Zr-SBA-15介孔分子筛催化糠醛制备乙酰丙酸甲酯新方法

"该研究探索了近临界甲醇中，使用Zr-SBA-15介孔分子筛催化糠醛一锅法制备乙酰丙酸甲酯的新方法，旨在提高生产效率和环保性。文章详细研究了不同因素对反应的影响，并得出了优化的工艺条件。" 在这篇名为“近临界甲醇中Zr-SBA-15介孔分子筛催化糠醛一锅法制备乙酰丙酸甲酯的研究”的论文中，研究人员阮厚航、吕喜蕾等人提出了一种创新的制备乙酰丙酸甲酯的工艺。通常，从糠醛制备乙酰丙酸甲酯涉及催化加氢和酸催化醇解两个步骤。然而，该研究团队开发了一种新的、更为集成的方法，即在非临氢条件下的近临界甲醇环境中，利用Zr-SBA-15介孔分子筛作为催化剂进行一锅法合成。 Zr-SBA-15是一种具有特殊结构的介孔分子筛，其独特的孔道结构和负载的Zr金属活性中心为催化反应提供了高效的表面和活性位点。通过一系列实验，研究人员系统地考察了不同因素，如金属负载的SBA-15介孔分子筛类型、Si/Zr摩尔比、催化剂用量、甲醇添加量、反应时间和温度，对糠醛转化为乙酰丙酸甲酯的影响。经过优化，他们确定了最佳条件：在100毫克糠醛、50毫克Zr-SBA-15-10催化剂、7毫升甲醇、270℃的反应温度和10小时的反应时间内，可以实现100%的糠醛转化率和36.3%的乙酰丙酸甲酯收率。 此外，研究还发现Zr-SBA-15-10催化剂具有良好的重复使用性能，这意味着这种催化剂不仅在首次使用时表现出高效率，而且在多次使用后仍能保持稳定的效果。作者们提出了一个可能的反应途径，即在Zr-SBA-15介孔分子筛催化下，糠醛首先发生原位加氢，然后进行酸催化醇解，从而形成乙酰丙酸甲酯。同时，他们对催化机理进行了初步探讨，进一步加深了对这个过程的理解。 这项研究的意义在于，它为乙酰丙酸甲酯的绿色、高效制备提供了新的思路，减少了传统两步法中的能耗和副产物生成，有望在生物质转化领域产生积极影响。关键词包括工业催化、糠醛、乙酰丙酸甲酯、Zr-SBA-15介孔分子筛、原位加氢和酸催化醇解，这些关键词突显了研究的核心内容和技术路线。