[發(fā)明專(zhuān)利]一種異山梨醇的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010122905.1
• 申請(qǐng)日: 2020-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111253413B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王新承;郭佳星;宋永吉;黃龍;李翠清;王虹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京石油化工學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C07D493/04
• 分類(lèi)號(hào): C07D493/04;B01J23/20
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

本發(fā)明公開(kāi)了屬于催化化學(xué)和化學(xué)工程領(lǐng)域的一種異山梨醇的制備方法。所述方法包括以下步驟：制備五氧化二鈮固體酸催化劑，向固體山梨醇中加入酸性五氧化二鈮，在130℃、?0.09MPa的條件下脫水得到反應(yīng)液；將反應(yīng)液加水溶解，并過(guò)濾除去固體酸催化劑，得到過(guò)濾液；然后加入活性炭脫色，再次過(guò)濾，得到濾液；將濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去水分，并加入乙酸乙酯溶解后再重結(jié)晶；最后低溫真空離心后得到異山梨醇晶體。本發(fā)明所提供的方法使用固體酸作為催化劑，具有收率高、選擇性高、操作簡(jiǎn)便、污染小且易再生的優(yōu)點(diǎn)，異山梨醇收率可達(dá)到85％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化化學(xué)和化學(xué)工程領(lǐng)域，具體涉及一異山梨醇的制備方法。

背景技術(shù)

山梨醇于2004年被美國(guó)能源部列入十二種來(lái)源于碳水化合物的平臺(tái)化合物，作為甜味劑存在于許多漿果和水果中。山梨醇可以進(jìn)行氫解、聚合、脫水等反應(yīng)，得到一系列高附加值的生物基化學(xué)品和材料。其中二次脫水環(huán)化產(chǎn)物異山梨醇作為一種重要的新型生物基化學(xué)品，可廣泛應(yīng)用于食品、化妝品和醫(yī)藥等領(lǐng)域。

目前國(guó)內(nèi)異山梨醇的制備方法大多采用液體酸催化、減壓蒸餾、有機(jī)溶劑萃取結(jié)晶等工藝，過(guò)程復(fù)雜、對(duì)反應(yīng)設(shè)備的要求高、資源浪費(fèi)、產(chǎn)生大量沉淀、環(huán)境污染嚴(yán)重，導(dǎo)致生產(chǎn)異山梨醇的成本居高不下。

當(dāng)前綠色化學(xué)的觀念深入人心，環(huán)境友好的反應(yīng)體系是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。固體酸克服了液體酸的缺點(diǎn)，其表面既可以有酸，也可以有Lewis酸，酸強(qiáng)度分布寬，具有易與液相反應(yīng)體系分離、不腐蝕設(shè)備、后處理簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境污染少、選擇性高等特點(diǎn)，可在較高溫度范圍內(nèi)使用，擴(kuò)大了熱力學(xué)上可能進(jìn)行的酸催化反應(yīng)的應(yīng)用范圍。固體酸作為一種綠色環(huán)保型催化劑引起了人們的極大興趣,已用于各種酸催化反應(yīng)中。

目前公開(kāi)的專(zhuān)利文獻(xiàn)中，異山梨醇的制備多數(shù)采用山梨醇溶液作為原料，使用液體酸或分子篩作為催化劑。但由于山梨醇制備異山梨醇反應(yīng)為脫水反應(yīng)，使用溶液作為原料時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中需要先將溶液中的水脫除，再進(jìn)行反應(yīng)物脫水，造成了部分能源浪費(fèi)。

五氧化二鈮作為一種新型催化材料，可以作為催化劑的活性組分、助劑或載體使用。由于其獨(dú)特的酸性及氧化還原性，在許多反應(yīng)中都表現(xiàn)出了較好的催化性能，已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種異山梨醇的制備方法，采用酸性Nb₂O₅作為固體酸催化劑，以固體山梨醇為原料，制備異山梨醇，所述Nb₂O₅使用前需要經(jīng)過(guò)前處理。

所述前處理過(guò)程為：

1)稱(chēng)取Nb₂O₅和KOH于熱的研砵中研磨至粉末狀，然后焙燒制備KNbO₃；

2)將步驟1)中得到的KNbO₃固體制備KNbO₃溶液，進(jìn)行第一次攪拌，逐漸滴加酸溶液，至溶液pH值為2～3，繼續(xù)攪拌，然后升溫進(jìn)行二次攪拌，將得到的沉淀分離干燥，得到酸性Nb₂O₅。

所述步驟1)中，Nb₂O₅和KOH摩爾比為1：(2–20)，焙燒溫度為300–500℃，焙燒時(shí)間為2–6h。

所述步驟2)中酸可為硫酸、磷酸或硝酸中的一種或幾種，酸溶液濃度為0.1–10mol/L，KNbO₃溶液濃度為0.01-5mol/L，第一次攪拌溫度為40℃，攪拌時(shí)間為10min，繼續(xù)攪拌時(shí)間1h，二次攪拌溫度為80℃，攪拌時(shí)間為2h。

一種異山梨醇的制備方法，包括以下步驟：

1)稱(chēng)取固體山梨醇于反應(yīng)器中，加入酸性Nb₂O₅，攪拌均勻，得到反應(yīng)液A；