[发明专利]一种木质素甲氧基化降解制备单苯环化合物的方法

说明书

本发明涉及木质素领域，特别涉及一种木质素甲氧基化降解制备单苯环化合物的方法。该方法将木质素、甲醛、催化剂、盐酸加入封管，设置温度为30‑60℃，反应60‑240min，制得甲基化木质素；加入Ru/C、甲醇和水，通入氢气，在200‑350℃下反应0.5‑6h。反应完后，冷却、过滤除去不溶物，得到单苯环化合物的溶液。本发明利用甲醛、盐酸将木质素甲基化，随后再降解甲基化木质素，方法可以促进木质素降解并得到更高收率且含氧量更低的单苯环化合物。

技术领域

本发明涉及木质素领域，特别涉及一种木质素甲氧基化降解制备单苯环化合物的方法。

背景技术

当今社会，全球工业化的发展和日益增长的能源需求带来的环境问题愈发严重，人类亟需寻求一种清洁可再生能源用以替代化石能源，用于生产小分子芳香化工产品。生物质是自然界中唯一可再生的碳源，是理想的化石能源替代品。木质素是生物质中第二丰富的资源，是自然界含量最大的含苯环结构的可再生资源，在生产烃类燃料和高值化制备化学品方面展现出巨大的潜力。

木质素是一种具有三维网状结构的复杂非定形化合物，目前用于解聚木质素制备小分子化合物的氧化、水解、离子液体和亚/超临界等技术条件苛刻且效果不明显。同时，得到的单苯环产产物含氧量较高，对后续制备高级燃料挑战较大(EnergyFuels,2015,29(9):5835-5840.)

催化氢解木质素可以得到更高的转化率和单苯环化合物收率，因此氢解被认为是最具潜力的木质素降解技术，同时该技术也备受国内外相关学者关注(ChemSusChem,2014,7(8):2154-2158；Bioresource technology,2015,179:84-90；Bioresource technology,2016,200:14-22.)。为促进木质素讲解工业的发展，Marks等人先将C_α和C_γ的醇羟基乙酰化以提高氢解β-O-4醚键的活性，然而乙酰化过程采用的乙酰溴毒性大且易挥发(ACSCatalysis,2015,5(11):7004-7007.)。因此，发展一种木质素降解新技术对于促进木质素降解制备小分子芳香化合物具有重要意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种木质素甲氧基化降解制备单苯环化合物的方法，该发明技术可以在温和条件下将木质素进行甲氧基化改性，提高木质素降解效率，获得高收率的单苯环产物。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种木质素甲氧基化降解制备单苯环化合物的方法，包括以下步骤：

(1)将木质素、甲醛和催化剂混合后加入酸溶液进行加热反应制得甲基化木质素；

(2)将步骤(1)所得甲基化木质素与Ru/C、甲醇和水混合，通入氢气，进行降解反应得到单苯环化合物。

步骤(1)所述木质素优选为酶解木质素；由生物质除去纤维素、半纤维素后获得的木质素。

步骤(1)中，木质素与甲醛的质量比为1：1～8，优选为1：3～7，更优选为1：6。木质素与催化剂的质量比为1：0.2～0.8，优选为1：0.6。

步骤(1)所述的催化剂为ZnCl₂；BaSO₄和BaCl₂中的一种或两种以上。

步骤(1)所述反应的温度为30～60℃，时间为60～240min。优选地，所述反应的温度为50℃，时间为240min。

优选的，步骤(1)所述加热反应在二氧六环溶剂中进行；加入酸溶液后，反应体系的pH＝1～3。

步骤(1)所述木质素与步骤(2)所述Ru/C的质量比为1:0.01～0.4，优选为1:0.1～0.4。