酸碱催化是有机合成中最为常见的反应类型之一,在工业上一直占据着极其重要的地位。固体酸碱取代传统液相酸碱催化,具有后处理简单、催化剂可回收利用、易于连续生产等优点,符合当前绿色化工和节能减排的需要,因而受到人们高度重视。乙酰丙酮及其衍生物在化工领域具有极其广泛的应用,目前乙酰丙酮的制备主要是乙烯酮-丙酮缩合转化法,该技术投资大、能耗高、收率低;现有乙酰丙酮衍生物3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮和1,4-二氢吡啶类化合物的合成,存在产率低、反应时间长、使用有毒有害溶剂等问题。因此利用固体酸碱催化进行乙酰丙酮及其衍生物的合成具有重大意义。本文研究了在固体碱催化剂作用下以乙酰乙酸乙酯和乙酸酐为原料合成乙酰丙酮。在固体酸催化剂的作用下以乙酰丙酮为原料、制备乙酰丙酮衍生物3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮类化合物和1,4-二氢吡啶类化合物。取得的主要工作成果如下:1、以固体碱为催化剂,采用乙酰乙酸乙酯-醋酸酐法制备乙酰丙酮,通过筛选,得出催化性能最佳的催化剂为MgO/γ-Al2O3固体碱。研究发现MgO/γ-Al2O3固体碱最佳制备工艺条件为:有效组分负载量13.4%,500 ℃焙烧4 h。该催化剂可有效消除传统MgO催化剂反应过程中易与乙酰丙酮形成金属配合物、流失严重而无法重复使用的问题。该催化剂用于乙酰丙酮的制备,最佳工艺条件为:乙酰乙酸乙酯和乙酸酐为1:1(摩尔比),催化剂用量为1.0%(质量百分数),反应温度为125 ℃,反应时间为7 h。首次反应收率达到91.6%,催化剂重复使用6次后,收率仍可达90%。改进后的制备方法,反应温度降低了 10 ℃,反应时间减少一半,催化剂可重复使用,操作简单且投资少,值得推广应用。2、以Ce(SO4)2-SiO2为催化剂,110 ℃无溶剂条件下,催化醛、1,3-二羰基化合物和脲(硫脲)三组分,反应30-40 min,制备3,4-二氢嘧啶-2(1H-酮类化合物。该过程中醛首先与脲反应生成与铈离子的空轨道形成配位键的酰基亚胺正离子,然后与1,3-二羰基化合物发生缩合反应得到开链的酰脲,进一步脱水得到相应产物。与经典的Biginelli反应(反应时间18-24 h,产率20-50%)相比,本反应具有催化剂可回收利用、反应时间短、产率高等优点。超声波辐射下,采用Nafion-H树脂催化,25-30℃下,由醛、1,3-二羰基化合物、脲(硫脲)三组分“一锅法”反应40-60 min,以85-95%的产率得到3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮类化合物。该方法具有条件温和、产率高、反应时间短等优点。无溶剂80℃下,用Ce(SO4)2-SiO2催化1,3-二羰基化合物、醛、醋酸铵,反应20-40 min,制备多种1,4-二氢吡啶类化合物。该方法与传统方法比较,具有制备工艺简单、反应时间短、产率高、催化剂可循环利用等特点。以廉价碳酸氢铵取代传统的醋酸铵为氮源,25-30 ℃无溶剂无催化剂下,与1,3-二羰基化合物和醛,经超声波辐射,制备1,4-二氢吡啶类化合物。反应过程中,碳酸氢铵稳定分解生成氨,与羰基化合物生成氨基烯酮,再发生Michael加成,脱水得到相应产物。用该方法制备1,4-二氢吡啶类化合物,产率良好(81-91%)、反应时间短、后处理简单、成本低且对环境无污染。3、以乙酰丙酮和金属盐为原料,室温无溶剂下,通过超声波辐射制备乙酰丙酮金属配合物。研究过程中考察了反应物物料配比、碱种类及用量、超声波辐射时间等对收率的影响,高收率得到了相应产物。该新方法与已有乙酰丙酮金属配合物制备方法相比,具有制备过程简单、收率高、纯度高、反应时间短等优点。本论文在固体酸碱催化进行乙酰丙酮及其衍生物的制备方面进行了创新性研究,取得了阶段性成果,为此领域的下一步工作提供了一些实验基础和理论依据。固体酸碱取代传统液体酸碱进行催化反应,作为实现清洁生产的一个重要技术,将成为绿色化学所追求的一个重要研究方向。