[發(fā)明專利]利用糖類制備乳酸的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711097829.8
• 申請(qǐng)日: 2017-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107827727B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫園園;孔令照;孫予罕;劉唱;昝逸凡;苗改
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院;中國(guó)科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C51/00
• 分類號(hào): C07C51/00;C07C59/08;B01J29/70;B01J29/035;B01J29/80;B01J35/10;C01B39/08
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 張新鑫;許亦琳

本發(fā)明提供一種利用糖類制備乳酸的方法及其催化劑，所述利用糖類制備乳酸的方法至少包括以下步驟：將糖、水以及Sn?Beta催化劑加入到密閉體系中，在保護(hù)氣氛圍下加熱反應(yīng)，獲得目標(biāo)產(chǎn)物；所述Sn?Beta催化劑比表面積大于等于600，孔徑3.6~3.9nm。所述催化劑的制備方法包括將硅源、有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑、錫源以及全硅Beta分子篩晶種混勻獲得混合物，老化、濃縮、再加入成核劑，得到凝膠；再將凝膠升溫晶化、洗滌、干燥獲得。本發(fā)明中的催化劑反應(yīng)制備的催化劑用于催化糖類制備乳酸轉(zhuǎn)化率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用糖類制備乳酸的方法及其催化劑。

背景技術(shù)

化石資源的日益消耗與全球氣候問(wèn)題的日益嚴(yán)重，使人們?cè)絹?lái)越重視利用可再生的生物質(zhì)資源制備燃料和化學(xué)品的研究。在從生物質(zhì)合成的化學(xué)品中，乳酸(LA)是一種高潛力多功能的平臺(tái)化合物，是世界公認(rèn)的三大有機(jī)酸之一。乳酸脫羧生成乙醛，脫水生成丙稀酸，脫氧還原生成丙酸，縮合生成乙酰丙酮，加氫還原生成丙二醇，自酯化生成乳交酯。乳酸及其衍生物在各個(gè)行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，自1975年以乳酸和乙醇酸共聚物為原料制成的手術(shù)縫合線出現(xiàn)以來(lái)，,聚乳酸在醫(yī)藥、生物材料等方面出現(xiàn)了相當(dāng)多的應(yīng)用，在藥物緩釋、人工血管及其他醫(yī)用材料方面具有良好的應(yīng)用前景。作為可降解聚合物，聚乳酸對(duì)于解決白色污染有重要意義。預(yù)計(jì)2020年，聚乳酸的市場(chǎng)需求量將達(dá)到三百萬(wàn)噸。

目前，乳酸可由不同來(lái)源的糖類通過(guò)發(fā)酵方式生產(chǎn)。用發(fā)酵法生產(chǎn)的乳酸食用安全可靠，但目前存在著原料消耗大、能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定等問(wèn)題，不能連續(xù)化生產(chǎn)、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、操作條件嚴(yán)格和產(chǎn)生大量硫酸鈣廢渣等問(wèn)題。因此越來(lái)越多的人轉(zhuǎn)向了通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法來(lái)制備乳酸。與發(fā)酵的方法相比，化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法簡(jiǎn)便易操作并且對(duì)原料的要求也相對(duì)比較低。化學(xué)轉(zhuǎn)化制備乳酸的生物質(zhì)原料主要集中在三碳糖(二羥基丙酮和二羥基丙醛)、六碳糖(葡萄糖和果糖)、纖維素及半纖維素。

但是現(xiàn)有技術(shù)中，利用糖類轉(zhuǎn)化制備乳酸的方法轉(zhuǎn)化率不高，轉(zhuǎn)化速度較慢；且都是在有機(jī)溶劑作為反應(yīng)體系，容易造成污染環(huán)境，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種利用糖類制備乳酸的方法及其催化劑。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種利用糖類制備乳酸的方法，所述方法包括以下步驟：將糖、水以及Sn-Beta催化劑加入到密閉體系中，在保護(hù)氣氛圍下加熱反應(yīng)，獲得目標(biāo)產(chǎn)物；所述Sn-Beta催化劑比表面積大于等于600，孔徑3.6～3.9nm。

進(jìn)一步地，所述糖是指葡萄糖、果糖、木糖、甘露糖、蔗糖或可溶性淀粉中的任意一種或幾種。

優(yōu)選地，所述密閉體系采用水熱反應(yīng)釜中。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)的時(shí)間為10～150min，反應(yīng)的溫度為130～220℃。

優(yōu)選地，所述保護(hù)氣為氦氣。

更優(yōu)選地，所述保護(hù)氣的壓力為0～6MPa。

優(yōu)選地，所述糖與水的質(zhì)量體積比為0.1g：10ml～2g：10ml。

優(yōu)選地，所述催化劑和水的質(zhì)量體積比為0.1g：10ml～0.5g：10ml。

本發(fā)明的另外一個(gè)方面提供了Sn-Beta催化劑的制備方法，所述制備方法包括：

(1)將全硅Beta分子篩晶種脫鋁處理；

(2)取硅源、有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑、錫源以及全硅Beta分子篩晶種混勻獲得混合物，老化、濃縮、再加入成核劑，得到凝膠；

(3)將凝膠轉(zhuǎn)移至密閉體系中，在小于20s內(nèi)升溫至大于等于140℃，保溫9-36h；

(4)干燥、焙燒。