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D0I:10.13374/1.issm100103.2008.07.039 第30卷第7期 北京科技大学学报 Vol.30 No.7 2008年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing Ju.2008 MCM48分子筛负载磷钨钼杂多酸催化合成丁酮 1,2丙二醇缩酮 杨水金朱鹏 湖北师范学院化学与环境工程学院，生化分析技术湖北省重点实验室，黄石35002 摘要以MC一48分子筛负载磷钨钼杂多酸为多相催化剂，通过丁酮和1,2丙二醇反应合成丁酮1,2丙二醇缩酮·采用 正交试验法探讨了MCM一48分子筛负载磷钨钼杂多酸对缩酮反应的催化活性，较系统地研究了原料用量、催化剂用量、带水 剂用量、反应时间等因素对收率的影响，结果表明：MC一48分子筛负载磷钨钼杂多酸是合成丁酮1,2丙二醇缩酮的良好催 化剂，在n(丁酮)：n(1,2-丙二醇)=1：1.4，催化剂用量为反应物料总质量的0.2%，环己烷为带水剂，反应时间1.0h的条件 下，丁酮1,2丙二醇缩酮的收率可达81.0%. 关键词丁酮1,2丙二醇缩酮：介孔分子筛：磷钨钼杂多酸：催化：缩酮反应 分类号TQ426.91:TQ655 Catalytic synthesis of butanone 1,2-propanediol ketal by H3PWMo6040/MCM-48 YANG Shuijin,ZHU Peng College of Chemistry and Environmental Engineering.Key Laboratory of Hubei Province for Bioanalytical Technique.Hubei Normal University. Huangshi 435002.China ABSTRACT Butanone 1.2-propanediol ketal was synthesized from butanone and 1,2-propanediol in the presence of H3PW6Mo6O40/ MCM-48.The effects of the molar ratio of butanone to 1.2-propanediol,catalyst dosage and reaction time on the yield of butanone 1, 2-propanediol ketal were investigated.The catalytic activity of H3PW6Mo6040/MC M-48 was discussed by the orthogonal experiment. The results show that H3PW6Mo6040/MC M-48 is an excellent catalyst for synthesizing butanone 1,2-propanediol ketal and the yield can be up to reach 81.0%under the condition that the molar ratio of butanone to 1,2-propanediol is 1:1.4,the mass percent of cata- lyst is 0.2%of feed stocks,and the reaction time is 1.0h. KEY WORDS butanone 1.2-propanediol ketal:mesoporous molecular sieve:H3PW6Mo6040:catalysis:ketalation 近20年来，缩酮作为新型香料在食品香料和日 酮的方法具有一定的意义，文献报道了三氯化 用香精中有着广泛的用途，常用于酒类、软饮料、冰 铁山硫酸铁)、十二水合硫酸铁铵)、分子筛、 淇淋、化妆品等的调香和定香，此外，缩酮也常用于 固体超强酸s0/Ti02La203可]等催化剂对合成丁 有机合成的羰基保护或作为反应中间体，还可用作 酮1,2丙二醇缩酮具有良好的催化作用，新型环 反应溶剂，缩酮的工业合成一般是在无机质子酸类 境友好绿色催化剂一杂多酸及其盐类—开发研 的催化下由酮与醇类化合物缩合而成的，虽然这类 究日益受到人们关注一).在催化理论中，对于活 催化剂价格低廉，产品收率较高，但该法存在副反应 性中心的观点人们已达成共识，认为分子接近活性 多，产品纯度不高，设备腐蚀严重，后处理中含有大 中心是关键的一步，因此必须寻找合适的载体，将杂 量的酸性废水，造成环境污染等缺点，随着人民生 多酸有效地分散开，最大程度地发挥其催化作用， 活水平的提高，对香精和食品的质量以及环境保护 自从Mobil公司首次合成M41S系列分子筛以 提出了越来越高的要求.因此，研究和开发合成缩 来[8]，介孔分子筛的合成和应用研究成为热门领 收稿日期：2007-05-18修回日期：2007-06-12 基金项目：湖北省自然科学基金资助项目(N。,2005ABA053):生化分析技术湖北省重点实验室启动基金资助项目 作者简介：杨水金(1964一)，男，教授，博士，E-mail:yangshuijin@163.comMCM－48分子筛负载磷钨钼杂多酸催化合成丁酮 12－丙二醇缩酮 杨水金 朱 鹏 湖北师范学院化学与环境工程学院生化分析技术湖北省重点实验室黄石435002 摘 要 以 MCM－48分子筛负载磷钨钼杂多酸为多相催化剂通过丁酮和12－丙二醇反应合成丁酮12－丙二醇缩酮．采用 正交试验法探讨了 MCM－48分子筛负载磷钨钼杂多酸对缩酮反应的催化活性较系统地研究了原料用量、催化剂用量、带水 剂用量、反应时间等因素对收率的影响．结果表明：MCM－48分子筛负载磷钨钼杂多酸是合成丁酮12－丙二醇缩酮的良好催 化剂在 n（丁酮）∶n（12－丙二醇）＝1∶1∙4催化剂用量为反应物料总质量的0∙2％环己烷为带水剂反应时间1∙0h 的条件 下丁酮12－丙二醇缩酮的收率可达81∙0％． 关键词 丁酮12－丙二醇缩酮；介孔分子筛；磷钨钼杂多酸；催化；缩酮反应 分类号 T Q426∙91；T Q655 Catalytic synthesis of butanone12-propanediol ketal by H3PW6Mo6O40／MCM-48 Y A NG ShuijinZHU Peng College of Chemistry and Environmental EngineeringKey Laboratory of Hubei Province for Bioanalytical TechniqueHubei Normal University Huangshi435002China ABSTRACT Butanone12-propanediol ketal was synthesized from butanone and12-propanediol in the presence of H3PW6Mo6O40／ MCM-48．T he effects of the molar ratio of butanone to12-propanediolcatalyst dosage and reaction time on the yield of butanone1 2-propanediol ketal were investigated．T he catalytic activity of H3PW6Mo6O40／MCM-48was discussed by the orthogonal experiment． T he results show that H3PW6Mo6O40／MCM-48is an excellent catalyst for synthesizing butanone12-propanediol ketal and the yield can be up to reach81∙0％ under the condition that the molar ratio of butanone to12-propanediol is1∶1∙4the mass percent of catalyst is0∙2％ of feed stocksand the reaction time is1∙0h． KEY WORDS butanone12-propanediol ketal；mesoporous molecular sieve；H3PW6Mo6O40；catalysis；ketalation 收稿日期：2007-05-18 修回日期：2007-06-12 基金项目：湖北省自然科学基金资助项目（No．2005ABA053）；生化分析技术湖北省重点实验室启动基金资助项目 作者简介：杨水金（1964－）男教授博士E-mail：yangshuijin＠163．com 近20年来缩酮作为新型香料在食品香料和日 用香精中有着广泛的用途常用于酒类、软饮料、冰 淇淋、化妆品等的调香和定香．此外缩酮也常用于 有机合成的羰基保护或作为反应中间体还可用作 反应溶剂．缩酮的工业合成一般是在无机质子酸类 的催化下由酮与醇类化合物缩合而成的．虽然这类 催化剂价格低廉产品收率较高但该法存在副反应 多产品纯度不高设备腐蚀严重后处理中含有大 量的酸性废水造成环境污染等缺点．随着人民生 活水平的提高对香精和食品的质量以及环境保护 提出了越来越高的要求．因此研究和开发合成缩 酮的方法具有一定的意义．文献报道了三氯化 铁［1］、硫酸铁［2］、十二水合硫酸铁铵［3］、分子筛［4］、 固体超强酸SO 2－ 4 ／TiO2－La2O3 ［5］等催化剂对合成丁 酮12－丙二醇缩酮具有良好的催化作用．新型环 境友好绿色催化剂－－－杂多酸及其盐类－－－开发研 究日益受到人们关注［6－7］．在催化理论中对于活 性中心的观点人们已达成共识认为分子接近活性 中心是关键的一步因此必须寻找合适的载体将杂 多酸有效地分散开最大程度地发挥其催化作用． 自从 Mobil 公司首次合成 M41S 系列分子筛以 来［8－9］介孔分子筛的合成和应用研究成为热门领 第30卷 第7期 2008年 7月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．7 Jul．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．07．039