[发明专利]一种由木质素制取邻苯二酚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及邻苯二酚的制备方法，更具体地说，一种采用木质素为原料制取邻苯二酚的方法。

背景技术

邻苯二酚是化工产业中重要的化学品。50％的邻苯二酚用作生产杀虫剂，其余的用作制取香料或药物，还可以用作显影剂。由邻苯二酚乙基化得到的乙氧基苯酚可以用来生产香兰素，香兰素是生产巧克力的重要成分。胡椒醛也是由邻苯二酚为原料制得的，胡椒醛通常用作调味剂。目前邻苯二酚的工业化生产方法是苯酚羟基化法，其过程为苯酚经氧化物(过氧酸、双氧水等)氧化可制得邻、对苯二酚，经分离可得邻苯二酚。这种方法的缺点是选择性差，有副产物间苯二酚生成。

随着化石燃料日益消耗殆尽，生物质这种可再生能源受到广泛的关注。木质纤维素主要由纤维素，半纤维素和木质素构成。有大量工作报道由纤维素降解得乙醇，糖，糠醛等化学品，而木质素就被废弃掉了。此外，造纸厂也会排放大量的含木质素的黑夜。目前，有少量木质素用于燃烧供热。由于木质素的复杂结构，增加了研究及利用它的难度。木质素是由三种苯基丙醇单体连接而成，连接方式有醚键连接和C-C键连接。因此由木质素降解得到酚类化学品是一条绿色，可持续的路线，但是由邻甲氧基苯酚得到高收率的邻苯二酚目前尚无报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，克服已有技术的选择性不高的问题，同时解决原料苯酚来源于不可再生的化石燃料的问题，提供一种基于可再生的生物质其中长当成废弃物的木质素降解得到的邻甲氧基苯酚为反应物来制备邻苯二酚，这是一条可再生，绿色的工艺，收率达到90％。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种由木质素制取邻苯二酚的方法，按照下述步骤进行：

首先，将碱木质素与溶液混合后，加入高压反应釜中，利用惰性气体进行保护，使反应釜内初始压力为0MPa，升温至250-350℃，搅拌反应1h-5h，反应结束后，抽滤，用二氯甲烷萃取，再旋蒸，得到邻甲氧基苯酚；

再采用邻甲氧基苯酚水解制取邻苯二酚，按照下述步骤进行：将邻甲氧基苯酚和酸性溶液加入到反应容器中，密闭反应容器后利用惰性气体或者氢气进行吹扫，以排除氧气，保持反应容器内压力稳定，然后升温反应一定时间后，即可得到邻苯二酚。

在上述技术方案中，与碱木质素混合的溶液为去离子水或乙醇或水和乙醇(体积比1∶1)的混合溶液，优选为0.5g碱木质素和70mL的溶液进行混合；所述的惰性气体选择氮气、氩气或者氦气。

在上述方案中，所述酸性溶液为盐酸的水溶液或者呈现酸性的盐的水溶液，例如氯化铁或者氯化铜，需要说明的是在本发明方案中，酸性溶液为邻甲氧基苯酚的水解提供酸性的水环境氛围，并进行相应的催化(在低pH的盐酸水溶液中，酸催化为主要反应路径，在接近中性或弱酸性条件下，为水催化反应)。在酸性溶液的加入量上需要确保反应体系混合之后，反应容器中反应体系的pH为1.0-2.0，优选为1.5-2.0。

在上述方案中，密闭容器后需要将其中的氧气予以排除，可选用惰性气体(例如氮气、氩气、氦气)进行，也可以选用氢气进行；在排除氧气之后，需要利用使用的气体维持反应容器内一定压力，并在反应时间内持续稳定(即不出现大幅度的变化)，为邻甲氧基苯酚的水解提供气体氛围。由实验数据发现，氢气为反应气氛比氮气做反应气氛的收率要高两倍；且氢气压力越高，收率越高，因此可选择首先利用惰性气体进行氧气排除，然后再通入氢气，最后让反应在氢气氛围内进行，容器内压力稳定在0-2MPa，更加优选0-1MPa。

在上述方案中，待容器内压力稳定后，升温进行反应，温度为280-350℃，反应时间为1h-5h，可在反应过程中通过机械或者磁力进行搅拌。

综上所述，整个反应体系的反应条件为以下几种之一：

(1)选用惰性气体为气体氛围，反应容器中反应体系的pH为1.0-2.0，优选为1.5-2.0；容器内压力稳定在0-2MPa，更加优选0-1MPa；温度为280-350℃，优选280-300℃；反应时间为1h-5h，优选1h-3h

(2)选用氢气气体为气体氛围，反应容器中反应体系的pH为1.0-2.0，优选为1.5-2.0；容器内压力稳定在0-2MPa，更加优选0-1MPa；温度为280-350℃，优选280-300℃；反应时间为1h-5h，优选1h-3h