纖維素直接轉(zhuǎn)化為乙酰丙酸的反應(yīng)過程研究進(jìn)展

張 恒 楊鴻燕 魯俊良 梁 辰

（1.青島科技大學(xué)海洋科學(xué)與生物工程學(xué)院，山東青島，266042；2.廣西清潔化制漿造紙與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧，530004；3.山東省生物化學(xué)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島，266042）

當(dāng)今世界，人類一切經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所依靠的能源主要來自于化石能源，而由于化石能源的無限制開采已經(jīng)造成其逐漸枯竭，同時(shí)對于環(huán)境保護(hù)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)以及可持續(xù)發(fā)展的追求愈加強(qiáng)烈，可再生資源的開發(fā)與利用已成為最合理的選擇。將生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化成高附加值化學(xué)品，會(huì)在一定程度上減輕化工行業(yè)對化石能源的依賴。而纖維素作為地球上儲(chǔ)量最豐富的生物質(zhì)資源，不僅可循環(huán)再生，而且易生物降解，環(huán)境友好。因此，以纖維素為原料，將其轉(zhuǎn)化成多種高效的精細(xì)化學(xué)品和中間體成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。

1 纖維素直接催化制備乙酰丙酸

乙酰丙酸（Levulinic acid，簡稱LA）是生物質(zhì)水解的重要產(chǎn)品之一，在1840年通過無機(jī)酸催化糖類產(chǎn)生后被人們所認(rèn)識(shí)［1］，被美國能源部列為12種以生物質(zhì)為基礎(chǔ)的材料之一［2］。乙酰丙酸既有羧基又有羰基，因此既可作為羧酸又可作為酮進(jìn)行反應(yīng)［3］，具有良好的反應(yīng)性；同時(shí)，乙酰丙酸被廣泛用于生產(chǎn)樹脂、可塑劑、紡織品、動(dòng)物飼料、衣料、防凍劑及其他類似的產(chǎn)品［4］。正因?yàn)榫哂羞@些廣泛用途，乙酰丙酸被看作是一種新型的綠色平臺(tái)化合物，而且其來源豐富、價(jià)格低廉、用途眾多，可以用于合成一系列具有市場份額和高附加值的產(chǎn)品［5］。乙酰丙酸傳統(tǒng)的制備方法一般有兩種：糠醇催化水解法和植物生物質(zhì)直接水解法。糠醇催化水解法是以糠醇為原料，在酸催化下，通過水解、開環(huán)和重排反應(yīng)生成乙酰丙酸；植物生物質(zhì)直接水解法是以含纖維素或淀粉等生物質(zhì)資源為原料在酸性條件下加熱水解制備乙酰丙酸。纖維素是地球上分布最廣、產(chǎn)量最高的生物質(zhì)資源，因此，利用纖維素催化制備乙酰丙酸具有廣闊的研究前景。

1.1 纖維素催化水解制備乙酰丙酸的研究機(jī)理

纖維素催化水解制備乙酰丙酸涉及多個(gè)步驟。首先，纖維素在無機(jī)酸（通常為硫酸或者鹽酸）催化下水解生成葡萄糖，葡萄糖異構(gòu)化成果糖，果糖再經(jīng)加熱催化脫掉3個(gè)分子水生成5-羥甲基糠醛，5-羥甲基糠醛再進(jìn)一步脫羧生成乙酰丙酸和甲酸。纖維素催化水解制備乙酰丙酸的反應(yīng)式如圖1所示。

圖1 纖維素催化水解制備乙酰丙酸反應(yīng)式

1.2 纖維素催化水解制備乙酰丙酸的研究進(jìn)展

對于纖維素催化水解制備乙酰丙酸前人已經(jīng)有了大量研究，采用的催化體系類型主要包括4種：H2O-CO2體系、無機(jī)液體酸、固體酸和離子液體體系。其中，以酸性離子液體體系制備乙酰丙酸取得了最佳效果。以下對于乙酰丙酸研究進(jìn)展從這4種催化體系進(jìn)行綜述。

1.2.1 H2O-CO2體系制備乙酰丙酸

2007年，李向科［6］以亞臨界H2O-CO2體系為反應(yīng)介質(zhì)，在纖維素與水投料的質(zhì)量比1∶0.0135、反應(yīng)溫度290℃、CO2加入量7.5%、反應(yīng)壓力17.2 MPa的實(shí)驗(yàn)條件下，反應(yīng)進(jìn)行15 min，得到乙酰丙酸的得率為34.99%，達(dá)到理論得率的49%。亞臨界水中加入CO2一方面是增大了體系的反應(yīng)壓力，另一方面也提高了體系的酸性，促進(jìn)了纖維素降解，從而提高了乙酰丙酸的得率。實(shí)驗(yàn)還研究了當(dāng)以N2代替CO2增大體系的反應(yīng)壓力時(shí)，乙酰丙酸的得率得到提升，這表明增大壓力有助于乙酰丙酸的生成。

以H2O-CO2反應(yīng)體系制備乙酰丙酸雖然環(huán)境友好，但是反應(yīng)需要在高溫高壓下才能進(jìn)行，能耗較大，得到的乙酰丙酸得率較低，需要進(jìn)一步尋找更加經(jīng)濟(jì)高效的催化劑。

1.2.2 液體酸催化制備乙酰丙酸

在纖維素轉(zhuǎn)化成乙酰丙酸的制備過程中，無機(jī)液體酸是很常用的一類催化劑，最常用的液體酸是鹽酸和硫酸，此方面的研究取得了一定突破。Shen等［7］研究了在最佳反應(yīng)條件：纖維素濃度99.6 mmol/L、鹽酸濃度0.927 mol/L和反應(yīng)溫度180～200℃時(shí)，實(shí)現(xiàn)了理論值約60%的最大乙酰丙酸得率。而且研究還發(fā)現(xiàn)，在纖維素濃度較高時(shí)，溫度對乙酰丙酸的得率影響很大，而當(dāng)纖維素濃度較低時(shí)，纖維素濃度是限制乙酰丙酸得率的最主要原因，造成這種現(xiàn)象可能是因?yàn)?，溫度?huì)影響反應(yīng)速率常數(shù)，所以在溫度較高時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)大，達(dá)到乙酰丙酸最大得率需要的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于溫度較低時(shí)；而在纖維素濃度較低時(shí)，纖維素水解產(chǎn)生的葡萄糖濃度也偏低，限制了乙酰丙酸的得率。2013年，Bevilaqua等［8］首次使用預(yù)處理的稻殼通過加壓水解制備乙酰丙酸。在最佳反應(yīng)條件：10 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.5%的鹽酸、加壓反應(yīng)器壓力5.6 MPa、反應(yīng)溫度170℃、反應(yīng)時(shí)間60 min下催化水解1.0 g稻殼，得到乙酰丙酸的最大得率為59.4%。實(shí)驗(yàn)還比較了在相同操作條件下，鹽酸和硫酸對乙酰丙酸制備過程的催化情況，發(fā)現(xiàn)在相同的操作條件下，鹽酸是比硫酸更加有效的催化劑，能夠得到得率更高的乙酰丙酸。

除了單相溶劑外，Wettstein等［9］研究了以水和β-戊內(nèi)酯（GVL）作為催化纖維素制備乙酰丙酸的雙相溶劑體系，以鹽酸為催化劑，在最佳反應(yīng)條件下實(shí)現(xiàn)了乙酰丙酸理論得率70%的最大得率。并且由于乙酰丙酸溶于β-戊內(nèi)酯，因此省去了最終產(chǎn)物與溶劑體系分離的步驟，簡便易行；同時(shí)，減少甚至避免了固體胡敏素物質(zhì)的沉積；最重要的是形成的乙酰丙酸被萃取到β-戊內(nèi)酯中，避免了乙酰丙酸的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，從而得到高得率的乙酰丙酸。

相比于鹽酸，硫酸催化纖維素制備乙酰丙酸的研究更多一些。2002年，F(xiàn)ang等［10］研究了在200℃下，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%的硫酸催化由研磨全粒高粱谷物制成的負(fù)載10%的面粉，得到32.6%得率的乙酰丙酸。高粱中含有豐富的碳水化合物，例如單糖、纖維素和淀粉等，以其為原料制備乙酰丙酸具有很大的研究潛力。但是，面粉負(fù)載對乙酰丙酸得率產(chǎn)生不利影響，提高硫酸濃度和溫度可以在一定程度上提高乙酰丙酸得率，然而高溫下高濃度硫酸對設(shè)備造成的腐蝕更嚴(yán)重。因此，以酸催化高粱制備乙酰丙酸有待進(jìn)一步研究。Aguilar等［11］同樣以硫酸為催化劑，利用不同于Fang等［10］的蔗渣為原料，在150℃下以0.55 mol/L硫酸催化蔗渣得到乙酰丙酸的最大得率為63%（摩爾分?jǐn)?shù)），而且在實(shí)驗(yàn)過程中檢測到5-羥甲基糠醛（HMF）的濃度一直較低，這可能是因?yàn)?-羥甲基糠醛生成乙酰丙酸是一個(gè)瞬時(shí)反應(yīng)，5-羥甲基糠醛的生成速率低于分解速率，從而使得5-羥甲基糠醛的濃度一直很低。Dussan等［12］研究了以硫酸為催化劑，以芒草為原料催化制備乙酰丙酸。在最佳反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度150℃、0.5 mol/L硫酸下反應(yīng)920 min，得率達(dá)80%（摩爾分?jǐn)?shù)）的乙酰丙酸。實(shí)驗(yàn)還比較了在150℃、0.5 mol/L硫酸和200℃、0.1 mol/L硫酸條件下乙酰丙酸的選擇性，發(fā)現(xiàn)前者乙酰丙酸的得率遠(yuǎn)高于后者。這可能有兩個(gè)原因：高濃度酸可以促進(jìn)纖維素水解，從而得到較高濃度的葡萄糖，進(jìn)而提高乙酰丙酸得率；后者溫度高于前者，而在高溫條件下，乙酰丙酸可能會(huì)進(jìn)一步生成α-當(dāng)歸內(nèi)酯和β-當(dāng)歸內(nèi)酯。雖然此研究得到較高的乙酰丙酸得率，但是所需時(shí)間太長，能耗太大，因此要想實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還需進(jìn)一步研究。

雖然選擇無機(jī)酸作為催化劑具有反應(yīng)時(shí)間短、副產(chǎn)物少等優(yōu)點(diǎn)，但是在高溫條件下乙酰丙酸會(huì)生成α-當(dāng)歸內(nèi)酯和β-當(dāng)歸內(nèi)酯，溫度工藝參數(shù)的控制尤為重要。而且無機(jī)酸對設(shè)備具有很強(qiáng)的腐蝕性，對環(huán)境污染嚴(yán)重，因此，以無機(jī)液體酸作為催化劑并不是最佳選擇。

1.2.3 固體酸催化制備乙酰丙酸

固體酸具有制備方法簡單、熱穩(wěn)定性好、易于分離回收利用和不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，故用固體酸代替液體無機(jī)酸可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程中的環(huán)境友好［13］。在多種固體酸中，含鋯類化合物用得最多。Weingarten等［14］研究了固體酸磷酸鋯（ZrP）催化纖維素降解制備乙酰丙酸。首先在中等溫度（190～270℃）下對纖維素進(jìn)行非催化水熱分解，以產(chǎn)生包括葡萄糖和5-羥甲基糠醛的有機(jī)水溶性化合物；其次有機(jī)水溶性化合物在較低溫度（160℃）下與固體酸催化劑ZrP進(jìn)一步反應(yīng)，生成乙酰丙酸，得到最大得率占理論值28%的乙酰丙酸。該研究為進(jìn)一步優(yōu)化利用纖維素生產(chǎn)乙酰丙酸而不使用均相酸作催化劑奠定了基礎(chǔ)。相比液體酸，該催化體系有明顯的環(huán)境友好優(yōu)勢，但是反應(yīng)包括兩個(gè)步驟，較為復(fù)雜，有待進(jìn)一步優(yōu)化。2014年，Joshi等［15］報(bào)道使用二氧化鋯（ZrO2）作為催化劑可以將纖維素單步水熱轉(zhuǎn)化成乙酰丙酸，在180℃的反應(yīng)溫度和3 h的反應(yīng)時(shí)間下，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的催化劑和2 g的纖維素實(shí)現(xiàn)了較高得率的乙酰丙酸，為53.7%（摩爾分?jǐn)?shù)）。ZrO2之所以能產(chǎn)生這么好的效果可能是因?yàn)閆rO2具有較強(qiáng)的路易斯酸性，促進(jìn)了纖維素的水解和脫水反應(yīng)。并且催化劑可在煅燒后多次重復(fù)使用，不會(huì)喪失任何催化活性，達(dá)到了催化體系可回收循環(huán)再利用的目的，節(jié)約了成本。

除了鋯類化合物之外，很多研究者以其他種類金屬的化合物作為催化纖維素制備乙酰丙酸的固體酸催化劑。Lai等［16］提出了一種可回收性催化劑（Fe3O4-SBA-SO3H），在溶劑水中，以其催化纖維素制備乙酰丙酸，得到乙酰丙酸最大得率為42%。Kuo等［17］一步合成了酸性TiO2納米顆粒，并以其為催化劑，以甲醇為溶劑，催化纖維素制備乙酰丙酸，在最佳反應(yīng)條件：20 mL CH3OH，0.1 g TiO2，反應(yīng)溫度175℃，并且在N2氛圍下反應(yīng)9 h，得到乙酰丙酸的最大得率為42%。這可能不僅與TiO2的催化活性有關(guān)，而且與在N2氛圍下反應(yīng)有很大關(guān)系，但是整個(gè)反應(yīng)時(shí)間較長，有待于進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程。

除了相對簡單的固體酸，有研究者利用固體超強(qiáng)酸作為纖維素制備乙酰丙酸的催化劑。Chen等［18］報(bào)道了以蒸汽爆破的稻草為原料，利用固體超強(qiáng)酸/ZrO2-SiO2-Sm2O3催化制備乙酰丙酸，在反應(yīng)溫度200℃、反應(yīng)時(shí)間10 min、固液比1∶15、質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.3%的固體超強(qiáng)酸與預(yù)處理稻草的最佳條件下，得到乙酰丙酸的最大得率為22.7%，占理論值的70%，這相當(dāng)于均相酸催化纖維素制備乙酰丙酸得到的得率。并且實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，提高固體酸的強(qiáng)度以及將蒸汽爆破和稻草超細(xì)碎化相結(jié)合會(huì)明顯提高乙酰丙酸得率。這可能是因?yàn)轭A(yù)處理稻草使其粒徑減小，提高了纖維素的可及性，從而增大乙酰丙酸得率。Li等［19］研究了磁性Fe2O3/催化玉米秸稈制備乙酰丙酸，在最佳工藝條件：液固比17.2∶1，催化劑用量3 g，水解溫度249.66℃，反應(yīng)時(shí)間67.3 min下得到乙酰丙酸的最大得率為23.2%。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在四因素中，液固比對目標(biāo)產(chǎn)物得率影響最大，這是因?yàn)橐汗瘫扔绊懝桃簝上嗟幕旌暇鶆蛐砸约皽囟鹊木鶆蛐?，液固比過低會(huì)限制反應(yīng)的正常進(jìn)行，而過高的液固比會(huì)促使乙酰丙酸生成腐殖質(zhì)等其他雜質(zhì)，從而降低乙酰丙酸得率。因此，在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意選擇合適的液固比。Shen等［20］合成了一種SO3H官能化的三氯半乳蔗糖（SA）催化劑（SA-SO3H），在純水中催化未經(jīng)處理的纖維素可以生成乙酰丙酸，得率高達(dá)51.5%。得率之所以這么高是歸因于官能團(tuán)和纖維素的中孔結(jié)構(gòu)。對纖維素進(jìn)行球磨之后發(fā)現(xiàn)，乙酰丙酸的得率提高了6%，這表明將纖維素預(yù)先經(jīng)過球磨處理有利于乙酰丙酸得率的增加。這是因?yàn)槔w維素經(jīng)過球磨之后會(huì)降低其粒度和結(jié)晶度，從而改善纖維素和催化劑的可接觸性，進(jìn)而提高乙酰丙酸得率。催化劑在經(jīng)循環(huán)使用5次后，乙酰丙酸的得率出現(xiàn)了大幅降低，需要用H2O2進(jìn)行再生。

以固體酸催化纖維素降解制備乙酰丙酸在一定程度上達(dá)到環(huán)保的目的，但是存在副產(chǎn)物多，對溫度、時(shí)間、液固比要求苛刻以及乙酰丙酸得率低等缺點(diǎn)，因此實(shí)現(xiàn)以固體酸作為催化劑催化纖維素降解制備乙酰丙酸的工業(yè)化生產(chǎn)還有待進(jìn)一步深入研究。

1.2.4 離子液體催化制備乙酰丙酸

纖維素結(jié)構(gòu)中含有氫鍵，氫鍵包括分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵，氫鍵類型和其相對含量的分布會(huì)影響纖維素的晶型、改性等物理化學(xué)性能［21］，進(jìn)而影響纖維素的溶解。因此，有必要尋找對纖維素具有更好溶解性能的溶劑體系。離子液體具有蒸汽壓低、不易揮發(fā)，對有機(jī)物及無機(jī)物都有很好的溶解性，密度大、易于與產(chǎn)物分離，良好的導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性等特質(zhì)，故大量研究者探究了多種離子液體作為纖維素轉(zhuǎn)化制備乙酰丙酸的溶劑兼催化劑的情況。例如，Amarasekara等［22］在含水量38.5%的水-乙醇雙相介質(zhì)中以1-（1-丙基磺酸）-3-甲基咪唑氯鹽為催化劑，在150℃的溫和條件下反應(yīng)48 h，得到乙酰丙酸的最大得率為23.7%。Ramli等［23］以纖維素含量占45.2%的棕櫚葉為原料，在最佳反應(yīng)條件：7.27 g酸性離子液體［SMIM］［FeCl4］、反應(yīng)溫度154.5℃、反應(yīng)時(shí)間3.7 h下得到最大得率為24.8%的乙酰丙酸。

2012年，Ren等［26］也以為陰離子，用微波輻射代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱，在1 g離子液體［C3SO3Hmim］HSO4中，在160℃下以50 mg的纖維素為原料反應(yīng)30 min，將乙酰丙酸的得率提高到55%。實(shí)驗(yàn)表明，微波輻射和離子液體具有協(xié)同作用，能夠共同促進(jìn)纖維素降解生成乙酰丙酸。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，溫度對于乙酰丙酸得率影響較大，這可能是因?yàn)樵谳^高溫度下，乙酰丙酸會(huì)進(jìn)一步生成α-當(dāng)歸內(nèi)酯和β-當(dāng)歸內(nèi)酯，造成乙酰丙酸的得率增加不明顯甚至降低。

2015年，Ren等［27］通過在水熱條件下同樣以酸性離子液體［C3SO3Hmim］HSO4作為催化劑，在優(yōu)化反應(yīng)條件：1 g離子液體、6 g水、170℃下降解20 mg纖維素5 h，將乙酰丙酸的最大得率提高到86.1%。這是纖維素制備乙酰丙酸工業(yè)化的良好開端。并且此催化體系可以在不失去有效活性的前提下循環(huán)5次，表現(xiàn)出良好的可回收利用性和對乙酰丙酸的高選擇性。實(shí)驗(yàn)還對離子液體的催化機(jī)理進(jìn)行了深入探索，包括酸度和氫鍵能力，發(fā)現(xiàn)其主要依賴于離子液體的陰離子，將離子液體的催化能力按陰離子排序得到：＞＞1-NS＞。這表明離子液體的酸度越強(qiáng)，越有利于纖維素轉(zhuǎn)化成乙酰丙酸，得到的乙酰丙酸得率就越高。這是因?yàn)槔w維素在酸性較強(qiáng)的氛圍下更容易水解成葡萄糖，使得葡萄糖含量較高，從而得到更高得率的乙酰丙酸。

除了一般的離子液體，還有研究者制備了更為復(fù)雜的雜多酸離子液體作為纖維素降解制備乙酰丙酸的溶劑兼催化劑，并且取得較好效果。2012年，Sun等［28］合成并使用雜多酸（HPA）離子液體［C4H6N2（CH2）3SO3H］3-nHnPW12O40（［MIMPSH］nH3-n-PW12O40，n=1，2，3（縮寫為［MIMPSH］nH3-nPW）作為催化劑在水-甲基異丁酮（MIBK）雙體系中實(shí)現(xiàn)了直接從纖維素和淀粉一鍋法制備乙酰丙酸。在最佳工藝條件：0.07 mmol［MIMPSH］H2PW催化劑、0.5 mL水和5 mL MIBK溶劑、反應(yīng)溫度140℃，分別以0.1 g纖維素和0.1 g淀粉為原料反應(yīng)12 h、5 h，得到乙酰丙酸的最高得率為63.1%和48.7%。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，催化劑可以完全分離并從混合物中回收，回收的催化劑未經(jīng)加工可以重復(fù)使用6次而不會(huì)有明顯的乙酰丙酸得率損失，是一種將纖維素轉(zhuǎn)化為乙酰丙酸的具有可回收性和較高選擇性的催化體系。

通常離子液體都含有陰陽兩種離子，但是有研究者制備了雙陽離子液體并用于催化纖維素制備乙酰丙酸。2018年，Khan等［29］成功合成了多種雙陽離子酸性離子液體并作為催化劑催化降解木質(zhì)纖維素生物質(zhì)（橡膠木、棕櫚油葉、竹、稻殼）制備乙酰丙酸，通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化條件：0.75 mL［C4（MIM）2］［（2HSO4）（H2SO4）4］，反應(yīng)溫度110℃，反應(yīng)時(shí)間60 min，得到了乙酰丙酸的最大得率47.5%。同年，Khan等［30］又以離子液體［C4（MIM）2］［（2HSO4）（H2SO4）2］為溶劑催化降解纖維素，將乙酰丙酸的得率提高到55%。這種雙陽離子的離子液體對于催化降解纖維素以制備乙酰丙酸表現(xiàn)出了較好效果，目前研究還較少，有待進(jìn)一步研究。

離子液體催化降解纖維素以制備乙酰丙酸相對于其他類型催化體系表現(xiàn)出了最佳效果，具有深遠(yuǎn)的理論意義和廣闊的市場前景。但是離子液體價(jià)格較高，制備過程復(fù)雜，并且很多離子液體容易吸水而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大大降低了其實(shí)際應(yīng)用能力，能否進(jìn)行大規(guī)模化生產(chǎn)還有待其成本的大幅下降。

2 展 望

纖維素是地球上儲(chǔ)量最豐富的生物質(zhì)資源，乙酰丙酸是具有高價(jià)值的化學(xué)中間體，利用纖維素制備乙酰丙酸符合當(dāng)代可持續(xù)發(fā)展的理念。但是纖維素制備乙酰丙酸的過程中存在諸多挑戰(zhàn)，其中尋找經(jīng)濟(jì)綠色高效的催化體系是當(dāng)前面臨的最大挑戰(zhàn)。所尋找的催化體系應(yīng)該具備以下幾個(gè)特性：

（1）由于纖維素存在分子內(nèi)和分子間氫鍵，使得纖維素不溶于水和一般有機(jī)溶劑，因此所尋找的催化劑體系對纖維素要具有良好的溶解性。

（2）對乙酰丙酸具有高選擇性，易于提取和分離、不會(huì)污染產(chǎn)物，并具有很好的可回收利用性。

（3）制備要簡單可行，對環(huán)境友好，要符合當(dāng)代綠色可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念。

3 結(jié) 語

本文綜述了近年來纖維素直接催化制備乙酰丙酸的國內(nèi)外研究進(jìn)展，為其深入研究提供一定的理論支持。但是在乙酰丙酸制備過程中存在得率低、對設(shè)備要求高、分離困難和對環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，需要尋找更加高效綠色的催化體系并進(jìn)一步優(yōu)化制備過程。乙酰丙酸是一種高價(jià)值的平臺(tái)化合物，該工藝路線的實(shí)現(xiàn)將在很大程度上減少對化石資源的依賴。因此，深入研究纖維素降解制備乙酰丙酸對未來人類發(fā)展具有重要意義，今后此方面的研究將仍然是生物質(zhì)資源高值化利用的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。