一种光催化氧化乳酸乙酯制备丙酮酸乙酯的方法

技术领域

本发明涉及有机物的合成技术领域，具体涉及一种光催化氧化乳酸乙酯制备丙酮酸乙酯的方法。

背景技术

丙酮酸乙酯是一类重要的有机化工中间体，主要用于医药、农药、环保、香料等行业。目前，丙酮酸乙酯的工业化生产方法主要是酒石酸二酯脱水脱羧法。酒石酸二酯脱水脱羧法是将酒石酸与焦硫酸钾或硫酸氢钾按比例混合，经过油浴加热搅拌，再经过减压蒸馏等步骤得到产品。这种方法存在污染严重、成本过高、产率较低等缺点，不符合可持续发展的要求。

氧化乳酸乙酯制丙酮酸乙酯是国内外研究的重要反应。然而，由于乳酸乙酯极易发生过氧化反应生成乙醇等副产物，导致乳酸乙酯氧化成丙酮酸乙酯的选择性大大降低，严重制约了丙酮酸乙酯的产量。近年来，很多研究者利用热催化体系来提高乳酸乙酯氧化为丙酮酸乙酯的选择性，取得不错成效，但仍受到各方面制约，如反应温度高、对反应器要求高、选择性低等。

目前所报道的反应体系多为热催化体系，且使用有机溶剂，或者使用贵金属作为催化剂，或者以有机氧化物为氧化剂，这些都不利于后续的实际应用。例如，DhananjayS.Doke等人在80℃的条件下，使用叔丁基过氧化氢TBHP作为氧化剂、V

发明内容

本发明的目的在于提供一种光催化氧化乳酸乙酯制备丙酮酸乙酯的方法，该方法中无需使用有机溶剂、贵金属、有机氧化物，可降低制备成本，提高乳酸乙酯的转化率和丙酮酸乙酯的选择性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种光催化氧化乳酸乙酯制备丙酮酸乙酯的方法，采用乳酸乙酯为原料，在钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

进一步的，具体步骤为：

S1：按照质量份数比，称取钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

S2：将步骤S1中的钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

优选的，钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

进一步的，反应结束后，离心后取上清液通过气相色谱仪或核磁分析产率。

进一步的，所述钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)、本发明以常压空气作为氧源，无需额外成本，对环境无害；

2)、本发明中采用钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

3)、本发明在白光催化条件下实现了乳酸乙酯高选择性地直接氧化制备丙酮酸乙酯，更有效促进乳酸乙酯的转化及丙酮酸乙酯的生成；基于气相色谱和核磁分析结果，本发明中乳酸乙酯的转化率高达85％，丙酮酸乙酯的选择性>99.9％。

4)、本发明使用的光源为白色LED灯(5W)作为光源，成本低、能耗低。

附图说明

图1是本发明中催化剂K-C

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

下述实施例中，除非另有说明，所使用的试剂均可通过市售购买或者按照已知文献报道的方式获得。

以下对比例中所使用的石墨烯相氮化碳C

对比例

向15mL敞口石英反应管中，加入准确称量的0.01g催化剂石墨烯相氮化碳C

以下实施例中所使用的钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

对所制备的K-C

实施例1

向15mL敞口石英反应管中，加入准确称量的0.01g催化剂钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

实施例2

向15mL敞口石英反应管中，加入准确称量的0.01g催化剂钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

实施例3

向15mL敞口石英反应管中，加入准确称量的0.01g催化剂钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

实施例4

向15mL敞口石英反应管中，加入准确称量的0.005g催化剂钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

实施例5

向15mL敞口石英反应管中，加入准确称量的0.015g催化剂钾掺杂的石墨烯相氮化碳K-C

综上，本发明制备丙酮酸乙酯的方法，其催化剂制备方法简单，催化性能稳定；后续分离成本低；基于GC分析结果可以看出，乳酸乙酯的转化率高达85％，丙酮酸乙酯选择性>99.9％。以上试验反应后的催化剂在反应结束后为固体，方便回收重复使用。