种新型的脱氢枞胺席夫碱:5-硝基糠醛-脱氢枞胺席夫碱(1)、糠醛-脱氢枞胺席夫碱(2)、5-溴糠醛-脱氢枞胺席夫碱(3)和5-甲基糠醛-脱氢枞胺席夫碱(4),通过单因素和正交试验优化了合成条件,席夫碱1~4在优化条件下的产率分别为89.5%、89.1%、90.2%和88.1%;采用红外光谱、核磁共振、质谱和X射线单晶衍射对其结构进行了表征,确认了4种席夫碱的结构,席夫碱1和2都属于斜方晶系,P2(1)2(1)2(1)空间群,席夫碱3属于单斜晶系,P2(1)空间群。实验测得的分子结构参数与计算化学模拟结果吻合程度高,该系列席夫碱采用DFT算法所得的N(1)C(21)的键长分别为0.127 67、0.127 91和0.127 88 nm,而单晶衍射分析的结果为0.127 5(5)、0.126 1(5)和0.124 5(7)nm;键角C(20)—N(1)—C(21)的模拟值分别为121.610 1、120.760 7和120.813 5°,单晶测试的实际值为119.1(3)、117.3(3)和117.4(5)°。4种席夫碱的抑菌活性测试结果表明:席夫碱1对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为0.31 g/L,与阳性对照头孢尼西相当,显示出较高的抑菌活性;席夫碱1、3和4对大肠杆菌的最小抑菌浓度均为0.62 g/L,抑菌活性明显优于席夫碱2。     

固-液混合酸催化水合萜二醇合成松油醇的研究

采用负载型有机高分子固体酸和液体质子酸混合催化水合萜二醇脱水合成松油醇，总产率99％，松油醇选择性83％，产率74％以上，考察了催化剂用量、反应时间、醇水比等对松油醇产率的影响，确定了最佳工艺条件，为松油醇的工业生产提供条件。     

异海松酸糠醛类酰腙化合物的合成及生物活性研究

以异海松酸为原料,采用先酰氯化后与水合肼反应的方法,制备得到异海松酸酰肼,然后再与不同取代基的糠醛发生反应,制备得到5种异海松酸糠醛类酰腙化合物:异海松酸基(糠醛)酰腙(4a)、异海松酸基(5-甲基糠醛)酰腙(4b)、异海松酸基(5-羟甲基糠醛)酰腙(4c)、异海松酸基(5-溴-2-糠醛)酰腙(4d)和异海松酸基(5-(4-溴苯基)糠醛)酰腙(4e),并采用FT-IR、1 H NMR、13 C NMR和MS对产物结构进行了确证。生物活性测定结果表明:目标化合物对肺炎链球菌、肺炎克雷伯氏菌、大肠杆菌、表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌这5种菌种均具有一定的抑制活性,其中4a对肺炎克雷伯氏菌具有很好的抑菌活性,最低抑菌浓度为1.95 mg/L,化合物4c对肺炎链球菌具有非常好的抑菌活性,最低抑菌浓度仅为0.98 mg/L。当异海松酸糠醛类酰腙化合物的浓度为100μmol/L时,化合物4d对人体肝癌(Hep G2)、乳腺癌(MDA-MB-231)、前列腺癌(PC-3)和宫颈癌(Hela)这4种人体肿瘤细胞均具有较高的抑制率,其抑制率分别为75.17%、82.33%、78.52%和80.97%;化合物4e对人体肝癌(Hep G2)的抑制率高达93.68%,说明其对人体肝癌细胞具有很强的抑制活性。     

基于纤维素-糠醛-油脂的热塑性材料的合成和性能表征

以乙基纤维素(EC)、甲基丙烯酸四氢糠基酯(THFMA)和甲基丙烯酸月桂酯(LMA)为原料,通过从主链接枝的原子转移自由基聚合(ATRP)法制备了基于纤维素-糠醛-油脂的全生物质基热塑性弹性体材料EC-g-P(LNA-co-THFMA),采用FT-IR、~1H NMR、GPC、DSC和应力-应变测试对制备的接枝共聚物进行结构表征和性能分析,并初步探讨了THFMA/LMA投料比对接枝共聚物性能的影响。DSC测试表明:当n(THFMA)∶n(LMA)为200∶100~400∶100时,乙基纤维素接枝共聚物的玻璃化转变温度(Tg)在13~27℃;机械性能研究发现,随着投料中THFMA比例的增加,拉伸强度由5.1 MPa逐渐增加到13.7 MPa;通过与具有相同THFMA/LMA组成的线性共聚物P(LMA-co-THFMA)相比,EC的引入使得拉伸强度提高了3.7倍;在制备的EC基接枝共聚物投料中EC质量分数为0.91%~1.42%,这表明少量EC的引入便可极大地改善接枝共聚物的机械性能。