[發明專利]木質纖維素生物質的預處理方法

在審

• 申請號: 201980053027.8
• 申請日: 2019-06-07
• 公開（公告）號: CN112601819A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: A·馬查多德卡斯特羅;S·M·卡布拉爾德梅內塞斯;L·S·小奇內拉托;A·蘭熱爾卡塞拉;B·迪亞斯里貝羅
• 申請（專利權）人: 巴西石油公司;里約熱內盧聯邦大學
• 主分類號: C12P7/10
• 分類號: C12P7/10;C12P7/02;C12P7/40;C08L1/02;C08J3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李志強;彭昶

本發明涉及一種木質纖維素生物質的預處理方法，其包括以生物質：離子液體為1:1?1:100的重量比使木質纖維素生物質與由二膽堿的苯二甲酸鹽組成的離子液體接觸的步驟，所述步驟在60?200oC的溫度范圍內進行0.4?48小時的一段時間。本發明也涉及經預處理的木質纖維素生物質在酶促水解方法中的用途。

技術領域

本發明涉及一種使用由苯二甲酸鹽組成的離子液體的木質纖維素生物質的預處理方法，和經預處理的生物質在酶促水解方法中的用途。

背景技術

為尋找可持續的替代品以替代石油衍生物，因其極大的可用性和低成本，木質纖維素生物質作為原料或能源的用途為一種引人注目的資源。

木質纖維素生物質可尤其為：廢品，例如甘蔗蔗渣和玉米秸稈；硬木，例如山楊和白楊；針葉木，例如松樹和冷杉；纖維素類廢物，例如回收紙漿和新聞用紙；草本生物質，例如苜蓿干草和利甘草；城市固體廢物。

例如，通過衍生自這種類型的生物質的糖類發酵，可釋放大范圍的生物制品，尤其例如乙醇、琥珀酸、乳酸、2,3-丁二醇、檸檬酸、醋酸、衣康酸、富馬酸、正丁醇。

然而，木質纖維素材料的化學組成使得難以通過發酵直接生產這些衍生物，因為它們是基本上由纖維素(C₆H₁₀O₅)_x、半纖維素(C₅H₈O₄)_m和木質素(C₉H₁₀O₃(OCH₃))_n組成的復雜碳水化合物的聚合物。

為方便生物質中的碳水化合物用于生物轉化，從而使糖類發酵最大化，有必要對生物質施加一些預處理，以溶解和分離一種或多種的其成分，特別是木質素。

生物質的預處理有以下目標：降低纖維素分子的聚合度，使其易于水解過程，避免水解和發酵過程中作為抑制劑的副產物生成，和根本上是經濟可行的。

現有各種預處理方法，其可為物理、化學或物理化學方法。

化學預處理可使用有機或無機化合物，通常使用酸、堿或有機溶劑。

在生物質的化學預處理中，離子液體也代表一種作為溶劑有希望的替代品。

Brandt等人, Deconstruction of lignocellulosic biomass with ionicliquids (用離子液體解構木質纖維素生物質) - Green Chem., 2013, 15, 550–583描述一種使用離子液體作為溶劑的生物質預處理。所描述的離子液體包含選自咪唑、吡啶、哌啶、吡咯烷、銨、硫和磷的陽離子，和選自硫酸鹽、磺酸鹽、溴化物、氯化物、碘化物、醋酸鹽、磷酸鹽和氨腈的陰離子。

Perez-Pimienta等人, Comparison of the impact of ionic liquidpretreatment on recalcitrance of agave bagasse and switchgrass（離子液體預處理對龍舌蘭蔗渣和柳枝稷難降解性的影響的比較） -Bioresource Technology 127 (2013)18-24的調查也描述離子液體為對于木質纖維素生物質的預處理而言極好的溶劑。此工作中評估的離子液體為各種濃度的1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽。

然而，在實驗室方法和工業方法中，除了具有出現平行降解反應的缺點外，基于咪唑的溶劑也存在關于反應的操作安全的風險。

因此，本發明的一個目的為提供一種備選的木質纖維素生物質的化學預處理，其無現有技術中識別的缺點。

發明內容

本發明涉及一種木質纖維素生物質的化學預處理方法，其使用由二膽堿的苯二甲酸鹽組成的離子液體作為溶劑。