[發明專利]一種木質素氧化降解制備香草醇的方法

有效

• 申請號: 201610187562.0
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105753659B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 劉仕偉;劉悅;王亞男;于世濤;李露;宋修艷;解從霞;劉福勝
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C07C41/01
• 分類號: C07C41/01;C07C43/23
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司37241
• 代理人: 郝團代

技術領域

本發明涉及一種木質素氧化降解制備香草醇的方法，即一種以化合物1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽為溶劑溶解木質素，在均相體系下氧化降解木質素制備香草醇的方法。

背景技術

作為一種來源豐富的可再生資源，木質素經氧化降解可以制得高值化學品單酚化合物，它們廣泛應用于醫藥、食品、涂料等行業。目前木質素的氧化降解反應多采用濕法氧化法，存在非均相反應速率低、廢液排放量大、產物選擇性差、設備腐蝕嚴重等缺點，為非環境友好工藝。由此，本申請采用對木質素具有良好溶解性能的化合物1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽為溶劑溶解木質素，在均相體系下氧化降解木質素制備香草醇。

發明內容

本發明的目的是解決現有木質素氧化降解制備單酚化合物存在的非均相反應速率低、廢液排放量大、產物選擇性差、設備腐蝕嚴重等缺點，采用一種對木質素具有良好溶解性能的化合物1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽為溶劑溶解木質素，在均相體系下氧化降解木質素制備香草醇。

本發明涉及一種木質素氧化降解制備香草醇的方法，即一種以化合物1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽為溶劑溶解木質素，在均相體系下氧化降解木質素制備香草醇的方法，在木質素與水和溶劑1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽的質量比為1:5:10-100、催化劑硫酸銅與木質素質量比為1:100-1000、氧化劑氧氣壓力1.0-6.0MPa、反應溫140-200℃、反應時間0.5-4.0h的條件下氧化降解木質素制備香草醇，并回收重復利用溶劑1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽，其中化合物1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽的結構式為

本發明所述的反應條件以木質素與溶劑1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽的質量比為1:40-60、催化劑硫酸銅與木質素質量比為1:300-600、氧化劑氧氣壓力3.0-4.0MPa、反應溫160-180℃、反應時間2.0-3.0h為佳。

本發明通過以下技術方案解決這一技術問題：

1.溶劑1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽的制備過程如下：將31.62g三氮唑鈉溶于80mL水中，緩慢滴加到60.00g氯化1-正丁基-3-甲基咪唑鹽中并室溫下攪拌2.0h，升溫至回流反應10.0h；反應結束，冷卻降溫，將所得反應混合物減壓蒸餾除水至恒重，得到含氯化鈉的粗產品1-丁 基-3-甲基咪唑三氮唑鹽；向粗產品中加入50mL丙酮攪拌混勻，抽濾，濾餅用30mL新鮮的丙酮洗滌3次，合并洗滌液和母液并減壓蒸餾去除丙酮，得到產品1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽，收率為96.8％。

2.將木質素與水和溶劑1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽質量比為1:5:10-100、催化劑硫酸銅與木質素質量比為1:100-1000的木質素、溶劑1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽和催化劑硫酸銅置于高壓反應釜中，攪拌使木質素和催化劑硫酸銅溶解得均相混合物；封釜、氧氣置換釜內空氣三次，并充氧氣氣壓至1.0-6.0Mpa后，升溫至140-200℃下反應時間0.5-4.0h；反應結束后，水浴降溫、泄壓、開釜，向反應混合物中加入適量的水攪拌沉淀未反應木質素，定量濾紙過濾、洗滌、干燥濾餅至恒重，稱量后計算木質素轉化率；合并洗滌液和母液，用適量的萃取劑二氯乙烷萃取混合液5次，合并萃取液，減壓蒸餾回收萃取劑二氯乙烷，得到產物香草醇，用液相色譜測產物香草醇含量，并計算其選擇性。萃余相經減壓蒸餾脫除水后，直接重復使用。

3.本發明的方法所采用的溶劑1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽對木質素和硫酸銅具有良好的溶解性能，且自身具有良好的熱穩定性和重復使用性能。

本發明與傳統非均相反應相比，其特點是：

1.在均相體系下氧化降解木質素，反應速度快、產物收率高。

2.溶劑1-丁基-3-甲基咪唑三氮唑鹽對木質素和催化劑具有良好的溶解性能，且自身具有良好的熱穩定性和可重復使用性。

具體實施方法

下面結合實施例對本發明的方法做進一步說明，并不是對本發明的限定。