第35卷，第10期 2015年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
环戊内酯的制备及其光谱分析
Vol.35,No.10 -pp2810-2813
October,2015
冯世宏，贾太轩”，张震斌，高杰，蔺岩，刘自力
1，辽宁工业大学化学与环境工程学院，辽宁锦州121004 2，安阳工学院化学与环境工程学院，河南安阳455000 3.广州大学化学化工学院，广东广州510006
应，评价其催化活性。通过XRD分别检测了新鲜的CuO/ZnO/Al:Os和长周期反应后的CuO/ZnO/Al:Os，明显增大，出现了ZnO的特征衍射峰。通过15-戊二醇、环戊内酯的FTIR光谱分析，揭示其内部化学键和分子结构，产物环戊内酯的纯度很高。通过对环戊内酯及其聚合物的DSC分析检测，发现2环戊内酯的稳定性很差，非常容易发生自聚反应，提高单体的稳定性，值得重点关注。本研究为1，5-戊二醇气相催
化脱氢制备环戊内酯的中试和工业放大性研究，提供了基础数据和实验依据。关键词CuO/ZnO/A1203；1,5-戊二醇；环戊内酯；催化脱氢
中图分类号：0657.3文献标识码：A
引言
D0I: 10, 3964 /j. issn. 1000-0593(2015 )10-2810-04
专利，采用两种催化剂级配装填技术，在260～350℃温度范围内，0.05～1.00MPa压力，CuO/SiO2和稀土Ce，Yb，Lu 改性Cu0/Si0:，1,5-戊二醇的转化率接近99.0%，环戊内
环戊内酯（&valerolactone），又名四氢-α-吡喃酮（tetra-hydro-α-pyrone），呈无色或浅黄色的液体，微溶于水，与乙醇和乙醚混溶，容易发生聚合反应，是一种重要的有机中间体原料，可用于生产纤维（聚醋）、医药材料以及植物保护剂等-3]。在20世纪40年代，Friess1以过氧化三氟乙酸等有机过氧化酸为氧化剂，通过Baeyer-Viliger氧化反应，氧化环戊酮为原料，一步法生成环戊内酯，由于有机过氧化酸价格品费，副产物有机酸污染环境很严重，受到目益产厉的环保法规的制约，后处理消耗大量的碳酸钠等碱性材料，三废的处理成本偏高，有机过氧化酸如过氧化苯甲酸、过氧乙酸、为氧化剂，尽管可以合成环戊内酯，过氧化物的安全性值得重点关注，仅仅证明该工艺路线实验室小试是可行的，工业应用仍然存在很大限制5-7]。粘质沙雷氏菌产酶催化环戊酮氧化反应合成环戊内酯也有相关报道，由于该生化酶对环戊酮进行生物降解作用，反应受到了很大影响，由于具有酶活性的环戊酮单加氧酶还没有发现，该工艺路线还处在探索阶段8-10]。目前，国际上只有美国、德国儿家公司生产环戊内酯，我国对该产品的需求，主要依赖进口。德国 BASF公司Rolf等1申报了1,5-戊二醇气相催化脱氢的美国
收稿日期：2014-07-25，修订日期：2014-11-08
基金项目：国家自然科学基金项目(20776031)资助
酯的最大选择性达到了95.0%。近年来，随着环戊内酯用途日益广泛，市场需求迅速增加，特别是其聚合物拥有生物降解特性11]，在环保和医用方面的应用得到迅猛发展，如环戊内酯和芳香族二胺反应，得到具有光学活性的液晶材料聚胺酯等口2}。因此，环戊内酯的合成研究愈加重要，技术上能够填补国内空白，市场潜力巨大，经济效益非常可观，
本研究以柠檬酸为络合剂，采用溶胶-凝胶法，在比较温
和的条件下制得CuO/Zn0/A0s，1.5-皮二醇气相催化脱氢制备环戊内酯为探针反应，考察其催化剂活性，通过 XRD，FTIR，DSC等检测手段，揭示了CuO/ZnO/AEO:和环戊内酯的内部微观结构和规律性。
1实验部分 1.1试剂及仪器
硝酸锌，化学纯，天津市天力化学试剂有限公司；柠檬
酸，分析纯，天津市北方天医化学试剂厂；硝酸铜，化学纯天津大茂化学试剂厂；硝酸铝，化学纯，天津大茂化学试剂厂：1，5-戊二醇，分析纯，上海抚生生物科技有限公司。
作者简介：冯世宏，女，1966年生，辽宁工业大学化学与环境工程学院教授
e-mail : shihong -feng@ 163 .com