一种疏水性深度低共熔溶剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种疏水性深度低共熔溶剂及其制备方法和应用。本发明专利技术通过选用特定的氢键供体和氢键受体在摩尔比为1:1～10:1时制得疏水性深度低共熔溶剂，所述疏水性深度低共熔溶剂具有良好萃取效果，对含有低、中、高浓度的乙酰丙酸的水溶液均具有优良的萃取效果。有效解决了现有技术中对含有中高浓度乙酰丙酸溶液萃取效率低、萃取乙酰丙酸水溶液初始浓度范围较窄的问题。将本发明专利技术的疏水性深度低共熔溶剂应用于乙酰丙酸分离，萃取过程简单且初始乙酰丙酸浓度范围宽。酰丙酸浓度范围宽。

【技术实现步骤摘要】
一种疏水性深度低共熔溶剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于分离纯化
，具体涉及一种疏水性深度低共熔溶剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]乙酰丙酸(Levulinic acid,LA)，又名4
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氧化戊酸、左旋糖酸或戊隔酮酸，是一种重要的平台化合物，分子中既有羧基又有酮羰基，能够进行酯化、氧化还原、取代、聚合等多种反应，广泛应用于手性试剂、生物活性材料、聚合物、润滑剂、吸附剂、填料、电池、防冻剂、防腐剂、表面活性剂、油墨和电子产品等众多领域。乙酰丙酸可以从木质纤维素类生物质资源水解生成的单糖经酸催化制备5
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羟甲基糠醛(5
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HMF)中间产物后进一步水合得到。但是，木质纤维素类生物质资源转化为乙酰丙酸的过程是一个复杂的反应过程，过程中生成的乙酰丙酸和甲酸都是羧酸类物质，都有较强的亲和力，易溶于水，同时降解产物中还含有未反应的糖，中间产物5
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HMF以及其它小分子副产物和高聚物副产物。因此要得到纯度较高的产品，必须对降解产物混合物进行分离纯化，从木质纤维素水解液中分离出乙酰丙酸，分离纯化是制备生产乙酰丙酸过程中重要的环节之一。
[0003]目前乙酰丙酸常用的分离方法有减压蒸馏法、吸附法、有机溶剂萃取法等。液液萃取法具有节能环保、操作容易等特点，是目前分离有机酸的主要技术手段之一。其中，单一有机溶剂萃取法的工艺比较成熟，适合从水溶液中提取乙酰丙酸的有机溶剂有很多，如环己酮、甲基异丁基酮、乙酸丁酯等。但是该方法存在对乙酰丙酸萃取效率低、萃取物分离困难等问题。
[0004]现有技术中公开了一种以磷酸三丁酯为络合剂，以乙酸乙酯为助溶剂，以甲苯为稀释剂，以氯化钠为无机盐，虽然可以有效提高乙酰丙酸的萃取效率，但是存在所需试剂繁多的问题；为了解决上述问题，现有技术公开了一种采用癸酸
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三正辛基氧化磷的深度低共熔溶剂萃取乙酰丙酸，萃取效率虽然可以有效提高，但是萃取效率并不算高，且主要集中在含有中、低浓度乙酰丙酸的水溶液，萃取的乙酰丙酸水溶液初始浓度范围较窄(不高于15g/L)。因此，亟需开发一种高萃取效率的萃取剂，对较宽浓度的乙酰丙酸溶液均可以有效萃取，优化其对有机酸的萃取条件用于生物质资源水解液中乙酰丙酸的萃取分离。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供了一种疏水性深度低共熔溶剂。所述疏水性深度低共熔溶剂具有较好的萃取性能，相对于现有技术，萃取效率提高；对含有低、中、高浓度的乙酰丙酸水溶液均具有较好的萃取效果，有效解决了现有技术中萃取的乙酰丙酸水溶液初始浓度范围较窄的问题。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供所述疏水性深度低共熔溶剂的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供一种疏水性深度低共熔溶剂在分离纯化有机酸中的应用。
[0008]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：
[0009]一种疏水性深度低共熔溶剂，由氢键供体和氢键受体组成，所述氢键供体为正丁醇、仲辛醇、薄荷醇中的一种或几种；所述氢键受体为三辛胺、四丁基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、甲基三辛基氯化铵、甲基三苯基溴化膦、苄基三苯基氯化膦中的一种或几种；
[0010]所述氢键供体和氢键受体的摩尔比为1:1～10:1。
[0011]专利技术人通过实验发现，通过将特定种类的氢键供体和氢键受体按特定配比进行组合，所得的疏水性深度低共熔溶剂，对有机酸特别是乙酰丙酸具有优异的萃取效果，对含有中、高浓度乙酰丙酸的水溶液也具有良好的萃取效果。
[0012]优选地，所述氢键供体为正丁醇、仲辛醇、薄荷醇中的一种或几种，所述氢键受体为三辛胺。
[0013]更优选地，所述氢键供体为正丁醇，所述氢键受体为三辛胺。
[0014]优选地，所述氢键供体和氢键受体的摩尔比为3:1～10:1。
[0015]更优选地，所述氢键供体和氢键受体的摩尔比为8:1～10:1。
[0016]所述疏水性深度低共熔溶剂的制备方法，包括以下步骤：
[0017]将氢键供体和氢键受体混合，搅拌至液体均相澄清即得疏水性深度低共熔溶剂。
[0018]一种采用疏水性深度低共熔溶剂分离乙酰丙酸的方法，包括以下步骤：将上述方法中疏水性深度低共融溶剂与待萃取液混合，再依次萃取、静置、分离，所述待萃取液为生物质水解液或/和含有乙酰丙酸的水溶液。
[0019]如果有需要地，可以调节生物质水解液或/和含有乙酰丙酸的水溶液pH。优选地，所述生物质水解液或/和含有乙酰丙酸的水溶液pH值为1～4。
[0020]更优选地，所述生物质水解液或/和含有乙酰丙酸的水溶液pH值为1～3。
[0021]优选地，所述生物质水解液或/和含有乙酰丙酸的水溶液中乙酰丙酸浓度不超过500g/L。
[0022]更优选地，所述生物质水解液或/和含有乙酰丙酸的水溶液中乙酰丙酸浓度为5～150g/L。
[0023]本专利技术中，可以参考现有的乙酰丙酸液液萃取常用的萃取剂与生物质水解液或/和含有乙酰丙酸的水溶液的体积比范围。优选地，所述疏水性深度低共融溶剂与生物质水解液或/和含有乙酰丙酸的水溶液的体积比为2:1～1:3。
[0024]更优选地，所述疏水性深度低共融溶剂与生物质水解液或/和含有乙酰丙酸的水溶液的体积比为2:1～1:1。
[0025]更优选地，所述疏水性深度低共融溶剂与生物质水解液或/和含有乙酰丙酸的水溶液的体积比为2:1。
[0026]本专利技术中，可以参考现有的乙酰丙酸液液萃取常用的萃取温度。优选地，所述萃取温度为20～60℃。
[0027]更优选地，所述萃取温度为20～30℃。
[0028]本专利技术中，可以参考现有的乙酰丙酸液液萃取常用的萃取时间。优选地，萃取时间为0.5～8h。
[0029]更优选地，萃取时间为0.5～4h。
[0030]优选地，调节生物质水解液或/和含有乙酰丙酸的水溶液pH的酸为盐酸、硫酸、醋
酸中的一种或几种，碱为氢氧化钠。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0032]本专利技术提供一种疏水性深度低共熔溶剂，所述疏水性深度低共熔溶剂，在不同初始浓度乙酰丙酸分离中均具有优良的萃取效果，操作简单，条件易控，对含有低、中、高浓度的乙酰丙酸水溶液均具有较好的萃取效果，有效解决了现有技术中萃取的乙酰丙酸水溶液初始浓度范围较窄、萃取效率较低的问题。本专利技术提供的疏水性深度低共熔溶剂应用于乙酰丙酸萃取可在较短时间内达到平衡效果，能够实现对乙酰丙酸的快速高效萃取分离。
具体实施方式
[0033]下面结合具体实施例对本专利技术做出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
[0034]除非特别说明，以下实施例所用试剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种疏水性深度低共熔溶剂，其特征在于，由氢键供体和氢键受体组成，所述氢键供体为正丁醇、仲辛醇、薄荷醇中的一种或几种；所述氢键受体为三辛胺、四丁基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、甲基三辛基氯化铵、甲基三苯基溴化膦、苄基三苯基氯化膦中的一种或几种；所述氢键供体和氢键受体的摩尔比为1:1～10:1。2.根据权利要求1所述疏水性深度低共熔溶剂，其特征在于，所述氢键供体为正丁醇、仲辛醇、薄荷醇中的一种，所述氢键受体为三辛胺。3.权利要求1～2任一项所述疏水性深度低共熔溶剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氢键供体和氢键受体混合，搅拌至液体均相澄清即得疏水性深度低共熔溶剂。4.权利要求1～2任一项所述疏水性深度低共熔溶剂在分离纯化有机酸中的应用。5.一种采用疏水性深度低共熔溶剂分离乙酰丙酸的方法，其特征在于，将权利要求1～2任一项所述疏水性深度低共熔溶剂与待萃取液混合，再依次萃取、...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓清，麦颖琳，王铁军，温晓林，冼晓玲，胡蕾，张晓东，郑晓洁，陶顺辉，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：