一种路易斯酸催化木质素高效转化制备愈创木酚的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113105314A(43)申请公布日2021.07.13(21)申请号202010030719.5(22)申请日2020.01.13(71)申请人中国科学院化学研究所地址100190北京市海淀区中关村北一街2号(72)发明人孟庆磊沈晓骏韩布兴严江刘会贞(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人赵静(51)Int.Cl.C07C41/01(2006.01)C07C41/18(2006.01)C07C43/23(2006.01)C08H7/00(2012.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种路易斯酸催化木质素高效转化制备愈创木酚的方法(57)摘要本发明公开了一种路易斯酸催化木质素转化为单一化学品愈创木酚的方法。该方法是在惰性气氛下，以路易斯酸作为催化剂，催化木质素转化为愈创木酚，且愈创木酚为唯一液体产物。所述路易斯酸包括三氟甲磺酸铁，三氟甲磺酸镱，三氟甲磺酸镧中的至少一种。该方法催化体系组成简单、绿色，液体产物收率高，并且只有愈创木酚一种液体产物，其他残留物为固体。本发明为制备愈创木酚提供了新的途径，为木质素定向转化制备高附加值平台分子，尤其是来自传统化石资源路线的重要化学品，提供了新的方法，同时也为木质素资源化利用提供了新的思路。该方法是一种绿色、可持续的木质素碳资源催化转化策略，有助于降低化学工业对化石资源的依赖性。CN113105314ACN113105314A权利要求书1/1页1.一种木质素催化转化制备愈创木酚的方法，包括下述步骤：在惰性气氛下，以路易斯酸作为催化剂，催化木质素转化为愈创木酚。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述路易斯酸选自下述至少一种：三氟甲磺酸铁，三氟甲磺酸镱和三氟甲磺酸镧。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述路易斯酸用量为木质素投料质量的10-40％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述催化的反应在溶剂中进行，所述溶剂为甲醇，且甲醇与木质素的质量比为10-100：1，优选为50-70：1。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述催化体系中甲醇与水的体积比为300-450：1。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述惰性气氛为氩气气氛。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述催化的反应条件为：氩气压力0.1-1.0Mpa；温度为200-300℃，优选为250-275℃；反应时间为18-30h，优选为24h；所述催化在搅拌条件下进行，搅拌速度为600rpm。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：所述木质素的原料包括从松木、桉木以及竹材中提取得到的木质素中的一种或一种以上。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于：所述木质素的提取方法为酶解温、酸水解法或有机提取法。10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于：所述催化反应的液体产物仅为愈创木酚。2CN113105314A说明书1/6页一种路易斯酸催化木质素高效转化制备愈创木酚的方法技术领域[0001]本发明属于生物质催化转化为高附加值化学品的领域，具体涉及一种路易斯酸催化木质素高效转化制备愈创木酚的方法。背景技术[0002]现代化学工业中，愈创木酚是合成多种高附加值化学品的重要原料，如香料(香草醛，藜芦醛以及丁香酚)、农药、药物(愈创木酚甘油醚，愈创木酚钾，愈创木酚磺酸钾，黄连素，异丙肾上腺素)、植物生长调节剂等。根据全球市场调查，这些高附加值化学品的需求量在逐年增加。其中，愈创木酚甘油醚，香草醛，以及丁香酚每年的需求量大概在37000吨/年、16000吨/年、7300吨/年，这三种化学品主要由愈创木酚制备合成得到。因此，愈创木酚的全球市场年需求量非常高。目前，愈创木酚工业制备路线主要来自邻苯二酚甲基化过程。而邻苯二酚是由化石资源制备得到的昂贵化学品，同时在甲基化过程中还需加入甲醇、一氯甲烷、碳酸二甲酯或者硫酸二甲酯等甲基化试剂。众所周知，木质素是自然界分布最为广泛的芳香性可再生碳资源，尤其富含愈创木基结构单元。因此，理论上可以利用木质素结构中的愈创木基制备愈创木酚，此法潜力巨大，可降低对化石资源的依赖性。另外，若能由木质素高效定向催化转化制备愈创木酚，则愈创木酚可作为木质素平台分子而广泛应用于多种高附加值化学品的制备。同时也为全球范围内每年造纸行业所产生的木质素废液提供了一种处理方法。然而，木质素由大量惰性碳氧键、碳碳键链接而成，其高异质性，低反应活性，提高了木质素催化转化的难度。目前，一些催化方法，如加氢降解、氧化降解，水解等广泛应用于催化转化木质素制备小分子单体芳香化合物，然而，上述方法所降解