[发明专利]在双组分上利用来源海藻类的半乳聚糖制备5-氯甲基-2-糠醛的方法有效

专利信息
申请号: 201280008691.9 申请日: 2012-02-16
公开(公告)号: CN103402637A 公开(公告)日: 2013-11-20
发明(设计)人: 赵镇玖;金相龙;李度勋;金博拉;郑在原 申请(专利权)人: 韩国生产技术研究院
主分类号: B01J31/02 分类号: B01J31/02;C07D307/50
代理公司: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 宋融冰
地址: 韩国忠清南道天安*** 国省代码: 韩国;KR
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摘要:
搜索关键词: 组分 利用 来源 海藻 聚糖 制备 甲基 糠醛 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种用于由来源于海藻类的半乳聚糖制备5-氯甲基-2-糠醛的酸催化剂组合物以及利用该酸催化剂组合物在双组分上由来源于海藻类的半乳聚糖制备5-氯甲基-2-糠醛的方法,更为详细地涉及一种与以往需要经过多步骤工序的方法不同地,在最佳的反应条件下使用稀盐酸和有机溶剂,从而能够以单一工序制备5-氯甲基-2-糠醛而显著降低工序费用的用于由来源于海藻类的半乳聚糖制备5-氯甲基-2-糠醛的酸催化剂组合物以及利用该酸催化剂在双组分上由来源于海藻类的半乳聚糖制备5-氯甲基-2-糠醛的方法。

背景技术

目前,石油资源由于其有限的储量和随着中国等新兴发展中国家的出现而导致的需求增加,其价格正在暴涨,而且在不久的将来石油会枯竭的预言逐渐成为现实,并且石油为不可再生的资源,根据国际条约预计需要承担莫大的环保费用,于是世界各国正在努力研究取代石油资源的方案。

为了取代这种不可逆化石资源而受到关注的最为现实的方案为应用能够再生及持续使用的碳水化合物类生物量(biomass)。现在已经有以美国和巴西等拥有广阔耕地的国家为中心的国家以甘蔗等的糖粉或玉米等的淀粉为原材料通过糖化过程(saccharification)和发酵过程(fermentation)在工业上批量生产生物乙醇。

碳水化合物类生物量可分为农作物和木材两大类,能够从这种碳水化合物类生物量中取得的碳源可以举可从农作物类生物量的供给资源中取得的淀粉或糖和可从木质类生物量的供给资源中取得的纤维素等。这种多糖类物质通过生物量供给资源的前处理过程取得,通过这种前处理过程取得的淀粉、糖或纤维素这些多糖类物质通过基于水解的糖化过程转换为己糖即葡萄糖或者果糖后,通过生物发酵工序或者化学催化工序转换为取代石油的燃料或者化学产品。

具体来讲,从碳水化合物类生物量的供给源中取得所希望的最终化合物的普通制备方法需要经过如下的多步骤工序:a)用于从原材料取得多糖类物质即淀粉、糖、纤维素的前处理工序;b)用于取得葡萄糖、果糖的糖化工序;以及c)用于取得最终化合物的生物发酵或者催化化学工序,在经过这种多步骤工序的过程中存在收率低的问题。

而且,农作物类生物量供给源使用的是粮食资源,因此由于与粮食资源共享耕地,引起国际粮食价格的上升,而且有耕作费用与油价联动的倾向,从而在国际上引起很多争论。

为了解决这种问题,木质类生物量备受关注,所述木质类生物量可将在自然界中自生成长且不与农作物共享耕地的木材、城市垃圾状态的废木材或在森林各处散落的林业副产物作为原料使用,因此能够大量供给。然而这种木质类生物量在前处理过程中难以有效地分离去除大约占含有成分的30%的坚固的木质素,并且废木质素的应用也需要大量的研究。尤其是,木质类生物量的原材料即纤维素比农作物类生物量的原材料即糖或者淀粉相比在物理和化学上稳定,因此具有转换工序的难度大的问题。

为了解决所述的问题,海洋资源作为第三代生物量备受关注。海洋资源的可用栽培面积大,而且几乎没有因使用淡水、土地、化肥等引起的成本上升现象,而且与陆地植物相比成长性优异,单位面积的产量高。而且由于没有包含木质素等不易去除的成分,因此前处理过程非常容易。因此,能够将海洋类生物量资源作为新的供给资源来使用以生产取代石油的燃料及化合物的转换技术的开发有望在无油时代中具有重要的意义。

尤其根据报道,作为海洋类生物量资源的大型海藻类的主成分琼脂糖具有与陆地植物内的纤维素不同的化学结构特征,因此易于进行化学变形。

而且,以往使用了利用纤维素制备5-氯甲基糠醛的方法,但是该方法在转换反应中需要很多费用,而且对人体有害,并且在加压条件下需要使用浓盐酸,因此工序的危险性高,而且需要有对强酸具有足够的耐性的设备。

因此,需要开发一种无需经过复杂且成本高的前处理过程及单糖化过程,比以往更为温和的条件下容易由来源于海藻类的半乳聚糖制备纯5-氯甲基-2-糠醛的方法。

发明内容

本发明是为了解决所述问题而提出的,其目的是提供一种用于由来源于海藻类的半乳聚糖制备5-氯甲基-2糠醛的酸催化剂组合物及在双组分上使用该酸催化剂组合物由来源于海藻类的半乳聚糖制备5-氯甲基-2-糠醛的方法。该酸催化剂组合物及方法与以往通过前处理和糖化过程等多步骤工序的5-氯甲基-2-糠醛的制备工艺不同地,以最佳的比例混合稀盐酸和有机溶剂,从而能够只通过简单的单一工序直接将来源于海藻类的半乳聚糖转换为5-氯甲基-2-糠醛。

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