高效磺化苯乙烯树脂及其在糠醛醇乙醇解制备乙基左旋戊内酯反应中的优化应用

《Reaction Chemistry & Engineering》：Highly efficient sulfonated styrene resins and optimization for the ethanolysis of furfuryl alcohol to ethyl levulinate

研究采用磺化苯乙烯树脂催化糠醇乙醇解，SSR-2催化剂（60°C磺化5小时）在126°C、2.2小时、0.12g条件下实现100%转化率和97%选择性，其三维交联结构及磺酸基协同效应抑制活性位点流失，并通过响应面法优化确认催化剂用量为关键因素，为规模化生产提供理论依据。

　　

不同类型的磺化苯乙烯树脂（SSR）被用于糠醇（FA）的乙醇解反应，以生成乙基左旋戊糖酸（EL）。催化性能结果显示，在126°C、2.2小时和0.12克催化剂用量的反应条件下，通过60°C下磺化处理5小时制备的SSR-2催化剂表现出最佳活性，实现了100%的FA转化率和97%的EL选择性，这显著优于之前的研究结果。值得注意的是，SSR-2催化剂在五个循环过程中保持了优异的稳定性，这归因于基于苯乙烯的树脂稳定的三维交联网络结构以及适当的SO?H基团的协同作用，有效缓解了活性基团的流失问题。创新性地，采用响应面方法（RSM）优化了在SSR-2催化剂上的FA乙醇解反应条件，并确定催化剂用量是生成EL的最关键因素，重点研究了反应温度、反应时间和催化剂用量对EL选择性的影响。此外，RSM预测的97.4%的EL选择性与最佳反应条件下的实验值97%非常吻合，为通过FA乙醇解生产EL的催化剂工程奠定了基础。