[发明专利]一种利用醛糖一步法催化制备乙醇酸甲酯的方法

说明书

本发明公开了一种利用醛糖一步法催化制备乙醇酸甲酯的方法，在密闭反应容器中加入有机溶剂，然后向有机溶剂中加入有机溶剂质量的1‑10%的醛糖、醛糖质量1‑50%的催化剂，然后通入0.1‑10 Mpa的含氧气氛，于180‑280℃反应温度下反应1‑20h，制得乙醇酸甲酯。与现有技术相比，本发明提出了一种非常廉价、高效的以醛糖为原料生产乙醇酸甲酯的方法，该方法中原料是来源广泛的生物质醛糖，反应条件温和，催化剂是活性高选择性好、副产物少，以分子氧为氧化剂，绿色环保，而且乙醇酸甲酯的得率高。

技术领域

本发明涉及精细化工领域，特别是一种利用醛糖一步法催化制备乙醇酸甲酯的方法。

背景技术

虽然目前石油、煤、天然气等化石资源仍是液体燃料的主要来源，但其具有明显的资源依赖性。化石资源供应形势的日渐严峻和环境问题的日趋严重，迫使我们寻找能够代替或者补充目前的能源格局的新型资源，目前生物质资源被认为是替代化石资源的最佳选择。纤维素（cellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖,是植物细胞壁的主要成分，是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。因此，以开发生物质醛糖的资源化利用技术路线不仅很好地利用了生物质原料的结构特征，也具有深远的科学意义和应用前景。

乙醇酸甲酯，无色透明液体。同时具有αH、羟基和酯基官能团,使得它兼 有醇和酯的化学性质。乙醇酸甲酯加氢还原制乙二醇,水解制乙醇酸,可用于生 产聚酯纤维及用作清洗剂。最重要的是乙醇酸甲酯是合成乙交酯和聚乙醇酸 (PGA)的一种新原料。其中，PGA是最简单的线性脂肪族聚酯，也是降解速度 最快的脂肪族聚酯高分子。具有良好的生物降解性和生物相容性，同时也具有 较高的机械强度，优异的可成型以及卓越的气体阻隔性，这些特性使其广泛应 用于外科手术的海绵，纱布，手术缝合线，医务包衣，人体组织的休息和固定材料等。

目前，乙醇酸的合成方法主要有氯乙酸水解法、氰化法、甲醛羰基化法、草酸电解还原法、草酸二甲酯加氢法等。我国对于乙醇酸的研发起步较晚，氰化法是我国目前大批量生产乙醇酸的主要方法，但此法原料剧毒，产品质量不高，而且对环保不利，不能满足未来市场的需求。而煤化工经过合成气制备草酸二甲酯再加氢制备乙醇酸甲酯，仍具有过渡依赖化石资源、工艺复杂、技术路线较长、能耗高且经济性低等不足。

目前，还没有文献以及专利报道直接从葡萄糖等生物质醛糖直接出发高效率的催化合成乙醇酸甲酯的方法。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种利用醛糖一步法催化制备乙醇酸甲酯的方法，采用葡萄糖等生物质醛糖等作为原料，在含氧气氛下氧化醇解产生乙醇酸甲酯。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种利用醛糖一步法催化制备乙醇酸甲酯的方法，包括以下步骤：

在密闭反应容器中加入有机溶剂，然后向有机溶剂中加入有机溶剂质量的1-10%的醛糖、醛糖质量1-50%的催化剂，然后通入0.1-10 Mpa的含氧气氛，于180-280℃反应温度下反应1-20h，制得乙醇酸甲酯。

进一步地，所述的醛糖为葡萄糖、甘露糖、半乳糖、阿罗糖、淀粉、麦芽糖、菊粉、蔗糖、纤维二糖和纤维素中的一种。

进一步地，所述催化剂为苯酚、酪氨酸、苯丙氨酸、4-丙基苯酚、水杨酸、对苯二醌、苯二酚中的一种。

优选地，所述有机溶剂为甲醇。

优选地，所述醛糖的质量为有机溶剂质量的1%。

优选地，所述催化剂的质量为醛糖质量1%。

优选地，所述反应温度为220℃，反应时间为4h。

优选地，所述含氧气氛为4Mpa的空气。