Page 23 - 《精细化工》2021年第12期

第 38 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.38, No.12
2021 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2021

综论
水相和无溶剂体系中生物质基乙酰丙酸制备

γ-戊内酯的研究进展

1
1*
唐 兴 1,2 ，李伟乐 ，刘 淮 ，孙 勇 1,2 ，曾宪海 1,2 ，林 鹿 1,2
（1. 厦门大学 能源学院 厦门市生物质清洁高值化利用重点实验室，福建 厦门 361102；2. 福建省生物质
清洁高值化技术工程研究中心，福建 厦门 361102）

摘要：γ-戊内酯（GVL）是一种颇具应用潜力的生物质基平台化合物，可通过乙酰丙酸（LA）催化加氢的方式
合成。目前，研究者已针对不同的溶剂体系开发出多种催化剂用于 LA 选择性加氢还原制备 GVL。其中，水相
和无溶剂体系中催化 LA 加氢是绿色经济的 GVL 合成途径，但上述体系对催化剂的水热稳定性和耐酸稳定性具
有非常高的要求。该文着重对近年来在水相和无溶剂体系中催化 LA 加氢合成 GVL 的进展进行了归纳总结。此外，
还分析了不同催化体系中 LA 加氢合成 GVL 的优劣势。最后，对水相和无溶剂体系由 LA 制备 GVL 提出了建议。
关键词：乙酰丙酸；γ-戊内酯；水相体系；无溶剂催化体系；催化剂
中图分类号：TK6；TQ352.7；O643.3 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 12-2385-08

Progresses in the hydrogenation of biomass-derived levulinic acid into

γ-valerolactone in aqueous and solvent-free systems

1,2
1,2
1,2
1
1,2
1*
TANG Xing , LI Weile , LIU Huai , SUN Yong , ZENG Xianhai , LIN Lu
（1. Xiamen Key Laboratory of Clean and High-valued Utilization for Biomass, College of Energy, Xiamen University,
Xiamen 361102, Fujian, China; 2. Fujian Engineering and Research Center of Clean and High-Valued Technologies for
Biomass, Xiamen 361102, Fujian, China）
Abstract: γ-Valerolactone (GVL) is a promising biomass platform compound that can be obtained by
catalytic hydrogenation of levulinic acid (LA). At present, researchers have developed a variety of catalysts
for the synthesis of GVL by selective hydrogenation of LA in different solvent systems. The most favorable
routes for GVL synthesis are in aqueous and solvent-free systems, but these systems have very high
requirements on the hydrothermal stability and acid resistance of the catalyst. The recent advances of the
synthesis of GVL from LA in aqueous and solvent-free systems are summarized. In addition, the
advantages and disadvantages of different catalytic systems are also analyzed. Finally, the suggestion on
preparation of GVL from LA in aqueous and solvent-free systems is put forward.
Key words: levulinic acid; γ-valerolactone; aqueous system; solvent-free catalytic system; catalyst

生物质资源作为一种清洁的可再生资源，可转 之一，其可以通过酸催化水解纤维素和半纤维素得
化为多种重要的高附加值燃料、化工产品和材料， 到。LA 可通过催化加氢反应进一步转化为 γ-戊内酯
具有巨大的替代传统化石资源的潜力 [1-3] 。生物质原 （GVL）、2-四氢呋喃以及 1,4-戊二醇等高附加值化
料经各类平台化合物转化合成高附加值化学品是最 学品 [6-7] 。其中，GVL 因其具有广泛的应用前景，越
重要的生物质资源利用途径之一 [4-5] 。 来越受到研究者们的重视。GVL 可以被用作食品级
乙酰丙酸（LA）是 12 种最重要的平台化合物 添加剂和香料，也可被用作绿色溶剂 [8-10] ；如图 1

收稿日期：2021-06-16; 定用日期：2021-08-27; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210612
基金项目：广东省重点领域研发计划项目（2020B0101070001）；厦门大学校长基金（20720190014）
作者简介：唐 兴（1987—），男，副教授，电话：0592-5952786，E-mail：x.tang@xmu.edu.cn。联系人：李伟乐（1995—），男，硕
士生，E-mail：1787904675@qq.com。