纤维素制备乙酰丙酸乙酯的研究进展

从纤维素原料入手,总结了合成乙酰丙酸乙酯的多种技术路线。通过技术路线优缺点对比,优选了纤维素直接醇解法,并探究了纤维素直接醇解法下乙酰丙酸乙酯形成的关键反应机理。以催化剂为切入点,指出了制备乙酰丙酸乙酯催化剂的研究进展,讨论了该领域研究存在的3个问题,特别强调了适用生物质种类的选择,展望了催化剂进一步研究的发展方向。

乙酰丙酸环氧甘油单酯缩酮乙酯的合成及其增塑性能

以乙酰丙酸乙酯、甘油、油酸等大宗生物基化学品为原料,通过酯化反应、缩酮反应及环氧化反应初步制备了一种潜在具有增塑性能的新型化合物乙酰丙酸环氧甘油单酯缩酮乙酯(ELMG),并将其与聚氯乙烯(PVC)、环氧大豆油(ESO)、硬脂酸盐压制成膜,通过FT-IR、XRD、DSC、万能试验机等探讨了合成工艺对ELMG结构的影响,以及ELMG的添加对PVC膜的性能的影响。研究结果表明:采用先缩酮反应,再酯化反应,最后环氧化反应可制得ELMG;ELMG对PVC结晶具有一定的破坏,且与ESO复配使用后效果得到显著提升;ELMG复配ESO可明显提高PVC薄膜的塑化性能,其中50%ELMG增塑的ELMG50/PVC薄膜的断裂伸长率为316.5%,达到了ESO/PVC薄膜的98%,拉伸强度为24.63 MPa,达到了ESO/PVC薄膜的89%。ELMG复配ESO使PVC薄膜的迁移性也得到了明显的改善,其中ELMG50/PVC薄膜在大豆油中的质量损失率为0.71%,仅为ESO/PVC薄膜的67%。

复合溶剂液化制备乙酰丙酸乙酯的碳同位素分馏

利用单体稳定同位素分析(CSIA)技术研究C3、C4植物源原料液化生成乙酰丙酸乙酯(EL)过程中碳稳定同位素分馏特征。实验结果表明,在反应时间15 min内,C3、C4植物源原料液化生成EL的反应速率为木薯淀粉>玉米淀粉,杨木纤维素(P-C)>玉米秸秆纤维素(CS-C),杨木>玉米秸秆,液化生成EL过程中碳同位素比值的分馏速率为C3植物源原料>C4植物源原料,两者之间存在着直接的线性关系,液化反应速率较大时,δ^(13)C值的变化速率也大。结合瑞利方程量化液化过程中EL的^(13)C碳稳定同位素的富集程度,得到不同原料液化过程中富集因子大小为ε>ε,ε_(CS-C)>ε_(P-C),ε>ε,表明液化过程中碳同位素的富集程度与原料的δ^(13)C值相关,液化程度越大,δ^(13)C值变化程度越大,通过追踪反应过程中的碳稳定同位素分馏变化就可以反映其液化程度。此外,^(13)C同位素富集在中间产物5-羟甲基糠醛(5-HMF)上,而在最终产物EL中相对较少;由于动力学同位素效应的存在,发生化学反应后,^(12)C同位素在EL中逐渐富集,^(13)C同位素富集在5-HMF中,说明在试验过程中5-HMF→EL的路径占优势。由此可知,CSIA可用于C3、C4植物源原料液化过程的研究。

饲粮添加5-氨基乙酰丙酸对肉鸡生长性能、血常规指标、免疫功能和肠道形态的影响

本试验旨在探究饲粮中添加5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)对肉鸡生长性能、血常规指标、免疫功能和肠道形态的影响。选取300只1日龄爱拔益加(AA)肉公鸡随机分成5组,每组6个重复,每个重复10只鸡。各组分别饲喂5-ALA添加水平为0(对照)、15、30、45和60 mg/kg的饲粮,试验期为42 d。结果表明:1)与对照组相比,饲粮中添加5-ALA对肉鸡平均日增重(ADG)和平均日采食量(ADFI)无显著影响(P>0.05),但添加60 mg/kg的5-ALA能显著降低肉鸡料重比(F/G)(P<0.05);且随饲粮中5-ALA添加水平的增加,F/G呈线性降低趋势(P<0.05)。2)与对照组相比,饲粮中添加30、45和60 mg/kg的5-ALA能显著提高21日龄肉鸡血液中血红蛋白(HGB)含量;随饲粮中5-ALA添加水平的增加,21和42日龄肉鸡血液中HGB含量和红细胞数(RBC)呈线性升高趋势(P<0.05)。3)与对照组相比,饲粮中添加45 mg/kg 5-ALA显著提高了21日龄时肉鸡血清中免疫球蛋白M(IgM)和免疫球蛋白G(IgG)含量(P<0.05),饲粮中添加45和60 mg/kg 5-ALA显著提高了21日龄时肉鸡血清中补体3(C3)和补体4(C4)含量(P<0.05);且21日龄肉鸡血清中C3和C4含量呈线性升高趋势(P<0.05)。与对照组相比,饲粮中添加30和45 mg/kg 5-ALA显著提高了42日龄时肉鸡血清中免疫球蛋白A(IgA)、IgM和IgG含量(P<0.05);饲粮中添加5-ALA显著提高了21日龄时肉鸡血清中干扰素-γ(INF-γ)含量(P<0.05)。4)与对照组相比,饲粮中添加5-ALA显著提高了21日龄肉鸡肝脏鸡源Cathelicidins抗菌肽1(CATH1)、鸡源Cathelicidins抗菌肽2(CATH2)、鸡源Cathelicidins抗菌肽3(CATH3)、禽β-防御素1(AvBD1)、禽β-防御素4(AvBD4)和禽β-防御素7(AvBD7)的mRNA相对表达量(P<0.05)。5)与对照组相比,饲粮中添加30和60 mg/kg 5-ALA显著提高回肠绒毛高度/隐窝深度比值(V/C)(P<0.05);且随饲粮中5-ALA添加水平的增加,42日龄肉鸡十二指肠绒毛高度呈线性升高趋势(P<0.05)。综上所述,饲粮中添加适宜水平的5-ALA能促进肉鸡HGB的形成,提高肉鸡的免疫功能,改善肠道形态结构。在本试验条件下,肉鸡饲粮中5-ALA的适宜添加水平为45~60 mg/kg。

以乙酰丙酸为原料合成5-羟基乙酰丙酸的研究

对新型聚酯单体5-羟基乙酰丙酸(5-HLA)的合成工艺进行了改进和优化.以来源于生物质资源的乙酰丙酸(LA)为原料,通过改进的溴化和水解反应合成了5-HLA.优化溴化反应温度、液溴滴加速率、反应介质用量等溴化反应条件;同时利用3-溴乙酰丙酸甲酯等溴化物的分子内重排和歧化反应,对溴化反应生成的副产物回收再利用,将中间产物5-溴乙酰丙酸甲酯的产率从文献值30%提高到45%.5-溴乙酰丙酸甲酯经一步水解、乙醚连续萃取和重结晶得到5-HLA.改进后的工艺基于乙酰丙酸的产率为30%,与二步法相比,操作时间短,产率大大提高.

Pt/Co_(x)Al催化剂上乙酰丙酸甲酯加氢与甲醇水液相重整反应耦合制备γ-戊内酯

生物质衍生物乙酰丙酸甲酯(ML)加氢制备高值化学品γ-戊内酯(GVL)通常需要在高压氢气中进行,存在成本高和危险性大等问题。本研究采用Pt/Co_(x)Al催化剂,将ML加氢反应与甲醇水液相重整(APRM)相耦合制备GVL,甲醇重整所获得的氢气原位用于ML的加氢反应,避免了外部氢源的使用,并考察了催化剂组成、反应溶液浓度和反应温度等条件对催化反应性能的影响。结果表明,Pt/Co_(x)Al催化剂在该耦合反应体系中具有优异的催化性能,GVL收率高达98.2%,六次循环后性能仍保持稳定。多种表征手段证明,Pt^(0)是ARPM和ML加氢反应的活性中心,Bronsted酸位点则促进ML水解和中间体的内酯化反应,两者之间的协同作用推动了GVL的生成。Pt与CoxAl载体之间存在强相互作用,Co含量适宜时,Pt/Co_(x)Al催化剂具有较高的Pt分散度和丰富的Br?nsted酸位点,因而表现出优异的催化性能。这些结果对探索新型高效的生物质衍生物制备燃料和化学品反应过程具有重要的参考价值。

乙酰丙酸化学及其应用和发展前景

介绍了极具发展潜力的绿色平台化合物乙酰丙酸的化学性质及应用,讨论了当前研究的现状,阐述了利用生物质资源制备乙酰丙酸的发展趋势。

稀土修饰对Cu/Al_(2)O_(3)催化乙酰丙酸乙酯加氢性能的影响

生物质催化转化制大宗化学品符合低碳战略的重要研究方向,将纤维素衍生物乙酰丙酸乙酯转化为1,4-戊二醇是最具前景的技术路线之一。非贵金属铜基催化剂在该反应中表现出较好的活性,Cu/Al_(2)O_(3)在160℃、4 MPa H_(2)条件下催化乙酰丙酸乙酯氢解制1,4-戊二醇收率为50.8%,经稀土改性后催化剂的活性和选择性显著提升,其中CuNd0.25/Al_(2)O_(3)催化剂上获得1,4-戊二醇的收率高达92.7%。通过对催化剂性能以及X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)、氢气程序升温脱附(NH3-TPD)和CO红外吸附(CO-DRIFT)等表征结果的分析发现,稀土元素的存在不仅改变了Cu活性中心的还原性质、分散度和电子结构,还改变了催化剂表面酸、碱性位点的分布。稀土元素的修饰既促进了催化剂表面反应物的吸附与活化,又抑制了目标产物1,4-戊二醇的脱水副反应,从而提高了活性和选择性。

外源5-氨基乙酰丙酸对涝渍胁迫下小麦幼苗生长的影响

[目的]探究5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)浸种对涝渍胁迫下小麦幼苗生长的影响。[方法]以红地95小麦品种为试验材料,利用不同质量浓度梯度的5-ALA对小麦进行浸种处理,采用“浸渍池”法模拟涝渍胁迫,测量小麦苗长、根长及鲜重,评价外源5-ALA在涝渍胁迫下对于小麦幼苗生长形态的影响;同时测定叶绿素(Chl)、可溶性糖(SS)以及丙二醛(MDA)等相关物质含量,研究其在涝渍胁迫下对于小麦幼苗生理代谢的影响。[结果]随着外源5-ALA质量浓度增大,小麦的生长活力先升高后下降。适宜浓度的5-ALA浸种使小麦在涝渍胁迫下苗长、叶绿素及可溶性糖的含量较CK组升高,降低了小麦组织中丙二醛含量,提高了小麦的抗涝性;而高浓度5-ALA则对小麦生长起抑制作用。[结论]最佳处理质量浓度为50、80、100 mg/L处理下对小麦幼苗生长起抑制作用。

5-氨基乙酰丙酸在果树上的应用进展

5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,5-ALA)在果树生产中具有广泛的应用。主要综述了5-ALA在促进果树生长发育、增强果树抗逆性、提高产量和果实品质、提升果实耐贮性以及在疏花效应等方面的应用及作用机制,并对其未来的研究方向进行展望,以期为5-ALA在果树相关领域的进一步研究提供理论及实践参考。

超低酸催化纤维素醇解制备乙酰丙酸乙酯

乙酰丙酸乙酯(EL)是极具潜力的生物质燃料和添加剂,利用产量丰富的生物质生产EL有利于EL的产业化、大规模化生产。文章利用超低浓度硫酸催化纤维素制备EL,研究了硫酸用量、反应时间、反应温度和底物浓度对EL产率的影响,并利用响应面Box-Behnken模型研究各因素对EL产率的影响。优化EL制取工艺,得到了超低浓度硫酸催化纤维素制取EL的最优工艺条件:硫酸用量为0.5%,反应温度为204℃,反应时间为240 min,底物浓度为29 g/L,EL实际平均产率为66.70%,与理论预测值相对误差为3.25%。利用GC-MS分析了不同反应时间下超低浓度硫酸催化纤维素的醇解产物分布,提出了可能的反应路径。研究结果可为纤维素生物质醇解转化提供借鉴和参考。

基于等离子气化的城市固废制备乙酰丙酸系统及性能评估

提出了一种利用城市固体废弃物制备乙酰丙酸(Levulinic Acid,LA)的系统,并通过Aspen Plus进行建模。通过回收LA的催化剂与萃取剂并使用固体残留物(生物质碳)、沼气和固废中的衍生燃料作为热源,最大限度地减少废物产生。通过等离子气化技术耦合厌氧发酵技术为系统供热。对所提出系统的性能进行了评估。结果表明:该系统在技术上是可行的,有较高能源转化效率和较低的环境污染,等离子气化效率为69.94%,净现值达189483万元,动态回收周期为5.04 a,拥有0.37的内部收益率。

复合氧化物负载杂多酸催化剂上乙酰丙酸加氢性能

采用浸渍法制备了铜锌铁复合氧化物负载硅钨酸催化剂,用XRD,BET以及SEM等手段表征了催化剂的物化性质,并考察了催化剂催化乙酰丙酸(LA)加氢的性能。结果表明,硅钨酸的加入可以明显提升催化剂在LA加氢反应中的活性。其中以CuZnFe-30SiW为催化剂,水为溶剂,在反应温度180℃,反应时间6 h,初始氢气压力4 MPa的条件下,LA的转化率超过95%,γ-戊内酯的收率达到85%以上。

5-氨基乙酰丙酸在果树上的高效应用关键技术

5-氨基乙酰丙酸能提高果树抗逆性、增加果实着色率,本文综合了其物质特性及在果树生产中的实际应用情况,提出适合不同果树的5-ALA高效应用技术,旨在为胶东地区果品生产提供技术支撑。

甲壳素-锆催化乙酰丙酸乙酯制备γ-戊内酯的研究

随着能源与环境问题的日益显著,可再生能源及化学品的生产利用逐渐引起人们关注。本研究中,我们设计了一种以新型绿色的催化剂甲壳素-锆,并以异丙醇(IPA)作为氢供体,用于催化生物质平台产物乙酰丙酸乙酯(EL)制备γ-戊内酯(GVL)。我们采用了SEM-mapping、FT-IR和TGA等多种技术,对甲壳素-Zr进行了分析表征,我们继续进行了催化实验测试,结果表明,添加0.4 mL IPA、温度为170℃、甲壳素-锆用量为60 mg(27 mol%Zr)、反应时间为4 h时所得催化结果最佳,同时,在经过4次回收循环利用后,甲壳素-锆的催化能力并未发生显著降低,此外,我们对此催化剂催化乙酰丙酸及其酯和其他具有相近结构的化合物进行催化测试,均得到了较为良好的催化效能。

5-氨基乙酰丙酸对葡萄光合特性和果实品质的影响

【目的】探究叶面喷施ALA对葡萄光合特性和果实品质的影响。【方法】试验以克瑞森无核葡萄为试验材料,用不同浓度ALA进行叶面喷施处理,测定叶片光合作用能力、叶绿素、类胡萝卜素含量和果实品质等多个指标。【结果】结果表明外源ALA能够增加葡萄叶片中的叶绿体色素含量,提高葡萄叶片的Pn、Tr、Ci和Gs,从而增强葡萄叶片的光合积累能力。同时有利于提高葡萄果实品质和风味口感。相比于10 mg·L-1和50 mg·L-1的ALA,25 mg·L-1ALA处理总体效果更好。【结论】叶面喷施适宜浓度的ALA处理能够增强葡萄叶片的光合积累能力、改善葡萄果实品质。

水杨酸及5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下玉米幼苗的缓解效应

【目的】探究盐胁迫下不同浓度外源水杨酸(Salicylic acid,SA)、5-氨基乙酰丙酸(5-Aminolevulinic acid,5-ALA)及两者的复合处理对玉米幼苗的缓解效应。【方法】以盐敏感自交系PH4CV玉米为试验材料,在180mmol/L的盐胁迫条件下,加入不同浓度的SA、5-ALA处理液及其最佳浓度复合处理液,测定玉米幼苗的苗长、根长、地上鲜质量和地下鲜质量,叶片和根系的过氧化氢酶(Catalase,CAT)、超氧化为歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性。【结果】在盐胁迫下,当外源SA、5-ALA单独施用时,随着浓度的增加,玉米幼苗的苗长、根长、地上鲜质量、地下鲜质量和玉米幼苗叶片和根系的CAT、SOD、POD活性基本呈现先增加后下降的趋势,浓度过高会抑制玉米幼苗的生长发育;当最佳浓度SA、5-ALA复合施用时,玉米幼苗的各表型性状和生理特性都呈增加的趋势,且比两种激素单独施用的缓解效果好。多指标模糊隶属函数法综合评价表明:0.5mmol/L SA、50 mg/L 5-ALA单独施用和1/2(50 mg/L 5-ALA)+0.5 mmol/L SA复合施用时,缓解玉米幼苗盐胁迫的效果较好。【结论】单独添加适宜浓度的外源SA、5-ALA均能增强玉米幼苗的耐盐性,并且两者复合施用时,会有相互促进的作用,对盐胁迫的缓解效果更佳。

5-氨基乙酰丙酸对库尔勒香梨果实品质和挥发性代谢物的影响

以库尔勒香梨为试材,在果实膨大期喷施不同质量浓度(50、100、150、200 mg/L)的5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,5-ALA),测定成熟期脱萼果和宿萼果的果实品质,并基于主成分分析对5-ALA处理的果实品质进行综合评价,筛选出对库尔勒香梨果实品质提升效果最佳的质量浓度,探讨其对果实挥发性代谢物的影响。结果表明:外源喷施150 mg/L的5-ALA对香梨果实品质的提升效果最佳,其中脱萼果的硬度、石细胞含量和可滴定酸含量相比对照组显著下降了13.45%、31.03%和42.31%,而可溶性固形物含量与固酸比相比对照组分别提高了9.95%和90.57%;同时,宿萼果硬度、可滴定酸和石细胞含量相比于对照组显著下降了12.89%、48.48%和30.16%,而可溶性固形物和可溶性糖含量及固酸比相比对照组分别提高了19.33%、23.51%和131.63%。此外,外施5-ALA显著增加了脱萼果和宿萼果中挥发性代谢物的质量分数,主要提升了萜类、酯类等化合物,使果实木质味、水果味、香草味、清新味、青草味和甜味等相关香味属性更丰富,且在倍半萜和三萜生物合成通路中富集最高,其中注释到该通路中的α-法呢烯、4-[(1E)-1,5-二甲基-1,4-己二-1-基]-1-甲基-环己烯、δ-杜松烯、(E)-1-甲基-4-(6-甲基庚-5-烯-2-亚烷基)环己-1-烯和大根香叶烯B为关键化合物,为库尔勒香梨赋予特殊的柑橘味、薰衣草味、香柠檬味、干涩味、百里香味、辛辣味、泥土味、没药味和橙花味。综上所述,外源喷施5-ALA对改善库尔勒香梨果实品质具有显著作用,且以外施150 mg/L的5-ALA作用效果最优,有助于库尔勒香梨香气提升。

乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯催化剂研究进展

催化转化碳中性且可再生的生物质制备液体燃料和精细化学品是实现双碳目标的主要途径之一,γ-戊内酯(GVL)可作为绿色溶剂并可用于合成高品位航空燃料。乙酰丙酸(LA)是重要的生物质平台化学品,经催化加氢可制备高附加值产品GVL。首先简要介绍了生物质组成,然后从所采用的均相催化剂、多相催化剂(Ru、Pd、Ni、Cu和双金属)等分类角度重点综述了LA加氢制备GVL的研究进展,详细讨论了催化剂结构性质、反应性能、稳定性、构效关系和反应机理。最后,对LA加氢制备GVL面临的挑战进行了分析,对未来的研究方向和发展趋势作了进一步展望,可为设计大规模商业应用的高活性耐酸性Ru基催化剂提供参考。

含5-氨基乙酰丙酸等养分水溶肥料对月季生长、开花及体内养分元素含量的影响

选用月季盆栽试验,以等养分水溶肥料、5-氨基乙酰丙酸盐溶液和含5-氨基乙酰丙酸等养分水溶肥料为试验材料,用清水做对照,研究了三者对月季生长、开花及植株体内养分含量的影响。结果表明,含5-氨基乙酰丙酸等养分水溶肥料更有利于月季花、茎、叶的生长,有利于促进月季开花率的增加和花色的改善;5-氨基乙酰丙酸有利于单位叶面积叶绿素含量的增加,叶绿素总量增加6.6%,而等养分水溶肥料使单位叶绿素含量降低;等养分水溶肥料较含5-氨基乙酰丙酸等养分水溶肥料更有利于月季植株体内N、P、K浓度的增加;3种试验处理均能不同程度地增加月季单株体内N、P、K的含量,特别是含5-氨基乙酰丙酸等养分水溶肥料处理的增产效果最显著,对单株月季体内NPK总含量的增加值达43.5%。