基于Cu3(BTC)2 MOFs的糠醛水相加氢催化剂研究文献综述

 2022-10-31 11:10
  1. 文献综述(或调研报告)
  2. 糠醛加氢

1.1反应原理

糠醛的分子式中含有呋喃环和醛基,因此具备醛和烯烃的双重化学性质,可以发生加氢、氧化、脱羰、缩合、开环等多种形式的反应。糠醛呋喃环上C=C键的不饱和碳原子与带有孤对电子的氧原子产生共辄效应,形成大pi;键,使得C=C相比于C=O而言更加稳定。另一方面,羰基中氧原子的电负性比碳原子大,成键电子更偏向于氧原子,使得羰基的碳原子带有部分正电荷,从而形成羰基的正电中心。此外,羰基的极性也使得它具备较高的化学活性[1]

糠醛中的不饱和键较多,因此根据所选催化剂和反应条件的不同,可以得到截然不同的产物[2]。当采用加氢能力较弱的催化剂时,如铜系催化剂,主要发生侧链上羰基的加氢反应,该反应在较低的温度下主要生成糠醇,而在较高的温度下可以脱水生成2-甲基呋喃。若采用加氢能力较强的催化剂,则易发生脱碳反应形成呋喃,而形成的呋喃可能进一步加氢形成四氧呋喃,甚至是开环形成丁醇。若采用加氢能力更强的催化剂,则C=C与C=O可能同时发生加氢反应,生成四氢糠醇,在较高的温度下,可以发生开环反应,喃环的C-O键断裂,生成1,5-戊二醇,也可能生成戊醇,甚至可能生成戊烷。另外,在该过程中还可能有醚类及树脂物质的生成。

图1.糠醛加氢的产物

此外,糠醛呋喃环外的醛基一步加氢反应生成糠醇,在相应的催化剂的作用下,糠醇呋喃环发生重排,生成环戊酮,环戊酮继续加氢则可以生成环戊醇。关于糠醛加氢制备环戊酮和环戊醇的研究国内外也有相关报道[3-7]

1.2工艺介绍

工业上广泛使用的糠醛加氢工艺可以分为两种,高压液相加氢和常压气相加氢[8]

液相加氢的工艺流程短,所需的设备简单,因此投资少,见效快,反应过程的温度易于控制,并且相对来说,催化剂技术更加的成熟,所以,尽管劳动强度大,并且存在一定的安全隐患[9],但目前国内的生产企业一般依然都会选择液相加氢工艺。

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