[發明專利]一種乙酰丙酸的制備方法

有效

• 申請號: 201810074735.7
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108047021B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 方文浩;曹秋娥;竇有偉
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: C07C51/00
• 分類號: C07C51/00;C07C51/42;C07C51/44;C07C51/48;C07C59/185;C07D307/46
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

本發明提供一種乙酰丙酸的制備方法，包括以下步驟：按Aquivion PW全氟磺酸樹脂所含質子的物質的量和果糖的物質的量的比值≥0.15分別稱取果糖和Aquivion PW樹脂加入到盛有去離子水的反應釜中；將上述盛有反應物的反應釜在攪拌下置于110?140℃下反應8小時以上；反應完成后進行分離純化得到乙酰丙酸，本發明提供的制備方法以Aquivion PW全氟磺酸樹脂為催化劑，在水中直接從果糖經一步反應制備乙酰丙酸，具有高的乙酰丙酸選擇性和收率，同時Aquivion PW樹脂催化劑能夠回收循環使用，且保持產物乙酰丙酸的產率。

技術領域

本發明涉及乙酰丙酸的制備領域，具體是一種以Aquivion PW全氟磺酸樹脂為催化劑，以水為溶劑，直接由果糖經一步反應制備乙酰丙酸的方法。

背景技術

現有催化果糖水解制乙酰丙酸的催化劑主要包括無機酸、三氟乙酸、酸功能化材料和酸性樹脂。常用的無機酸催化劑包括鹽酸、硫酸等，這些無機酸的催化性能通常較差，在無機酸催化的反應體系中催化劑無法回收再利用，且反應體系中存在大量酸根離子，其后續排放易對環境造成污染。對于三氟乙酸催化劑，其反應溫度條件較為苛刻，且目標產物乙酰丙酸的收率較低，反應結束后，大量三氟乙酸根存在于反應液中，不易除去。

酸功能化材料如磺酸功能化SBA分子篩和氧化石墨烯，以磺化SBA分子篩為催化劑，乙酰丙酸產率較低；以磺化氧化石墨烯為催化劑，反應溫度為200℃，溫度條件苛刻，乙酰丙酸產率達74％，但有大量成分復雜的副產物生成，增加了產物分離的難度。

酸性樹脂催化劑包括Amberlyst系列酸性樹脂、Dowex系列酸性樹脂和NafionNR50型全氟磺酸樹脂。對于Amberlyst系列酸性樹脂，目標產物乙酰丙酸的收率較低，且反應所用溶劑γ-戊內酯較為昂貴，反應成本較高，反應完成后產物難分離。對于Dowex系列酸性樹脂催化劑，其乙酰丙酸的收率偏低，且溶劑中需要添加有機物，增加反應成本，同時導致反應液的后處理過程更為復雜，增加了目標產物乙酰丙酸的分離純化難度。而對于Nafion NR50型全氟磺酸樹脂，其乙酰丙酸的產率較低，催化性能較差。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的問題，提供一種乙酰丙酸的制備方法，該方法在水中進行，具有高的乙酰丙酸選擇性和收率。

為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是：

一種乙酰丙酸的制備方法，包括以下步驟：

(1)分別稱取果糖和Aquivion PW全氟磺酸樹脂加入到盛有去離子水的反應釜中；所述Aquivion PW樹脂所含質子的物質的量和果糖的物質的量的比值≥0.15；

(2)將上述盛有反應物的反應釜在攪拌下置于110-140℃下反應8小時以上；

(3)反應完成后進行分離純化得到乙酰丙酸。

優選的，所述步驟(1)中Aquivion PW全氟磺酸樹脂為Aquivion-PW98、Aquivion-PW87、Aquivion-PW79或Aquivion-PW66。

優選的，所述步驟(1)中Aquivion PW樹脂所含質子的物質的量和果糖物質的量的比值≥0.3。

優選的，所述Aquivion PW樹脂所含質子的物質的量和果糖物質的量的比值為0.3。

優選的，所述步驟(2)中反應溫度為120-140℃。

優選的，所述步驟(3)中分離方法是離心或過濾。

優選的，所述步驟(3)中純化方法是：將分離所得溶液進行減壓蒸餾或萃取得到乙酰丙酸。