生物碳基磺酸催化环己酮缩乙二醇的制备(2)
1.1 开题依据
缩醛酮是一类重要化合物，常用于保护羰基或作为有机合成中间体，同时它还具有新鲜的果香香气,并有苹果香韵，可用于多种日化香精配方中，是一类拥有广泛用途的香料。此外，缩醛(酮)也常用于甾族和糖类物质的合成、有机合成的羰基保护、油漆和制药工业等的中间体和目标产物，甚至用作特殊的反应溶剂。环状缩醛在光或自由基引发剂存在下能与一些含特殊官能团的烯烃发生自由基加成反应，能够制备常规方法难以得到的酯类化合物。
缩醛(酮)传统的合成方法是在无机强酸(硫酸、盐酸、磷酸等)催化下，将醛(酮)与醇直接反应，生成缩醛(酮)。但强酸对设备腐蚀严重，且反应时间长、后处理复杂、环境污染严重。随着石油化工的发展，我国乙二醇的产量与日俱增，缩醛(酮)新的合成方法开发应用具有广阔前景。文献报道路易斯酸、分子筛、蒙脱土、固载杂多酸盐等固体酸催化剂对缩醛（酮）合成反应具有良好的催化作用，但这些催化剂存在反应时间长，催化剂本身制备复杂或费用较昂贵等缺点。随着人们生活水平的提高和环保意识的增强，对缩醛(酮)的生产提出了更高的要求，希望得到低成本、高质量、对环境污染小的生产工艺。因此，提供无设备腐蚀和环境污染的化工生产工艺，不断地追求高效益的催化剂，从而达到低成本、低消耗、高产率、少污染的目的，这些都成为摆在化学工作者面前的重要课题。[1]
1.2. 固体酸简介
绿色化学技术的目的是依靠科技的发展，创造出生产单位产品的产污系数最低而且资源及能源消耗最少的先进工艺技术，从化学反应入手，根本上减少环境污染。其主要是围绕原料绿色化、催化剂绿色化、化学反应过程绿色化和产品绿色化开展的，而绿色化的关键又在于新型催化剂和反应介质的研究与开发。[2]
传统应用的酸催化剂都是液体酸催化剂，液体酸催化反应都是在均相条件下进行的，因此催化剂不易分离，在生产工艺上难以实现连续生产而且不易回收，后处理复杂，易腐蚀设备，对环境造成污染。固体酸催化剂可以使催化反应多相化，使生产工艺大大简化，获得更广泛的应用。而且反应结束后，固体酸催化剂易分离回收，能够多次循环使用。固体酸催化剂的出现是酸催化研究的一个重要突破，解决了均相反应带来的不可避免的问题，并且固体酸对设备无害，同时可回收再利用，减少了废弃物的排放。固体酸是具有广泛的工业应用前景的环境友好型催化剂，因而对于固体酸的研究具有十分重要的意义，使之成为了当前催化研究的热点之一。
1.2.1固体酸分类
固体酸是指能够给出质子或能够接受孤对电子的固体，即具有布朗斯特酸或路易斯酸活性中心的固体。[3]根据固体酸催化剂的特点，主要可以将其分为七类。
(1)固载化液体酸
主要有HF／Al203，H3P04／硅藻土等。
硅胶固载化的烷基磺酸、芳香磺酸、部分卤代芳香磺酸、全卤代芳香磺酸等对乙酸和烯烃的酷化反应也具有很好的催化活性，但其载体硅胶最好预先用酸进行处理。均相催化剂的优点是催化效率高，但反应后催化剂分离困难，副产物也比较多；将其固载使用，一定程度上解决了催化剂的分离问题，但反应过程中活性组分会不断流失，催化剂使用寿命短，严重的腐蚀问题也难以解决。
(2)氧化物固体酸[4]
又分为简单氧化物和复杂氧化物，简单氧化物包括Al203、SiO2、Nb205等，复杂氧化物包括A1203-Si02、A1203-Bi203等。负载型固体酸催化剂具有催化活性高、催化剂与产品易分离、对环境污染小、原料适应性广等优点，由于它们比表面积相对较大，催化效率高，受到了极大的重视。但负载型固体酸由于活性成分和载体间是吸附作用，结合不是太牢固，反应过程中活性组分会不断流失，导致重复使用性差。
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