[發明專利]一種利用離子液體催化木質素制備對羥基肉桂酸酯的方法

有效

• 申請號: 201710769753.2
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107602383B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 李雪輝;李章敏;蔡鎮平;龍金星;趙偉杰;馬宏衛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C07C67/31
• 分類號: C07C67/31;C07C69/732;B01J31/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 許菲菲

本發明公開了一種利用離子液體催化木質素制備對羥基肉桂酸酯的方法。該方法包括如下步驟，1)鹵素金屬鹽離子液體的制備：將烷基咪唑氯鹽和金屬氯化物在30?80℃加熱攪拌反應制成。2)木質素的催化解聚：將鹵素金屬鹽離子液體，木質素與醇混合，經N₂置換后，在140?200℃下加熱并攪拌反應4?8h，制備出以對羥基肉桂酸酯為主產物的高附加值化學品。本發明工藝簡單，條件溫和，環境友好，對主產物選擇性高；離子液體制備簡單，原子經濟，且可實現循環使用；優選條件下，對羥基肉桂酸酯的產率可達(40?80)mg/g。

技術領域

本發明涉及農業廢棄物高效利用技術及可再生資源高值化利用領域，特別是涉及一種利用離子液體選擇性催化木質素制備對羥基肉桂酸酯的方法。

背景技術

隨著社會的發展和人們生活水平的提高，導致對一次性化石資源的需求逐漸增大以及對環境帶來考驗。可再生能源隨之成為人們關注的焦點，生物質能作為唯一可以轉化成能源和化學品的可再生碳能源被越來越多人所關注。在過去數十年里，對生物質的研究主要集中在纖維素和半纖維素的生物精煉，其中生成燃料乙醇已經實現工業化。

木質素作為含量僅次于纖維素的生物質資源之一，是一種重要的可再生芳香類化合物原料，最近幾年才得到人們的廣泛研究。目前，研究木質素生物精煉的方法主要有：熱解，氧化，加氫，水解等。但是這些方法多數以得到混合的酚類產物或者生物油為目標，導致產物成分復雜，后續處理困難，能耗高，品質低等問題；而草本類農林廢棄物在中國產量大，利用率低，目前大部分用于焚燒產熱。為此，尋求將農林木質素選擇性解聚得到高附加值化學品具有很高的應用價值被越來越多的人認可。

對羥基肉桂酸酯結構式為：對羥基肉桂酸酯，其中n＝0,1,2,3,4,5,6,7。羥基肉桂酸酯是一種有機合成中間產物和醫藥中間體，可以用來合成抗腎上腺素藥艾司洛爾；其作為精細化學品廣泛應用于食品，化工等產業；由于其含有烯烴結構，在聚合物材料等領域具有很高的應用前景。最近，日本OKAHATA株式會社利用對羥基肉桂酸酯透光性非常好并具有高光敏性、熱穩定性優良的特點，將其應用延伸到了電子和光纖通信領域，成為一種優良的觸摸屏和高端光纖材料。但目前對羥基肉桂酸酯的合成主要通過一系列有機反應來實現，工藝過程不僅繁瑣，常常使用腐蝕性質子酸或者貴金屬類催化劑，而且產率不高。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于突破對木質素催化降解存在的選擇性差，效率低的問題，提供一種利用離子液體催化木質素制備對羥基肉桂酸酯的方法，實現了農林廢棄物的高效利用和木質素的高選擇性催化解聚，反應轉化率達到40-50％。

本方法采用農林廢棄物中廣泛存在的草本木質素為原料，采用金屬氯化物跟咪唑氯鹽合成的金屬離子液體為催化劑，該離子液體成本低廉，合成過程經濟。同時采用C1-C4的脂肪醇作為溶劑，不僅使產物對羥基肉桂酸酯具有較高的選擇性，并且可以實現對產物的分離和催化劑的回收利用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種利用離子液體催化木質素制備對羥基肉桂酸酯的方法，包括以下操作步驟：

1)離子液體的制備：將烷基咪唑氯鹽和金屬鹵化物以摩爾比為1:1-2:1在30-80℃下混合，萃取后干燥，得到鹵素金屬鹽離子液體；

2)木質素的解聚方法：將步驟(1)所得鹵素金屬鹽離子液體與有機溶木質素混合，加入溶劑，經N₂置換后，加熱到140-200℃，在攪拌下反應4-8h，將反應液過濾萃取后獲得生物化學品，生物化學品經過濃縮分離后得到對羥基肉桂酸酯。

為進一步實現本發明目的，優選地，步驟1)所述金屬鹵化物為氯化鋁、氯化鐵、氯化鉻、氯化錳、氯化鈷、氯化鎳、氯化銅或氯化鋅。