[發(fā)明專(zhuān)利]一種以木質(zhì)生物質(zhì)為原料制備5-羥甲基糠醛的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110301933.0
• 申請(qǐng)日: 2011-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102321055A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李會(huì)泉;張劍;曹妍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C07D307/46
• 分類(lèi)號(hào): C07D307/46
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 宋松

1.一種以植物纖維為原料制備5-羥甲基糠醛的方法，其特征在于，所述方法包括步驟如下：

1)將干燥粉碎后的植物纖維用離子液體進(jìn)行預(yù)處理，除去半纖維素以及木質(zhì)素，得到的纖維素用水洗滌后干燥。

2)將步驟1)所得到的纖維素按照4wt％～20wt％加入離子液體中，再加入催化劑，升溫到反應(yīng)溫度60～160℃，反應(yīng)10min～8h。

3)向步驟2)所得到的反應(yīng)混合物中加入稀釋劑和萃取劑，通過(guò)萃取的方式將混合液中的5-羥甲基糠醛萃至有機(jī)相中。

4)將步驟3)所得到的含有5-羥甲基糠醛的萃取相利用減壓蒸餾的方式蒸除有機(jī)溶劑，得到5-羥甲基糠醛產(chǎn)品。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)將離子液體與木質(zhì)生物質(zhì)混合，在80～140℃下普通油浴或微波條件下加熱4-48h，過(guò)濾分離得到濾液，向?yàn)V液中加入水/DMSO混合溶劑洗滌萃取多次，過(guò)濾分離得到固體物質(zhì)為纖維素；

2)將步驟1)所得到的纖維素按照4wt％～20wt％加入離子液體中，再加入催化劑，加熱到反應(yīng)溫度60～160℃，反應(yīng)10min～8h，得到反應(yīng)混合液；

3)向步驟2)所得到的反應(yīng)混合液中加入稀釋劑和萃取劑，充分混合后，靜置，萃取分離，得到含有5-羥甲基糠醛的萃取相；

4)將步驟3)所得到的含有5-羥甲基糠醛的萃取相通過(guò)減壓蒸餾脫除有機(jī)溶劑，得到5-羥甲基糠醛產(chǎn)品。

3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中木質(zhì)生物質(zhì)原料包括木屑、秸稈、農(nóng)作物種子皮殼和殘?jiān)械囊环N或多種；

優(yōu)選地，所述步驟1)中含有植物纖維原料的離子液體反應(yīng)液濃度(質(zhì)量濃度)優(yōu)選3～8％，進(jìn)一步優(yōu)選3～6％，更優(yōu)選4～6％。

4.如權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中纖維素的質(zhì)量濃度優(yōu)選為5-15％，更優(yōu)選6wt％-10wt％；

優(yōu)選地，所述步驟2)中所用的催化劑為含鉻(II)和鉻(III)的化合物，例如鉻的鹵化物及其水合物，硝酸鹽等；所述鹵化物優(yōu)選氯化物；

優(yōu)選地，所述步驟2)中所用的催化劑以纖維素脫水葡萄糖為基準(zhǔn)，其比例為1mol％-25mol％，優(yōu)選4mol％-20mol％，優(yōu)選為6mol％-15mol％；

優(yōu)選地，所述步驟2)中的反應(yīng)溫度優(yōu)選為70～150℃，更優(yōu)選90～130℃，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選30min～6h，更優(yōu)選為2h-6h。

5.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述離子液體為咪唑鹵鹽，優(yōu)選地，所述的咪唑鹵鹽為咪唑氯鹽。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的咪唑鹵鹽的陽(yáng)離子具有下式(I)結(jié)構(gòu)：

其中，R¹和R²為C₁-C₂₀烷基、烯基或芳基，R³、R⁴、R⁵獨(dú)立地選自氫、C₁-C₂₀烷基、烷氧基、烯基和芳基；

優(yōu)選地，所述的咪唑鹵鹽的陽(yáng)離子具有式(II)結(jié)構(gòu)：

其中，R¹和R²為C₁-C₂₀烷基、烯基或芳基；

更優(yōu)選地，所述的咪唑鹵鹽的陽(yáng)離子具有式(III)結(jié)構(gòu)：

其中，R¹為C₁-C₂₀烷基、烯基或芳基。

7.如權(quán)利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中所用的稀釋劑為低沸點(diǎn)的溶劑，優(yōu)選水、甲醇、乙醇或其混合物。

8.如權(quán)利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中所用的稀釋劑加入比例為0.5∶1～5∶1，優(yōu)選為1∶1～2∶1；

所述步驟3)中所用的萃取劑為低沸點(diǎn)非極性溶劑，優(yōu)選甲基異丁酮、乙酸乙酯、乙醚等或其混合物；

所述步驟3)中所用的萃取劑加入比例為5∶1～30∶1，優(yōu)選為8∶1～25∶1，更優(yōu)選10∶1～20∶1。