[發明專利]一種聚合離子液體催化山梨醇脫水制備異山梨醇的方法

有效

• 申請號: 202210893158.0
• 申請日: 2022-07-27
• 公開（公告）號: CN115010718B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 王新承;王志向;黃龍;宋永吉;易玉峰;葛明蘭
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: C07D493/04
• 分類號: C07D493/04;B01J31/06;B01J31/02
• 代理公司: 鄭州翊博專利代理事務所(普通合伙) 41155
• 代理人: 付紅莉

本發明公開了一種聚合離子液體催化山梨醇制備異山梨醇的方法，屬于催化化學和化學工程領域。所述方法包括以下步驟：固體山梨醇加熱至熔融后，向熔融的山梨醇中加入聚合離子液體作為催化劑，進行脫水反應制備異山梨醇。本發明所提供的方法使用聚合離子液體作為催化劑，具有異山梨醇收率高、選擇性好、操作簡便且污染小的優點，異山梨醇收率可達到94%。

技術領域

本發明屬于催化化學和化學工程領域，具體涉及一種聚合離子液體催化山梨醇制異備山梨醇的方法。

背景技術

山梨醇是一種來源于碳水化合物的平臺化合物，作為甜味劑廣泛存在于許多漿果和水果中。山梨醇可以通過氫解、聚合、脫水等反應制備得到一系列高附加值的生物基化學品或材料。其中，異山梨醇是山梨醇二次脫水環化的產物，它是一種重要的新型生物基化學品，可廣泛應用于食品、化妝品和醫藥等領域。

當前，國內異山梨醇的生產工藝大多采用液體酸催化、減壓蒸餾、有機溶劑萃取結晶等工藝，過程復雜、對反應設備的耐腐蝕性要求高，造成了資源浪費、環境污染等嚴重問題，導致異山梨醇的生產成本居高不下。

隨著綠色化學的觀念深入人心，環境友好的綠色高效反應體系是未來的發展趨勢。固體酸克服了液體酸的系列缺點，其表面既可以有Br?nsted酸，也可以有Lewis酸，酸強度分布寬，具有易與液相反應體系分離、不腐蝕設備、后處理簡單、對環境污染少、選擇性高等特點，可在較高溫度范圍內使用，擴大了熱力學上可能進行的酸催化反應的應用范圍。專利CN110092795B公開了采用SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃型固載酸催化山梨醇脫水的工藝，異山梨醇最高收率為80%。專利CN111253413B公開了酸性五氧化二鈮催化山梨醇脫水制異山梨醇的收率可達85%以上。而異山梨醇收率的進一步提高能夠有效地減少副反應，簡化分離純化工藝，降低生產成本，因此，開發高效催化劑一直是研究熱點。

聚合離子液體是一類新型可再生離子液體，它結合了離子液體與聚合物的特性，熱穩定性高、形態可調及耐腐蝕等，可用作催化劑或催化劑載體，是極具吸引力的一類適于生物質資源化利用的催化材料。本發明針對異山梨醇收率不高的問題，公開一種強酸活化的聚合離子液體催化體系，該催化劑對環境友好，不腐蝕生產設備，對山梨醇脫水生產異山梨醇的催化效率較高。

發明內容

針對現有技術中存在的問題和不足，本發明的目的旨在提供一種聚合離子液體催化山梨醇制異備山梨醇的方法。

為實現發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種聚合離子液體催化山梨醇脫水制備異山梨醇的方法，具體步驟為：固體山梨醇加熱至熔融后，向熔融的山梨醇中加入聚合聚合離子液體作為催化劑進行脫水反應制備制備異山梨醇。

根據上述的方法，優選地，所述聚合離子液體的添加量為固體山梨醇質量的0.1wt%～20?wt%。

根據上述的方法，優選地，脫水反應溫度為110～160℃，反應壓力為-0.09MPa，反應時間為2～10?h。

根據上述的方法，優選地，所述聚合離子液體采用以下方法制備：

（1）將C=C雙鍵取代型咪唑單體、2-溴乙胺氫溴酸、引發劑溶于溶劑中，反應得到氨基化聚合離子液體；

（2）稱取適量步驟（1）得到的聚合離子液體，向其中加入金屬鹽溶液，于20～80℃下攪拌反應1～4?h，得到金屬改性聚合離子液體；

（3）向步驟（2）得到的金屬改性聚合離子液體中加入酸溶液酸化，去除溶劑后得到目標聚合離子液體。

根據上述的方法，優選地，步驟（1）中所述C=C雙鍵取代型咪唑單體、2-溴乙胺氫溴酸的摩爾比為1～10：1。