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·1898· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

少导致压力降低，较低的压力无法使反应中间体糠 度 150 ℃、氢气压力 2.0 MPa、转速 600 r/min，结
醇断键重排 [26] ，所以环戊酮收率仅有 24.01%。随着 果见图 12。由图 12 可见，随着反应时间的增加，
氢气压力的增加，在 2.0 MPa 时，环戊酮收率达到 环戊酮收率先升高后降低。反应时间较短时，糠醛
56.82%，环戊酮收率达到最高；继续增加氢气压力 未能充分反应，且中间体糠醇重排需要一定的时间，
会使产物环戊酮加氢生成环戊醇 [27] ，不仅降低了环 所以环戊酮收率较低；当反应时间过长时，产物环
戊酮的选择性还引入了副产物环戊醇。所以，本文 戊酮会发生加氢和聚合等副反应，环戊酮收率明显
选择在 2.0 MPa 的氢气压力下进行反应。 下降。在反应时间为 4 h 时，环戊酮收率达到最高，

糠醛转化率为 98.87%，环戊酮收率为 68.65%。因
此，糠醛加氢制备环戊酮的合适反应时间为 4 h。

图 10 氢气压力对糠醛制备环戊酮的影响
Fig. 10 Effect of hydrogen pressure on the synthesis of
cyclopentanone from furfural
图 12 反应时间对糠醛制备环戊酮的影响
2.2.3 反应温度的考察 Fig. 12 Effect of reaction time on the synthesis of
cyclopentanone from furfural
保持糠醛 3.00 g、催化剂用量为 0.25 g、氢气压
力 2.0 MPa、转速 600 r/min、反应时间 3 h，结果见 2.3 催化剂稳定性考察
图 11。 保持糠醛用量为 3.00 g、催化剂首次用量为 0.25

g、反应温度 150 ℃、氢气压力 2.0 MPa、转速 600
r/min、反应时间 4 h，结果见图 13。

图 11 反应温度对糠醛制备环戊酮的影响
Fig. 11 Effect of reaction temperature on the synthesis of
cyclopentanone from furfural

图 13 催化剂的稳定性实验
由图 11 可见，随着反应温度的升高，糠醛转化 Fig. 13 Stability test of the catalyst
率不断提高，但是环戊酮的选择性先上升后下降，
在 140 ℃时达到最高。这是由于糠醛含有大量的不 从图 13 中可以看出，催化剂的稳定性能良好，
稳定基团，如双键、醛基、不稳定环，随着温度的 在 4 次重复使用后催化剂活性有所下降，环戊酮收
升高容易引发大量的副反应，并且当温度升高时水 率下降 3.25%。实验过程中采用离心分离的方法对
中电离的氢离子增多，大量的氢离子会引起糠醛与 催化剂进行回收，最大程度降低催化剂处理过程带
环戊酮发生缩合反应 [28] 。综合糠醛的转化率以及环 来的损失，4 次重复使用后催化剂质量为首次投入
戊酮的选择性，选择反应温度为 150 ℃进行反应， 质量的 84%。对重复使用 4 次后的催化剂进行 N 2 吸
此时环戊酮收率最高，达到 62.77%。 附-脱附测试发现，重复使用后的催化剂比表面积、
2.2.4 反应时间的考察 孔容均有明显的下降（表 2）。说明催化剂在使用
保持糠醛 3.00 g、催化剂用量为 0.25 g、反应温 过程中孔道有堵塞现象，影响了其催化效果。