[發(fā)明專(zhuān)利]利用兩階段工藝來(lái)制造源自植物系生物質(zhì)的產(chǎn)物的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780054650.6
• 申請(qǐng)日: 2017-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109689736A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小山啟人;廣田一晃;山尾忍;岡野匡貴;增田隆夫;吉川琢也
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 出光興產(chǎn)株式會(huì)社;國(guó)立大學(xué)法人北海道大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08H7/00
• 分類(lèi)號(hào): C08H7/00;C07H3/02;C08B1/00;C08B37/14;C08L97/00;C12P19/02
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 魯煒;梅黎

源自植物系生物質(zhì)的產(chǎn)物的制造方法，其含有：從植物系生物質(zhì)中分離半纖維素的處理工序（1）；以及，將由處理工序（1）得到的固體成分與選自單獨(dú)的有機(jī)溶劑或者有機(jī)溶劑與水的混合溶劑中的溶劑混合，并進(jìn)行加熱處理的處理工序（2）。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有兩階段工藝的、源自植物系生物質(zhì)的產(chǎn)物的制造方法。

背景技術(shù)

隨著近年來(lái)環(huán)境意識(shí)的提高，逐漸期望源自生物質(zhì)的原料。但是，例如，在生物乙醇的制造中特別顯著的是，源自生物質(zhì)的原料在多數(shù)情況下使用淀粉、糖等與食品競(jìng)爭(zhēng)的原料，因此被指出導(dǎo)致食品價(jià)格上升、糧食生產(chǎn)減少等問(wèn)題。所以，現(xiàn)在由不與食品競(jìng)爭(zhēng)的纖維素系生物質(zhì)制造生物燃料/生物化學(xué)品的技術(shù)備受關(guān)注。

作為纖維素系生物質(zhì)，可列舉出例如油棕櫚的樹(shù)干和空果串、油棕櫚果實(shí)的纖維和種子、蔗渣（甘蔗（包含高生物質(zhì)量甘蔗））的榨渣）、蔗梢（甘蔗的頂部和葉子）、稻秸、麥秸、稻殼、玉米的穗軸?葉莖?玉米殘?jiān)ㄓ衩捉铡⒂衩仔尽⒂衩自ぃ⒏吡唬ò鸶吡唬堅(jiān)⒙榀倶?shù)種皮和殼、腰果殼、木材碎片、柳枝稷、象草、蔗茅、能源作物、能源甘蔗等。除了含有能夠轉(zhuǎn)換為糖的纖維素、半纖維素之外，這些纖維素系生物質(zhì)均含有木質(zhì)素。

為了由纖維素系生物質(zhì)獲得糖，通常在酶糖化處理之前需要前處理工序。通過(guò)該前處理，生物質(zhì)的各成分或者各成分之間的結(jié)合被拆開(kāi)，酶變得容易接近纖維素。但是，由于酶吸附于體系中存在的木質(zhì)素而阻礙糖化，因此，為了獲得充分的糖化性，需要大量使用昂貴的酶，因此期望木質(zhì)素的增溶。

此外，半纖維素若暴露于高溫則發(fā)生過(guò)度分解，容易轉(zhuǎn)化成糠醛之類(lèi)的糖化/發(fā)酵抑制物質(zhì)，需要抑制過(guò)度分解。

通常木質(zhì)素在將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成乙醇時(shí)以殘?jiān)男问缴桑罅棵?酵母之類(lèi)的雜質(zhì)，因此一直被限為用作燃料。但是，由于其具有類(lèi)多酚結(jié)構(gòu)，因此可期待轉(zhuǎn)化成化學(xué)品、生物塑料，因而期望提取木質(zhì)素。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了木質(zhì)素衍生物，其經(jīng)由將生物質(zhì)在溶劑的存在下、高溫高壓下進(jìn)行攪拌的處理工序。

專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了下述內(nèi)容：使生物質(zhì)置于包含水和非質(zhì)子性極性溶劑的混合溶劑的存在下，將它們?cè)诟邷馗邏合逻M(jìn)行分解處理，由此回收纖維素衍生物、木質(zhì)素衍生物和半纖維素衍生物。

專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了耐熱性木質(zhì)素系聚合物，其包含在木質(zhì)素的苯基丙烷單元的α位接枝有酚衍生物的1,1-二苯基丙烷單元，且具備1個(gè)或2個(gè)以上羥基經(jīng)酰基化而得的酯部位。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本專(zhuān)利第5256679號(hào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平2014-62051號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2011-256381號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問(wèn)題

然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中得到的木質(zhì)素大多分子量過(guò)小，將木質(zhì)素用作樹(shù)脂時(shí)耐熱性差，此外，為了提高操作性，需要另行通過(guò)反應(yīng)釜進(jìn)行二次衍生化，木質(zhì)素難以直接使用。此外，沒(méi)有與半纖維素和纖維素的糖類(lèi)相關(guān)的詳細(xì)記載。

專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的方法中，分解處理溫度高、半纖維素發(fā)生過(guò)度分解，因此，難以以糖類(lèi)的形式進(jìn)行回收。針對(duì)纖維素衍生物的性狀沒(méi)有詳細(xì)記載。還公開(kāi)了通過(guò)利用木質(zhì)素的羥基進(jìn)行酰基化改性來(lái)實(shí)現(xiàn)材料的均質(zhì)化，需要另行利用反應(yīng)釜來(lái)進(jìn)行二次衍生化。此外，雖然耐熱性提高，但消耗酚性羥基，因此反應(yīng)位點(diǎn)也同時(shí)消失，損害作為材料的魅力。

專(zhuān)利文獻(xiàn)3公開(kāi)了通過(guò)將木質(zhì)素的羥基進(jìn)行酰基化改性而實(shí)現(xiàn)材料的均質(zhì)化。該方法中需要進(jìn)行二次衍生化，雖然耐熱性提高，但消耗酚性羥基，因此，反應(yīng)位點(diǎn)也同時(shí)消失，損害作為材料的魅力。