糠醛及其衍生物选择性加氢制备戊二醇的研究进展

1,2-戊二醇(1,2-PeD)和1,5-戊二醇(1,5-PeD)是高附加值精细化学品,用途广泛.以糠醛及其衍生物为原料经催化加氢制备1,2-PeD和1,5-PeD是绿色的生产工艺,具有良好的应用前景和研究价值.本文系统综述了国内外以糠醛及其衍生物糠醇、四氢糠醇为原料制备1,2-PeD和1,5-PeD的研究现状,重点总...     

响应面法优化超声提取熟地黄中5-羟甲基糠醛的工艺

采用响应面法优化了超声提取熟地黄中5-羟甲基糠醛的工艺.选取提取时间、溶剂浓度和温度3个因素为随机因子,在单因素的基础上进行3因素3水平Box-Behnken中心组合试验设计,以5-羟甲基糠醛得率为响应值进行响应面分析.优化后的超声提取熟地黄中5-羟甲基慷醛的条件为:在提取时间61.6min,溶剂体积分数90.5%,提...     

气相色谱-三重四极杆串联质谱法测定发酵乳中4种糠醛类物质

建立了气相色谱-三重四极杆串联质谱(GC-MS/MS)快速检测发酵乳中因热加工处理产生的羟甲基糠醛(5-HMF)、糠醛(F)、甲基糠醛(MF)、2-乙酰基呋喃(FMC)4种糠醛类物质。采用QuEChERS进行样品前处理,选择RTX-WAX色谱柱,在多反应监测模式(MRM)下对发酵乳中4种糠醛类物质进行测定,并优化了萃取试剂、盐析剂用量、净化剂用量。结果显示,在最佳条件下,4种糠醛类化合物的加标回收率为82.2%～118%,相对标准偏差(RSD)不大于10%。F、FMC、MF的线性范围为0.002～2 mg/L,5-HMF线性范围为0.02～2 mg/L,相关系数均不小于0.998,方法的定量下限(LOQs)和检出限(LODs)分别为3.0～45μg/kg和1.0～15μg/kg。该方法简便快速,灵敏度高,重现性好,满足定性定量要求。该方法对5种原味发酵乳和6种炭烧风味发酵乳的测定结果显示,炭烧风味发酵乳中4种糠醛类物质含量远高于原味发酵乳,表明炭烧工艺导致美拉德反应更加充分,间接说明过热处理会导致发酵乳中危害物增多,影响其营养价值和品质,该文为消费者提供了合理的选购建议与指导。     

Cu-Mn-Si催化剂在环己醇脱氢和糠醛加氢耦合反应中的研究:沉淀pH值和焙烧温度的影响

采用共沉淀法制备了Cu-Mn-Si催化剂,并将其应用于常压气相环己醇脱氢和糠醛加氢耦合反应中,考察了沉淀pH值和焙烧温度对耦合反应的影响。沉淀pH值对糠醛加氢制2 甲基呋喃反应影响不大,但对环己酮的选择性影响较大。pH值在7.5~10.0制备的催化剂具有优良的反应性能。焙烧温度的提高,导致催化剂的比表面积减小,孔径变大,铜的比表面积下降,还原温度提高。在耦合一体化反应中,环己醇脱氢制备环己酮反应受焙烧温度影响不大,但糠醛转化率和2 甲基呋喃选择性随着焙烧温度的提高而减小。     

制备溶剂对NiCoB非晶态合金催化剂结构及糠醛加氢性能的影响

采用化学还原法在不同单一和复配溶剂体系中制备了一系列NiCoB非晶态合金催化剂,对其液相糠醛加氢性能进行了考察,并采用N_2吸附-脱附等温线、ICP、FE-SEM、HRTEM、XRD、XPS等手段进行了表征。结果表明,在相同反应条件下,制备溶剂的表面张力、黏度、极性大小和溶解度常数等对NiCoB非晶态合金催化剂的组成、形貌和结构及其糠醛加氢反应性能均产生重要影响。由甲醇/乙二醇复配溶剂(MEG,体积比1∶1)制备的NiCoB-MEG催化剂具有最理想的糠醛液相加氢制糠醇性能,糠醛转化率达到96.4%,糠醇选择性达到83.49%,这可归因于甲醇和乙二醇之间的协同作用促进了金属组分的分散和还原。     

焙烧温度对CuMgAl催化剂催化糠醛气相加氢制糠醇性能的影响

采用分步沉淀过程制得质量比m(CuO)∶m(MgO)∶m(Al_2O_3)为25∶26∶49的CuMgAl类水滑石前驱体,经过不同温度焙烧制得CuMgAl-t催化剂。通过BET、热重、XRD、H_2-TPR和CO_2-TPD对催化剂进行表征,在固定床中考察CuMgAl-t催化剂催化糠醛气相加氢制糠醇的性能。结果表明,焙烧温度影响催化剂活性、稳定性及对产物的选择性,低温焙烧的催化剂经还原后可获得较多活性中心,高温焙烧的催化剂表面具有更多的碱性位,CuMgAl催化剂经450℃焙烧表面存在适宜的活性中心和碱性位。在常压、反应温度180℃、氢醛物质的量比5∶1、糠醛体积空速0.3h~(-1)的条件下,CuMgAl-450催化剂上糠醛的转化率和糠醇的选择性分别达到98.64%和97.66%。     

Ru修饰前后Pd(111)面的性质及对糠醛吸附的比较研究

采用密度泛函理论研究了Pd(111)面和Ru-Pd(111)面的性质及对糠醛的吸附.原子尺寸因素、相对键长、形成能及d带中心等计算结果表明,Ru-Pd(111)面比Pd(111)面稳定且活性强,Ru的修饰优化了Pd(111)面的几何构型.糠醛在Pd(111)面及Ru-Pd(111)面的初始吸附位分别为P(top-bridge)位及P(Pd-fcc-Ru-fcc)位时,吸附能最大,吸附构型最稳定.由电荷布局和差分电荷密度可得,糠醛在Ru-Pd(111)面上电荷转移数更多,相互作用更强烈,因此吸附能更大.分析态密度可知,产生吸附的主要原因是位于-7.34 eV处至费米能级处的p,d轨道杂化.吸附于Ru-Pd(111)面后糠醛分子的p轨道向低能级偏移程度更明显,使Ru改性后的Pd催化剂具有更好的催化活性.     

Pd/Cu(111)双金属表面催化糠醛脱碳及加氢的反应机理

采用密度泛函理论(DFT)研究糠醛在最稳定Pd/Cu(111)双金属表面上的吸附构型和糠醛脱碳及加氢的反应机理。结果表明,当糠醛初始吸附于O_3-Pd-top、O_7-Cu-hcp位时,吸附构型最稳定,其吸附能为73.4 kJ/mol。糠醛在Pd/Cu(111)双金属表面上更易发生脱碳反应。对于糠醛脱碳反应,所需活化能较低,各个基元反应均为放热反应,糠醛更易先失去支链上的H形成(C_4H_3O)CO,然后中间体脱碳加氢得到呋喃,其中,C_4H_3O加氢生成呋喃所需活化能(72.6 kJ/mol)最高,是反应的控速步骤。对于加氢反应,糠醛与首个氢原子的反应需要最大的活化能(290.4 kJ/mol),是反应的限速步骤。     

糠醛在Pt(111)表面的吸附和脱碳反应

采用广义梯度近似的密度泛函理论并结合平板模型的方法, 优化了糠醛分子在Pt(111)面的吸附模型,并探究了糠醛脱碳反应形成呋喃的机理. 结果表明: 吸附后糠醛分子环上的C―H(O)键及支链―CHO相对于金属表面倾斜上翘, 分子平面被扭曲, 易于呋喃的形成; 同时, 糠醛分子向Pt表面转移电子0.765e, 环中的大π键与Pt(111)表面的d轨道发生较强的相互作用, 使得糠醛的芳香性被破坏, 环上的碳原子呈现准sp³杂化. 此外, 对糠醛脱碳反应中的各反应步骤进行过渡态搜索, 通过比较各步骤的活化能, 得出糠醛更易先失去支链上的H形成酰基中间体(C₄H₃O)CO, 中间体继续脱碳加氢形成产物呋喃. 该过程的控速步骤为(C₄H₃O)CO^*+^*→C₄H₃O^*+CO^* (^*为吸附位),活化能为127.65 kJ·mol^-1.     

金属路易斯酸催化纤维素降解为5-羟甲基糠醛

5-羟甲基糠醛(HMF)是一种重要的化学平台物质,由纤维素直接转化为HMF具有良好的应用前景。本文旨在研究金属氯化物(MClx)催化纤维素转化为HMF过程中的效率与选择性问题。以咪唑型离子液体为溶剂,通过对纤维素降解反应的时间、温度、催化剂等因素的考察和优化,发现以CrCl3.6H2O(5(mol)%)和FeCl3(5(mol)%)为复合催化剂时,120℃下反应8 h,HMF的产率可以达到55%。