三元混合液相体系中木质纤维素直接转化酯化生成乙酰丙酸乙酯的研究

乙酰丙酸乙酯（沸点：203℃，HHV :11241btu/lb, 密度：1.016g/mL）作为大宗化工产品，可广泛应用于化工、医药、食品、烟草、新能源等领域。以生物炼制的方式进行乙酰丙酸乙酯的生产，不仅有利于产品的大规模应用，而且对促进生物炼制技术的发展具有重要的推动意义。.本申请项目以纤维素为主要原料，采用三元混合液相体系，考察该体系与乙酰丙酸乙酯生成之间的关系，探索纤维素直接转化酯化乙酰丙酸乙酯的特性；通过构建三元混合液相体系及其对中间产物分布规律的影响，建立三元混合液相体系－中间产物分布－乙酰丙酸乙酯的关联；通过系统对照、分析综合相结合的试验研究方法，进一步研究纤维素在三元混合液相体系中直接转化酯化的动力学过程，尝试提出纤维素直接转化酯化乙酰丙酸乙酯的机理假说，建立产物生成动力学模型，为纤维素直接转化乙酰丙酸乙酯提供理论基础，也为纤维素生物质炼制乙酰丙酸乙酯提供理论参考。

生物质原料直接转化酯化是可再生生物质资源利用的一种有效方式， 是制备新型生物燃料与化工产品－乙酰丙酸乙酯的重要途径之一。如何有效提高生物质转化酯化效率是该研究的重点方向。本项目从生物质直接转化酯化机制研究入手，通过构建新的催化体系，来促进生物质转化酯化的有效实现，促进目标产物乙酰丙酸乙酯的生成。通过研究，项目取得以下重要结果：.　　1. 探明了纤维素模式物降解的机制，明确了葡萄糖和纤维素转化酯化生成乙酰丙酸乙酯的路径。.　　2. 探明了生物质纤维素醇解转化过程中，气、液、固三相产物变化分布规律， 建立了乙酰丙酸乙酯生成的动力学过程。.　　3. 构建了生物质转化酯化的催化体系，完善了三元液相体系的构建，筛选考察了有机溶剂对乙酰丙酸乙酯生成的影响，考察了有机溶剂对副产物乙醚、及纤维素结构变化的影响， 建立了相关热力学模型。.　　4. 确定了双液相体系（乙醇－正己烷）和三液相体系（水－乙醇－正己烷）的 催化体系，探明了葡萄糖、果糖在两种体系中产物分布规律的研究，得到了相关的动力学数据。.　　5. 根据产物转化途径及产物分布规律，开发了不同类型的固体酸催化剂，优化了生物质转化酯化工艺，促进了生物质转化生成乙酰丙酸乙酯产率的提高。.　　本项目研究的结果可以为生物质转化酯化提供重要的理论依据，也为生物质转化酯化制备乙酰丙酸乙酯提供重要的参考。