一种利用纤维素制备羟基丁酮的方法.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CN110922310A(43)申请公布日2020.03.27(21)申请号201911255720.1(22)申请日2019.12.10(71)申请人北京大学地址100080北京市海淀区颐和园路5号(72)发明人刘海超陈超(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人吴爱琴(51)Int.Cl.C07C45/00(2006.01)C07C49/17(2006.01)B01J23/652(2006.01)B01J23/888(2006.01)权利要求书1页说明书8页(54)发明名称一种利用纤维素制备羟基丁酮的方法(57)摘要本发明提供一种利用纤维素制备羟基丁酮的方法。包括：将纤维素置于水中，在氢气气氛和催化剂的作用下，反应，得到1-羟基-2-丁酮和3-羟基-2-丁酮。所述催化剂由组分A和组分B组成；组分A为钨基化合物(主要活性组分)，组分B通过将8、9、10族过渡金属铁、钴、镍、钌、铑、钯、铱、铂中的一种或几种作为第二金属组分负载于一种或多种多孔材料上制备得到。催化剂能够在200-260℃，反应体系初始压力为20atm－80atm的水热条件下实现纤维素高效、高选择性、高收率催化转化为1-羟基-2-丁酮。与现有的1,2-丁二醇为反应原料的1-羟基-2-丁酮的工业合成路线相比较，本发明所提供的反应具有原料为可再生资源、反应过程绿色环境友好、产物附加经济价值高。CN110922310ACN110922310A权利要求书1/1页1.一种制备羟基丁酮的方法，为，以纤维素为原料一锅反应制备得到1-羟基-2-丁酮和3-羟基-2-丁酮。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：将纤维素置于水中，在氢气气氛和催化剂的作用下，反应，得到1-羟基-2-丁酮和3-羟基-2-丁酮。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述催化剂由组分A和组分B组成；所述组分A为钨基化合物，所述组分B通过将8、9、10族过渡金属中的一种或几种作为第二金属组分负载于一种多孔材料载体或几种多孔材料构成的复合载体上制备得到。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述钨基化合物为WO3；组分B中，所述8、9、10族过渡金属选自：铁、钴、镍、钌、铑、钯、铱、铂；所述多孔材料选自：活性炭、氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化铌、氧化锡；第二金属组分在多孔材料上的负载量为0.5％-4％。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：组分A与组分B的质量比为：3：1；所述催化剂的添加量为0.1－0.4g/g纤维素。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述反应的温度为200℃-260℃，时间为0.5-5小时。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述反应在240℃下反应0.5小时。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：反应体系初始压力为20atm－80atm，具体可为40atm。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于：所述纤维素为微晶纤维素和/或天然纤维素。10.由组分A和组分B组成的催化剂在纤维素加氢降解制备羟基丁酮中的应用；所述组分A为钨基化合物，所述组分B通过将8、9、10族过渡金属中的一种或几种作为第二金属组分负载于一种多孔材料载体或几种多孔材料构成的复合载体上制备得到。2CN110922310A说明书1/8页一种利用纤维素制备羟基丁酮的方法技术领域[0001]本发明属于有机合成领域，具体涉及一种利用纤维素制备羟基丁酮的方法。背景技术[0002]生物质作为一种广泛存在的可再生碳资源，被认为可以替代化石资源制备液体燃料和化学品。在生物质中，纤维素是主要组分，其有效转化是生物质利用的关键。纤维素是葡萄糖通过糖苷键聚合而成的高分子，将其解聚为小分子量的平台分子，再将它们转化为其它重要的化学品是纤维素转化的一条可行途径。[0003]多元醇被视为纤维素转化的一类重要平台分子，目前从纤维素出发合成多元醇的方法比较有限。已有的方法主要集中在山梨醇和甘露醇等六碳多元醇的生产上，采用酸水解纤维素再耦合Ru/C等加氢催化剂。从纤维素出发也可获得二碳和三碳(C2-C3)等低碳数的多元醇。比如采用碳化钨(W2C)和镍(Ni)为催化剂，纤维素直接转化得到了乙二醇；采用WO3和Ru/C催化剂，得到了丙二醇。但类似的纤维素直接转化为四碳(C4)化合物的方法欠缺，较高产率获得1-羟基-2-丁酮和3-羟基-2-丁酮还未见报道。[0004]1-羟基-2-丁酮可用于合成抗结核药乙胺丁醇等，是一类非常重要的有机中间体。3-羟基-2-丁酮(乙偶姻)作为一种具有令人愉快的香味物质，广泛应用于食品行业中。同时，作为美国能源部优先开发的平台化合物，