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丙酮缩合反应制取异丙叉丙酮(MO)、二丙酮醇(DAA)和异佛尔酮(IP)等精细化学品是重要的化学过程,研究和开发可循环使用的丙酮缩合反应催化剂具有重要的理论和实际意义。本工作用微型催化反应评价结合多种物理化学手段,研究了高分子材料固定的L-脯氨酸催化剂制备、结构与丙酮缩合反应催化性能。所获结果为深入探讨高分子材料固定的L-脯氨酸催化剂组成、结构与丙酮缩合反应催化性能之间的关系,开发性能优良且可循环使用的高分子催化剂提供了参考信息。本工作主要研究结果如下：1、不同氨基酸催化的丙酮缩合反应催化性能评价结果表明L-脯氨酸催化剂性能最为优异。在适宜的反应条件下(L-脯氨酸用量5.0 mo1%,反应温度90℃,反应时间4 h),丙酮转化率26.5 mo1%,产物选择性78.4 mo1% MO,6.1 mo1% DAA和1.5 m01% IP。密度泛函理论(DFT)计算结果表明,L-脯氨酸催化丙酮缩合时生成的烯胺中间体较为稳定且易与另一分子丙酮生成氢键,这可能是L-脯氨酸具有优良催化性能的主要原因。但是L-脯氨酸催化剂易于分解,回收率仅约70.0%。2、哌啶对L-脯氨酸催化剂的丙酮缩合反应具有明显的助催化作用。在上述反应条件下,对L-脯氨酸/哌啶(2.3 mo1%)催化的丙酮缩合反应,丙酮转化率37.9m01%,产物选择性为78.0 mo1% MO,5.7 mo1% DAA和3.5 mo1% IP。丙酮缩合反应表观活化能(Ea)测定结果表明L-脯氨酸和L-脯氨酸/哌啶催化剂Ea分别为218.5 kJ/mol和88.3 kJ/mol。3、以N-异丙基丙烯酰胺(N)、O-丙烯酰基-反式-4-羟基-L-脯氨酸盐酸盐(L)和O-丙烯酰基-4-羟甲基-哌啶盐酸盐(D)为原料,分别制备了新型高分子材料固定的L-脯氨酸催化剂(PNL①)和高分子材料同时固定L-脯氨酸和哌啶的催化剂(PNLD)。与L-脯氨酸/哌啶催化剂相比,PNL①和PNLD高分子催化剂具有较高的回收率和优良的循环使用性能。4、L-脯氨酸催化的丙酮缩合反应与Pt/C催化剂催化的MO-IPA的氢转移反应难以耦合,可能是L-脯氨酸中N原子与Pt/C催化剂的Pt金属进行N→Pt配位导致L-脯氨酸催化剂和Pt/C催化剂中毒。Pt/C催化剂催化MO-IPA氢转移反应制取MIBK具有高的催化活性、选择性和优良的可循环使用性能。