1.3. Ứng dụng của xúc tác acid dị đa trong phản ứng chuyển hóa hợp chất hữu
1.3.2.2. Xúc tác acid dị đa HPA cho phản ứng tổng hợp fructone
Trong phản ứng tổng hợp fructone, ngoài việc đơn thuần sử dụng zeolite làm xúc tác, nhóm nghiên cứu của F. Zhang và các cộng sự [127] đã nghiên cứu tổng hợp xúc tác với việc sử dụng zeolite USY (zeolite Y dạng siêu bền) làm chất mang xúc tác và phân tán trên đó một dạng xúc tác dị thể siêu acid HPA được sử dụng trong các phản ứng tổng hợp hữu cơ môi trường không phân cực. Theo đó, zeolite USY là chất vừa có khả năng xúc tác cho phản ứng, vừa có khả năng cố định xúc tác HPA. Hiệu quả của xúc tác HPA-zeolite cho phản ứng tổng hợp fructone cao hơn đáng kể so với các nghiên cứu chỉ sử dụng zeolite đơn lẻ. Cụ thể, lượng xúc tác sử dụng tối ưu nhất chỉ khoảng 0,6% khối lượng so với chất phản ứng, thấp hơn nhiều so với số liệu 3% khi sử dụng xúc tác zeolite, nhưng vẫn cho độ chuyển hóa đạt 98,7% với độ chọn lọc sản phẩm fructone trên 97%. Tuy nhiên, khả năng tái sử dụng của xúc tác này chưa cao do sự mất pha hoạt tính đáng kể trong môi trường sau 5 chu kỳ phản ứng.
Nhóm tác giả cũng đã so sánh hoạt tính xúc tác của acid HPA gắn trên chất mang mao quản với muối Cs của HPA gắn trên cùng loại chất mang [128]. Các xúc tác này có độ chuyển hóa và độ chọn lọc cao trong phản ứng tổng hợp fructone. Xúc tác acid HPA trên chất mang có xu hướng mất hoạt tính do sự rửa trôi của các anion dị đa trong môi trường phản ứng phân cực. Ngược lại, xúc tác muối Cs của HPA trên chất mang có tính ưa nước và cho hoạt tính cao. Đặc biệt là xúc tác muối Cs của HPA trên chất mang DUSY cho độ bền hoạt tính cao hơn trên các chất mang khác với lượng chất hoạt động bị rửa trôi là thấp nhất.
Từ các nghiên cứu về xúc tác dị thể cho phản ứng tổng hợp fructone đã phân tích ở trên, có thể nhận thấy vai trò của độ acid và cấu trúc MQTB của các vật liệu zeolite và vật liệu MQTB là rất quan trọng trong phản ứng tổng hợp fructone. Do đó, mục tiêu nghiên cứu của luận án là tổng hợp được xúc tác dạng pha hoạt tính HPA được phân tán lên các chất mang trên cơ sở vật liệu MQTB. Hiệu quả của xúc tác tổng hợp được sẽ được tăng cao do khả năng phân bố và cố định HPA dễ dàng trên các chất mang này giúp tăng bề mặt tiếp xúc của HPA với chất tham gia phản ứng. Thêm vào
đó là khả năng xúc tác của chính bản thân chất mang có tính acid cùng với sự hỗ trợ hiệu quả của cấu trúc xốp nói chung và cấu trúc MQTB nói riêng của chất mang, hi vọng sẽ làm tăng đáng kể khả năng xúc tác cho phản ứng tổng hợp chất tạo hương fructone.