[发明专利]基于固体超强酸催化糠醇醇解制备乙酰丙酸乙酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及乙酰丙酸乙酯,尤其是涉及一种基于固体超强酸催化糠醇醇解制备乙酰丙酸乙酯的方法。

背景技术

随着煤、石油等不可再生资源的不断消耗，人类社会面临前所未有的资源与能源危机。生物质是一种可再生资源，具有数量巨大、价格低廉、可实现碳循环等优点，利用生物质资源制备燃料与化学品已成为国内外研究的热点。从生物质资源出发可以制备多种平台化合物，乙酰丙酸乙酯就是其中之一。

乙酰丙酸乙酯含一个羰基和一个酯基，羰基上的碳-氧双键为强极性键，碳原子为正电荷中心，当羰基发生反应时，碳原子的亲电中心起着决定的作用。因此，乙酰丙酸乙酯具有良好的反应活性，可发生水解、酯交换、加成、取代、氧化还原等反应。乙酰丙酸乙酯是一种重要的有机化学品，可直接用作香料、食品添加剂、汽油添加剂和生物液体燃料等，被广泛应用于食品、化妆品、医药、塑料和交通运输等许多行业。

制备乙酰丙酸乙酯的方法主要有三种：乙酰丙酸酯化法、生物质直接醇解法以及糠醇醇解法。目前，乙酰丙酸乙酯主要是通过乙酰丙酸和乙醇在酸或酶的催化下进行酯化反应得到。该合成方法具有反应效率高、副产物少、反应条件温和的优点，但该方法以乙酰丙酸为原料，造成生产成本太高。生物质醇解法是将生物质原料、催化剂和乙醇一次性加入反应器，在高温条件下进行醇解，直接生成乙酰丙酸乙酯的方法。中国专利CN101709033A公开了一种近临界甲醇中六元糖醇解制备乙酰丙酸甲酯的方法，该方法以生物质糖为原料，有工艺简单、成本低的优点，但是反应条件比较剧烈，能耗较大。糠醇醇解法是指利用糠醇和乙醇，在酸性条件下通过水解、开环和重排反应，生成乙酰丙酸乙酯的方法，其中原料乙醇和糠醇都可以由生物质转化得到。中国专利CN102405205A公布了一种单步反应中使糠醇转化为乙酰丙酸乙酯的方法，该方法以无机液体酸为催化剂，虽然反应条件温和，反应时间短、副产物较少，但是以液体酸为催化剂，会产生大量的废液废渣，且存在产物难以分离、设备腐蚀严重等问题，不符合当今绿色化学发展的方向。

近年来，固体超强酸代替无机酸催化缩酮、缩醛反应和酯化反应具有非常高的活性，且具有不怕水、耐高温、制作方便、三废污染少、催化剂和产物易于分离等优点。SO₄^2-/M_xO_y型和S₂O₈^2-/M_xO_y型的固体超强酸己引起人们的关注，使用新型的固体超强酸为催化剂，对利用生物质资源合成乙酰丙酸乙酯具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于固体超强酸催化糠醇醇解制备乙酰丙酸乙酯的方法。

本发明的具体步骤如下：

将糠醇、催化剂和反应溶剂加入反应釜中，反应后即得乙酰丙酸乙酯。