离子液体催化平台化合物甘油的高值利用研究

• 作 者: 刘璐
• 机 构: 北京林业大学
• 出 处: 北京林业大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 甘油 离子液体 醋酸甘油酯 甘油缩醛 碳酸甘油酯

生物柴油已经成为发展最快的石化燃油替代品之一。随着对生物柴油研究的深入和生物柴油的大量生产，副产物粗甘油的产量也迅速增加，不但甘油市场供过于求，粗甘油废液如果不能及时有效地利用和处理，还将可能成为新的污染源，造成二次污染。因此，生物柴油副产物的平台化合物甘油的高值化利用也成为近年来人们研究的热点。　　
本论文利用离子液体作为催化剂和溶剂用于甘油转化高附加值化学品的研究。包括甘油的酯化反应制备甘油乙酸酯、甘油的缩醛反应制备环状甘油缩醛、甘油的酯交换反应制备甘油碳酸酯。其产物都为具有重要应用价值和广发用途的高附加值的化学品。　　
研究发现，[BSMim]HSO4、[BSMim]CF3SO3和[BSPy]HSO4三种离子液体对甘油和醋酸的酯化反应具有较好的催化效果，总醋酸甘油酯得率近100％，反应在没有添加催化剂或低温环境下主要生成的是单醋酸甘油酯，随着酸性催化剂的加入、温度的升高和时间的延长，单醋酸甘油酯逐渐转化成二醋酸甘油酯和三醋酸甘油酯。　　
在[BPy]HSO4催化甘油和苯甲醛的缩醛反应中，两种产物4-羟甲基-2-苯基-1，3-二氧戊环(A)和5-羟基-2-苯基-1，3-二氧己环(B)的总得率可达98.8％。经核磁鉴定，两种产物A和B分别存在着（cis-trans）顺反异构体。高温有助于总甘油缩醛的生成，而低温有利于B的获得。　　
碱性离子液体[BMim]Im能够有效催化甘油与碳酸二甲酯的酯交换反应制备碳酸甘油酯。使用10％的[BMim]Im为催化剂，70℃，反应90 min，甘油与碳酸二甲酯配比为1∶2.5时，碳酸甘油酯的得率可达91.4％。