[发明专利]一种甲基葡萄糖苷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及甲基葡萄糖苷的制备，尤其是涉及以纤维素为原料，然后结合在甲醇介质中， 酸性催化剂存在下，纤维素和甲醇催化反应直接制备甲基葡萄糖苷的新途径及相关酸催化剂。

背景技术

本发明所述甲基葡萄糖苷指α-和β-甲基葡萄糖苷(MEG)。甲基葡萄糖苷是一种非还原性的 葡萄糖衍生物，具有独特环状结构的四羟基多元醇，有优良的化学性能，主要应用于硬质聚 氨酯泡沫、密胺和酚醛树脂、织物精整、粘合剂、化妆品、涂料和表面活性剂等工业。用作 聚醚、聚酯等多元醇合成中的起始原料，可改善与发泡剂的配伍性，使得泡沫耐压强度、尺寸 稳定性、耐温性等得到提高。其效果明显优于其它多元醇。该产品还可以作为树脂调节剂，所 得树脂可用于装饰板、胶合板、玻璃棉、岩棉等绝缘材料及建筑材料；还可以用于蜜胺树脂和 酚醛树脂共聚单体代用组分，可增强其流动性，加快硬化速度；还可用于三聚氰胺甲醛、酚醛、 脲醛等粘合剂的改性剂，提高胶的韧性和稳定性，降低游离醛含量。目前此产品在国外已广泛应 用于各行各业中，国内的应用也正在兴起，是很有竞争力的发展型未来产品。

目前国内外甲基葡萄糖苷合成技术主要有葡萄糖工艺和淀粉工艺两种。葡萄糖工艺转化 率较高，收率也高，工艺流程较为简单，但成本相对较高；淀粉工艺是先将淀粉水解成葡萄糖再苷 化，虽然原料成本相应降低，但是工艺流程较葡萄糖工艺要长，收率也要低些(参见中国专利 CN 1047297A)。且该工艺中使用的淀粉需通过其它途径生产所得，在成本和规模上受到限制。

纤维素是由葡萄糖通过β-1，4糖苷键连接而成的高分子聚合物，也是自然界最为丰富的 生物质，主要来源于树木、棉花、麻类植物和其它农副产品，是自然界中取之不尽、用之不 竭的可再生资源。每年大约有1.5×10¹²吨经光合作用而合成。2001年，Ishikawa (Ishikawa.Cellulose 2001，8，(3)，189-195)报道了甲醇在超临界条件下可以转化纤维素制甲基 葡萄糖苷，但是收率未超过35wt％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用的反应底物来源丰富，不会与粮食如淀粉竞争，整个工 艺过程简单，甲基葡萄糖苷的摩尔最高收率可达到65％的甲基葡萄糖苷的制备方法。

本发明的技术方案是直接以纤维素作为原料，利用纤维素与使用酸催化剂进行催化醇解 反应直接制备甲基葡萄糖苷。

本发明的具体步骤为：

将纤维素、甲醇和酸催化剂混合，加入高压釜，充入氮气排空，反应后，冷却，即得甲 基葡萄糖苷。

按质量比，纤维素∶甲醇∶酸催化剂最好为(0.1～1)∶(8～40)∶(0.02～0.5)。

所述纤维素最好为微晶纤维素。

所述酸催化剂最好选自硫酸(H₂SO₄)、杂多酸(H₃PW₁₂O₄₀)、杂多酸铯盐(Cs_xH_3-xPW₁₂O₄₀)、 磺化的固体酸(S-C-lignin-a-b)等中的一种。

所述氮气的压力最好为0～5MPa，反应的温度最好为140～210℃，反应的时间最好为 0.3～10h。

所述杂多酸的制备方法可采用以下步骤：

按催化剂组成比将Na₂WO₄和Na₂HPO₄用水溶解，搅拌后加入H₂SO₄，经乙醚萃取，干 燥，研磨，得杂多酸。所述H₂SO₄的浓度按质量百分比最好为90％，所述萃取最好以无水乙 醚萃取3次，所述干燥最好用100℃干燥20h。