酸性水相条件下铱催化剂高效催化生物质制备γ-戊内酯

摘要

化石资源的日益枯竭驱使人类着手从可再生的生物质中获取燃料和各种生产生活所需化学品。γ-戊内酯(γ-GVL)被认定为是一种重要的能源平台分子，它既可以用作燃料添加剂，也可通过进一步化学转化生成烃类高级燃料。最有效的生产γ-戊内酯的方法是乙酰丙酸(LA)加氢，而乙酰丙酸又可以通过水解碳水化合物基的生物质得到。此外，乙酰丙酸也可通过均相和非均相催化的途径与氢气或甲酸反应得到γ-戊内酯。
　　本文在前人的研究基础上，探讨了铱催化剂并且证明了半三明治型铱化合物可以催化乙酰丙酸转化为γ-戊内酯，在温和的温度和压力下得到了较高的产率。在120℃和10atmH2的条件下达到较高的TON值。而且这种催化对于以乙酰丙酸和甲酸的混合溶液为原料制备γ-戊内酯，在甲酸过量或提供加入额外的H2的情况下，可以在比较温和的反应条件下高效的催化反应。此外，通过简单的相分离，这种水溶性的均相催化剂可以重复利用，在氢气或者甲酸的存在下选择性还原低浓度的乙酰丙酸水溶液，且不需要任何添加剂。可用于各种生物质衍生碳水化合物生产γ-戊内酯，从而证明了它在γ-戊内酯的工业生产中实际应用的优越性。

目录

声明

摘要

第1章 综述

1．1 生物质概述

1．2 生物质燃料

1．3 生物质基化学品

1．4 γ-GVL的结构与基本性质

1．5 γ-GVL的合成

1．5．1 以乙酰丙酸为原料制各γ-GVL

1．5．2 以乙酰丙酸酪类化合物为原料制备γ-GVL

1．5．3 其他原料制备γ-GVL

1．6 γ-GVL的应用

1．6．1 制备燃料和燃料添加剂

1．6．2 制备化学品

1．6．3 制备高分子材料

1．7 乙酰丙酸的合成和转化

1．7．1 乙酰丙酸的合成

1．7．2 乙酰丙酸的转化

1．8 生物质化学转化的机理研究

1．8．1 生物质化学转化机理的实验研究

1．8．2 生物质化学转化机理的理论研究

1．9 由生物质制备γ-GVL的展望

第2章 乙酰丙酸催化氢化制备γ-戊内醅

2．1 引言

2．2 实验部分

2．4 催化剂循环使用

2．5 小结

第3章 以甲酸作为氢源还原乙酰丙酸制备γ-戊内醋

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验材料

3．2．2 实验方法

3．2．3 试样的检测分析

3．3 小结

第4章 生物质水解液催化加氢准备γ-戊内醅

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验材料

4．2．1 生物质水解液的制备

4．2．2 生物质水解液的还原

4．2．3 试样的检测分析

4．3 小结

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果