[发明专利]一种乙酰丙酸的制备方法

说明书

本发明提供一种乙酰丙酸的制备方法，包括以下步骤：按Aquivion PW全氟磺酸树脂所含质子的物质的量和果糖的物质的量的比值≥0.15分别称取果糖和Aquivion PW树脂加入到盛有去离子水的反应釜中；将上述盛有反应物的反应釜在搅拌下置于110‑140℃下反应8小时以上；反应完成后进行分离纯化得到乙酰丙酸，本发明提供的制备方法以Aquivion PW全氟磺酸树脂为催化剂，在水中直接从果糖经一步反应制备乙酰丙酸，具有高的乙酰丙酸选择性和收率，同时Aquivion PW树脂催化剂能够回收循环使用，且保持产物乙酰丙酸的产率。

技术领域

本发明涉及乙酰丙酸的制备领域，具体是一种以Aquivion PW全氟磺酸树脂为催化剂，以水为溶剂，直接由果糖经一步反应制备乙酰丙酸的方法。

背景技术

现有催化果糖水解制乙酰丙酸的催化剂主要包括无机酸、三氟乙酸、酸功能化材料和酸性树脂。常用的无机酸催化剂包括盐酸、硫酸等，这些无机酸的催化性能通常较差，在无机酸催化的反应体系中催化剂无法回收再利用，且反应体系中存在大量酸根离子，其后续排放易对环境造成污染。对于三氟乙酸催化剂，其反应温度条件较为苛刻，且目标产物乙酰丙酸的收率较低，反应结束后，大量三氟乙酸根存在于反应液中，不易除去。

酸功能化材料如磺酸功能化SBA分子筛和氧化石墨烯，以磺化SBA分子筛为催化剂，乙酰丙酸产率较低；以磺化氧化石墨烯为催化剂，反应温度为200℃，温度条件苛刻，乙酰丙酸产率达74％，但有大量成分复杂的副产物生成，增加了产物分离的难度。

酸性树脂催化剂包括Amberlyst系列酸性树脂、Dowex系列酸性树脂和NafionNR50型全氟磺酸树脂。对于Amberlyst系列酸性树脂，目标产物乙酰丙酸的收率较低，且反应所用溶剂γ-戊内酯较为昂贵，反应成本较高，反应完成后产物难分离。对于Dowex系列酸性树脂催化剂，其乙酰丙酸的收率偏低，且溶剂中需要添加有机物，增加反应成本，同时导致反应液的后处理过程更为复杂，增加了目标产物乙酰丙酸的分离纯化难度。而对于Nafion NR50型全氟磺酸树脂，其乙酰丙酸的产率较低，催化性能较差。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种乙酰丙酸的制备方法，该方法在水中进行，具有高的乙酰丙酸选择性和收率。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种乙酰丙酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别称取果糖和Aquivion PW全氟磺酸树脂加入到盛有去离子水的反应釜中；所述Aquivion PW树脂所含质子的物质的量和果糖的物质的量的比值≥0.15；

(2)将上述盛有反应物的反应釜在搅拌下置于110-140℃下反应8小时以上；

(3)反应完成后进行分离纯化得到乙酰丙酸。

优选的，所述步骤(1)中Aquivion PW全氟磺酸树脂为Aquivion-PW98、Aquivion-PW87、Aquivion-PW79或Aquivion-PW66。

优选的，所述步骤(1)中Aquivion PW树脂所含质子的物质的量和果糖物质的量的比值≥0.3。

优选的，所述Aquivion PW树脂所含质子的物质的量和果糖物质的量的比值为0.3。

优选的，所述步骤(2)中反应温度为120-140℃。

优选的，所述步骤(3)中分离方法是离心或过滤。

优选的，所述步骤(3)中纯化方法是：将分离所得溶液进行减压蒸馏或萃取得到乙酰丙酸。