双功能分子筛催化生物质糖直接醇解制备乙酰丙酸酯研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21503192
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0202.催化化学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Alkyl levulinate is an important platform molecule for production of liquid fuels and chemicals from biomass, which is widely used in flavor, paint, and pharmaceutical industries. One-pot production of alkyl levulinates from direct alcoholysis of biomass derived C6-carbohydrates is a simple operating process compared to the other reaction routes. Nowadays, production of alkyl levulinates in high yield from cheap and abundant glucose-based carbohydrates is still challenging. Therefore, based on the mechanism of C6-carbohydrate conversion to alkyl levulinate, the project will design bifunctional zeolite catalysts combined Brønsted (B) and Lewis (L) acidities for the conversion of glucose-based carbohydrates to alkyl levulinate. In alcohol medium, glucose is first isomerized to fructose over L acid sites of the bifunctional zeolite catalyst, and then fructose is dehydrated and alcoholyzed to alkyl levulinate over B acid sites. In addition, mesopores will be created in zeolite to improve the diffusion of reactants and products and enhance the reaction efficiency. The studies of the project will focus on the fine-tuning of L and B acidities of the bifunctional zeolite, and explore the effects of L/B acidities and pore structure of the bifunctional zeolite on the selectivity of alkyl levulinate. Through the study of the project, the structure-performance relationship between the bifunctional zeolite catalyst and the conversion of carbohydrates to alkyl levulinates will be established, and an efficient catalytic system for the transformation of biomass derived carbohydrates to alkyl levulinates will be developed.
乙酰丙酸酯是由生物质制备液体燃料及化学品的重要平台化合物,在香料、涂料、医药等工业具有广泛用途。由C6生物质糖直接醇解,“一锅”制备乙酰丙酸酯,具有操作流程简单的优点。目前,以廉价、丰富的葡萄糖基生物质糖为原料,高收率地获得乙酰丙酸酯依然面临挑战。本项目根据糖转化制备乙酰丙酸酯的反应机理,提出用具有Brønsted (B)酸性和Lewis (L)酸性的双功能沸石催化葡萄糖基生物质糖转化制备乙酰丙酸酯。葡萄糖首先在双功能催化剂L酸位上异构为果糖,然后B酸位再催化果糖经脱水、醇解转化为乙酰丙酸酯;并在沸石分子筛上引入介孔,促进反应物和产物扩散,提高反应效率。本项目重点研究双功能沸石L酸和B酸酸性的精细调控,探索沸石的L酸/B酸酸性和孔结构对乙酰丙酸酯选择性的影响。通过本项目的研究,建立双功能沸石催化剂与糖转化制备乙酰丙酸酯反应之间的构效关系,开发高效的生物质糖催化转化制备乙酰丙酸酯反应体系。

结项摘要

乙酰丙酸酯是由生物质制备液体燃料及化学品的重要平台化合物,在香料、涂料、医药等工业具有广泛用途。由C6生物质糖直接醇解制备乙酰丙酸酯,具有操作流程简单的优点。本项目采用具有B酸和L酸酸性的双功能催化剂催化糖转化为乙酰丙酸酯,考察了B酸位和L酸位在糖转化为乙酰丙酸酯中的作用,建立了双功能催化剂与糖转化为乙酰丙酸酯反应之间的构效关系。发现B酸位在糖转化为乙酰丙酸酯时是必不可少的,且强B酸位更有利于乙酰丙酸酯生成;L酸位主要是催化葡萄糖异构为果糖,从而促进乙酰丙酸酯生成。催化剂的介孔结构有利于反应的扩散传质,有利于乙酰丙酸酯生成。通过研究,建立了糖高效转化为乙酰丙酸酯的催化体系。在Sn-Beta分子筛和SO42-/ZrO2组成的二元固体酸催化剂体系上,葡萄糖在170 oC反应24 h,得到62%的乙酰丙酸甲酯收率,且该二元固体催化剂易于回收和再生。对于多聚糖纤维素的转化,在Sn-Beta分子筛和硅钨酸组成的催化剂上,在160 oC反应10 h,分别从α-纤维素和微晶纤维素获得55%和62%的乙酰丙酸甲酯收率。本项目的系统研究,加深了对糖转化为乙酰丙酸酯反应的认识,为设计性能更加优异的催化剂提供了依据。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(2)
Direct catalytic conversion of carbohydrates to methyl levulinate: Synergy of solid Brønsted acid and Lewis acid
碳水化合物直接催化转化为乙酰丙酸甲酯:固体布朗斯台德酸和路易斯酸的协同作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Applied Catalysis B: Environmental
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Lingyun Jiang;Lipeng Zhou;Jinyu Chao;Huiting Zhao;Tianliang Lu;Yunlai Su;Xiaomei Yang;Jie Xu
  • 通讯作者:
    Jie Xu
Promotion effect of mesopore on the conversion of carbohydrates to methyl levulinate over H-USY zeolite
H-USY分子筛介孔对碳水化合物向乙酰丙酸甲酯转化的促进作用
  • DOI:
    10.1016/j.catcom.2015.08.017
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Catalysis Communications
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Lipeng Zhou;Huiting Zhao;Linlin Cui;Yuqi Bai;Jingjing Bian;Tianliang Lu;Yunlai Su;Xiaomei Yang
  • 通讯作者:
    Xiaomei Yang

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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