
最近,澳大利亞皇家墨爾本理工大學Adam Lee和Karen Wilson課題組報道了一種利用乙酰丙酸(可從天然植物糖中獲得)生產γ-戊內酯的新化學工藝,該工藝利用兩種固體催化劑在連續的液體流中促進一系列級聯化學反應發生。在第一個反應中,乙酰丙酸流經硫酸化氧化鋯,通過酯化反應生成化學中間體。在第二個反應中,酯中間體流經負載氧化鋯的多孔二氧化硅(ZrO2/SBA-15)催化劑薄膜,通過催化轉移氫化和分子重排形成所需的γ-戊內酯。
以上提及的兩種催化劑都是固體酸催化劑的范例,這種材料具有與液體硫酸相似的特性,但是可以安全拿在手中。在第一個催化反應中,硫酸化氧化鋯表面的Br?nsted酸性位點促進乙酰丙酸與異丙醇發生反應,生成酯中間體效率為80%。在第二個反應中,位于ZrO2/SBA-15上的Lewis酸性位點將氫原子從異丙醇轉移到酯中間體中,生成γ-戊內酯(以及副產物丙酮)。通過優化反應順序和催化劑用量,整個過程對γ-戊內酯選擇性約為55%,并可提供數小時穩定產品流。成功合成γ-戊內酯的關鍵是以正確的順序使用兩種催化劑。

Andrea Merenda,?Samantha A. Orr,?Yang Liu,?Blanca Hernández Garcia,?Amin Osatiashtiani,?Gabriel Morales,?Marta Paniagua,?Juan A. Melero,?Adam F. Lee,?Karen Wilson
該研究來自于由Adam Lee和Karen Wilson教授領導的材料表面與催化課題組中博士后研究員Andrea Merenda和Samantha Orr,博士研究生劉洋以及來自西班牙和英國的同事。
ChemCatChem
DOI:?10.1002/cctc.202201224