The invention discloses a safe production method for catalytic oxidation of biomass vanillin. In the present invention, 4_methylguaiacol, eugenol or isoeugenol and other biomass raw materials are mixed with catalyst, alkali and methanol to prepare oxidation solution, and then catalytic oxidation is carried out in a loop reactor. After the oxidation reaction, biomass vanillin is obtained by neutralization, extraction, distillation and crystallization. The intrinsic safety of the oxidation process can be realized by ensuring a higher partial pressure of methanol and avoiding the explosion zone of methanol-oxygen mixture produced in the oxidation process. The yield of vanillin was over 70% and the purity of the product was over 99%. The carbon isotope detection of vanillin met the requirements of biomass vanillin.
【技术实现步骤摘要】
一种生物质香兰素的催化氧化安全生产方法
本专利技术属于合成香料
,具体的说,涉及一种生物质香兰素的催化氧化安全生产方法。
技术介绍
香兰素,俗名香草醛和香兰醛,化学名称为4-羟基-3-甲氧基苯甲醛,为一种光谱型香料,具有浓郁奶香气息。香兰素是一种重要的香料,目前全球香兰素的生产量达到18000吨以上,多用于食品、日常用品、医疗、酿酒和烟草等行业。可通过植物提取法、生物转化法和化学合成法得到。植物提取法是获取天然香兰素最直接的方法,香兰素在许多精油及植物中均有发现,在香荚兰豆中含量最高。该法获得的香兰素属于天然产品,香气浓郁。但在香荚兰豆种植过程中需要对花朵进行人工授粉,劳动强度要求高、难以大规模栽种,故该法远远不能满足市场需求。生物转化法具有清洁、污染少、生产安全、产品接近天然等优点,但是反应体系过于复杂,产物香兰素对酶或微生物具有一定毒性,收率和转化率都较低,香兰素的分离工艺复杂,所用成本高,生物转化过程中代谢产物的残留还会降低产品品质和安全性。市场上的香兰素多来自于化学合成法,包括黄樟素法、木质素法、对甲酚法、4-甲基愈创木酚法、对羟基苯甲醛法、愈创木酚法等。目前,化学合成法普遍采用的是乙醛酸法,即愈创木酚和乙醛酸在碱性条件下缩合生成3-甲氧基-4-羟基扁桃酸,在催化剂作用下被氧化为3-甲氧基-4-羟基苯乙酮酸,脱羧成为香兰素,再经过萃取、精馏、稀乙醇结晶得到香兰素纯品。乙醛酸法使用石油来源生产的愈创木酚和乙醛酸为原料,这些原料由于长期深埋在地方,不能参与地表的碳循环过程,其所含的碳14同位素基本为零,所以行业中将以石油资源为原料合成的香兰素称为 ...
【技术保护点】
1.一种生物质香兰素的催化氧化安全生产方法,其特征在于,其以生物质来源的4‑甲基愈创木酚、丁香酚或异丁香酚为原料,以氧气为氧化剂,以甲醇为溶剂,在强碱和混合催化剂作用下,在回路反应器中经催化氧化反应合成香兰素;其中:混合催化剂选自钴盐、镍盐和铜盐中的两种或三种;反应温度在70‑100℃之间;氧气分压维持在相应反应温度下甲醇‑氧混合气体的爆炸范围以下;所述相应反应温度下甲醇‑氧混合气体的爆炸范围采用如下不同温度下甲醇‑氧混合气体可发生爆炸的最低氧气浓度进行表征:①温度为70℃时,饱和蒸气压为125.1Kpa,氧气分压为0.024MPa,氧气分压为16.1%;②温度为80℃时,饱和蒸气压为180.7Kpa,氧气分压为0.027MPa,氧气分压为13.0%;③温度为90℃时,饱和蒸气压为254.9Kpa,氧气分压为0.037MPa,氧气分压为12.7%;④温度为100℃时,饱和蒸气压为352.4Kpa,氧气分压为0.047MPa,氧气分压为11.7%。
【技术特征摘要】
1.一种生物质香兰素的催化氧化安全生产方法,其特征在于,其以生物质来源的4-甲基愈创木酚、丁香酚或异丁香酚为原料,以氧气为氧化剂,以甲醇为溶剂,在强碱和混合催化剂作用下,在回路反应器中经催化氧化反应合成香兰素;其中:混合催化剂选自钴盐、镍盐和铜盐中的两种或三种;反应温度在70-100℃之间;氧气分压维持在相应反应温度下甲醇-氧混合气体的爆炸范围以下;所述相应反应温度下甲醇-氧混合气体的爆炸范围采用如下不同温度下甲醇-氧混合气体可发生爆炸的最低氧气浓度进行表征:①温度为70℃时,饱和蒸气压为125.1Kpa,氧气分压为0.024MPa,氧气分压为16.1%;②温度为80℃时,饱和蒸气压为180.7Kpa,氧气分压为0.027MPa,氧气分压为13.0%;③温度为90℃...
【专利技术属性】
技术研发人员:毛海舫,王洪潮,胡晓钧,刘吉波,章平毅,靳苗苗,王朝阳,王浩,朱炽雄,陈红,
申请(专利权)人:上海应用技术大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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