【摘 要】
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2,3-丁二醇(2,3-butanediol)是一种重要的化工原料和液体燃料,被广泛应用于化工、食品、医药、燃料及航空航天等多个领域,其脱水产物甲乙酮可作树脂、油漆等的溶剂；酯化后的脱水产物1,3-丁二烯可用于合成橡胶、聚酯和聚亚胺酯；热值较高(27,200kJ/kg)可作为燃料添加剂；与甲乙酮脱氢形成辛烷异构体可生产高级航空用油；2,3-丁二醇还可制备油墨、香水、熏蒸剂、增湿剂、软化剂、增塑剂、
【机 构】
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中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西省太原市,030001 中国科学院山西煤炭化
【出 处】
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第十四届全国太阳能光化学与光催化学术会议
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2,3-丁二醇(2,3-butanediol)是一种重要的化工原料和液体燃料,被广泛应用于化工、食品、医药、燃料及航空航天等多个领域,其脱水产物甲乙酮可作树脂、油漆等的溶剂；酯化后的脱水产物1,3-丁二烯可用于合成橡胶、聚酯和聚亚胺酯；热值较高(27,200kJ/kg)可作为燃料添加剂；与甲乙酮脱氢形成辛烷异构体可生产高级航空用油；2,3-丁二醇还可制备油墨、香水、熏蒸剂、增湿剂、软化剂、增塑剂、炸药及药物手性载体等[1-3]。目前,生产2,3-丁二醇的方法主要有化学法和生物转化法。化学法生产2,3-丁二醇主要通过石油裂解产生的四碳类碳氢化合物在高温、高压下水解获得。该方法难度大,生产成本高,过程繁琐,不易操作,所以一直很难实现大规模工业化生产,从而也限制了2,3-丁二醇用途的充分开发[4]。目前,生物转化法生产2,3-丁二醇大多数用葡萄糖作为碳源,而葡萄糖的价格较高,且存在与人争粮、与粮争地的问题[5]。此外,由于2,3-丁二醇具有较强的亲水性和较高的沸点,且发酵液成分复杂,因而该产品下游分离比较困难。原料成本高、工艺流程复杂、产品分离困难已经成为2,3-丁二醇大规模工业化生产的瓶颈。因而迫切需要寻找一种新的方法,利用廉价的原料,高效、简单快速的合成2,3-丁二醇。随着世界人口的持续增长,化石能源的匮乏日益严重。生物乙醇,一种可再生资源,利用其替代化石燃料作为新型的能源已引起广泛的关注。目前,生物乙醇的转化主要包括重整制氢和将其转化为高附加值的化学品[6-7]等。光化学/光催化是一种新兴、高效、节能的绿色技术,尤其是光化学/光催化有机合成,由于其操作条件温和,通常在常温、常压进行,操作简单,不会产生二次污染而备受人们的青睐。在该体系中,我们利用绿色的过氧化氢作为氧化剂,光照生物乙醇脱氢偶联制得高附加值的化学品2,3-丁二醇,在优化的反应条件下, 2,3-丁二醇的选择性可达到90％。该反应工艺简单、环境友好,无二次污染、成本低廉、而且产物易分离,开辟了一条新的绿色的生物乙醇的转化利用方式。
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