【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物质化学利用
,涉及一种化工中间体生产技术,特别涉及一种纤维素基磺酸催化剂催化果糖制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)的方法。
技术介绍
随着社会的快速发展,人类对能源的需求越来越大。据报道,目前96%的有机化学品和86%的能源由化石原料提供。然而经过一个世纪的开发使用,不可再生的化石能源和伴随其应用而产生的环境问题迫使人们寻找可持续绿色能源。生物质能作为一种碳中性(carbon-neutral)的可再生能源受到人们的关注(Science, 2006, 311, 484)。生物质能不同于太阳能,风能等其能量是以化学键能的形式存在,这个特性使得生物质不仅可以用于发电和产热,还可以用作液态燃料和化学品的碳源(Angew Chem Int Ed, 2011,50, 10502)。5-HMF是一种来源于生物质的重要平台化合物,被认为是在塑料和精细化工方面石化工业的重要替代品。果糖是一种常见的六碳酮糖,可以在酸催化下脱去三分子水直接转化为5-HMF。用于果糖转化的催化剂主要包括传统矿物酸(HCl,H2SO4),有机酸(甲酸,乙酰丙酸等),路易斯酸(过渡金属卤化物)和固体酸(强酸改性的固体无机酸,强酸性离子交换树脂)等,但这些催化剂存在各种缺点,如矿物酸腐蚀设备严重,难以回收利用;有机酸效率低;过渡金属盐污染严重,不易分离;强酸性离子交换树脂虽然具有较高的转化率,但仍是基于石油的化工产品, 具有不可持续性。生物质基催化剂是以生物质为载体,表面负载具有催化作用的酸碱基团的固体催化剂。由于其活性高,结构稳定和廉价易得受到研究者的关注。申请号 ...
【技术保护点】
一种纤维素基磺酸催化剂催化果糖制备5‑羟甲基糠醛的方法,其特征在于,包括以下操作步骤:(1)将纤维素基磺酸催化剂、异丙醇和果糖加入到水热反应釜中进行反应;(2)将反应液过滤,回收催化剂,将滤液中的异丙醇常压蒸出后萃取分离得到5‑羟甲基糠醛和果糖。
【技术特征摘要】
1.一种纤维素基磺酸催化剂催化果糖制备5-羟甲基糠醛的方法,其特征在于,包括以下操作步骤: (1)将纤维素基磺酸催化剂、异丙醇和果糖加入到水热反应釜中进行反应; (2)将反应液过滤,回收催化剂,将滤液中的异丙醇常压蒸出后萃取分离得到5-羟甲基糠醛和果糖。2.根据权利要求1所述的一种纤维素基磺酸催化剂催化果糖制备5-羟甲基糠醛的方法,其特征在于:步骤(1)所述纤维素基磺酸催化剂按照以下方法制备得到:将纤维素加入异丙醇/水混合溶剂中,滴加质量百分数为25~30%的氢氧化钠溶液,在室温条件下进行搅拌;滴加1,4- 丁烷磺内酯的丙酮溶液后反应4~8h ;室温放置8~12h后倒入甲醇中,醋酸中和至中性,过滤,真空干燥10~18h后,质子交换得到以1,4_ 丁烷磺内酯为磺酸源的纤维素基磺酸催化剂。3.根据权利要求2所述的一种纤维素基磺酸催化剂催化果糖制备5-羟甲基糠醛的方法,其特征在于:所述纤维素为α-纤维素;所述纤维素的质量为每毫升异丙醇/水混合溶剂中使用0.1~0.15g纤维素;所述氢氧化钠溶液中的NaOH和纤维素的无水葡萄糖单元的摩尔比为1:1~3:1 ;所述1,4_ 丁烷磺内酯的丙酮溶液中的1,4-丁烷磺内酯和纤维素的无水葡萄糖单元的摩尔比为1:1~3:1。4.根据权利要求2所述的一种纤维素基磺酸催化剂催化果糖制备5-羟甲基糠醛的方法,其特征在于:所述异丙醇/水混合溶剂中异丙醇和水的体积比为9:1 ;所述在室温条件下进行搅拌的时间为I~4h ;所述滴加1,4- 丁烷磺内酯后反应的温度为...
【专利技术属性】
技术研发人员:李雪辉,李珍珍,马浩,王芙蓉,于英豪,王乐夫,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东;44
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