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聚乙二醇-400/NO2催化氧化丁酮制备2,3-丁二酮的研究

2021-09-24李晓丽庄玉伟张国宝王作堯

河南科学 2021年8期

李晓丽, 高 煜, 庄玉伟, 张国宝, 王作堯, 张 倩

(1.郑州工业技师学院,河南新郑 451150; 2.河南省科学院高新技术研究中心,郑州 450002)

2,3-丁二酮又名双乙酰(2,3-Butanedione),CAS[431-03-8],分子式C4H6O2,性状为黄色至黄绿色液体,在稀溶液中有强烈的奶油香味,天然存在于月桂油、香旱芹子油、欧白芷根油、树莓、草莓、茴香油、奶油葡萄酒等中[1-2]. 主要用作奶油[3]、奶酪和糖果的增香剂[4],明胶的硬化剂,还可作为合成医药、农药和精细化学品的中间体,用来制备2,3,5-三甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪等香料物质[5],工业需求量极大[6]. 目前制备2,3-丁二酮的方法[7-17]主要有:①天然产物提取法:从含量高的精油中游离提取,由于成本太高、效益低,而无法工业化生产;②传统化学法:通过氧化甲乙酮合成2,3-丁二酮,但由于排放大量NOx废气、工艺复杂且生产的2,3-丁二酮难以达到食品级别的安全要求等原因,难以实现工业化;③由葡萄糖经特殊发酵工艺制得;④甲乙酮肟化法:由于原料亚硝酸酯毒性大,制备过程产生大量硫酸氢钠对环境危害大;⑤以过氧化氢、乙偶姻为原料,强氧化剂电合成2,3-丁二酮;⑥微生物发酵法:国际上已成为研究热点,具有安全、环保等特点,能够有效减少资源和环境压力,但该法产率普遍较低,只有2~4 g/L,目前难以大规模生产.

笔者研究了一种以聚乙二醇-400/NO2为催化剂,丁酮为主要原料,催化氧化合成2,3-丁二酮的新方法,且该方法下催化剂可以循环利用,实现真正环保创新.

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

聚乙二醇-400(PEG-400),工业品,江苏省海安石油化工厂;……

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