糠醛选择性加氢合成四氢糠醛的研究进展
2022-09-21李丹辉安梦洁赵丽丽马晶军
李丹辉,安梦洁,赵丽丽,马晶军
(河北农业大学理工系,河北 黄骅 061100)
糠醛选择性合成四氢糠醛反应具有重要的意义。该反应不仅为后续经羟醛缩合-加氢脱氧反应合成生物燃料奠定基础,而且产物四氢糠醛是呋喃类药物的重要中间体,已广泛应用于制药行业。传统的四氢糠醛生产过程主要有两种方法:1)使用Rh(acac)CO2、HRh(CO)(PPh3)3或RhCl(CO)(PPh3)2催化二氢呋喃氢甲酰化反应合成四氢糠醛[1-3];2)2-呋喃锂与CO反应合成四氢糠醛[4]。显然,这两种方法使用的原料环境不友好,而且生产过程较为复杂。糠醛选择性加氢反应制备四氢糠醛不仅符合绿色可持续发展的要求,而且反应较为简单。但该反应需要CC键加氢而非CO键加氢,具有较大难度[5],如图1所示。糠醛CO键相比呋喃环上CC键更容易加氢[6-7]。而且从热力学和糠醛的结构考虑,更有利于CO键加氢[8-11]。因此,人们对糠醛选择性加氢反应的研究主要集中在如何保证CO键加氢而非CC键加氢,以期高选择性地合成糠醇、四氢糠醇和1,4 -丁二醇等化学品[12]。对此,本文综述了用于糠醛选择性加氢合成四氢糠醛反应的催化剂及其催化性能,为后续开发绿色高效的催化剂用于催化糠醛选择性加氢合成四氢糠醛奠定基础。
1 Cu基催化剂
王君等[13]以Cu/ZSM-5为催化剂,在糠醛用量30 g,催化剂用量3 g,反应温度220~225 ℃,氢气压力20.26~23.3 MPa和反应时间4~4.5 h的条件下,糠醛转化率达到100%,四氢糠醛收率为90%~93%。李锋等[6]考察了ZrO2对Cu/Al2O3-ZrO2催化性能的影响,发现ZrO2不仅可以提高催化加氢活性,而且可以提高糠醛CO键加氢选择性。CaO等[15]考察了Na-Cu@TS-1催化糠醛选择性加氢性能,发现Na物种的加入不仅调节了沸石的酸碱性,抑制了副反应,而且将被包裹的Cu物种调节到富电子状态,从而促进了糠醛加氢。……
