[发明专利]一种木质素直接氢解制备酚类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质炼制领域，具体涉及一种木质素直接氢解制备酚类化合物的方法。

背景技术

伴随着全球变暖及化学品和液体燃料日益减少，能源与环境问题日益成为各界人士关注的焦点。化石能源不可再生，生物质作为可转化液体燃料及化学品的可再生资源将成为一种发展趋势。木质素是生物质的重要组成部分之一，是存量仅次于纤维素的天然有机物。但其利用率却相当低，有超过95%的木质素以造纸副产物或废产物的形式产生，还有很少一部分用于燃烧获取热能，造成了资源浪费及环境污染。高效的利用木质素，目前成为人们探究的热点。

木质素是由苯丙烷结构单元通过醚键和碳碳键连接而成的一种复杂的酚类聚合物。酚类化合物是非常重要的有机化工原料，广泛应用于化学、化工、医药、食品、材料等领域。可以用于制造酚醛树脂，经分离纯化后可用作杀菌剂，消毒剂，是香料、燃料，药物的中间体，用于合成医药、染料、橡胶防老剂、单体阻聚剂、石油抗凝剂等。因此，木质素催化氢解制备酚类化合物，将会带来巨大的效益，具有重要意义。

专利CN102653506A公开了一种在惰性气氛中，280°C-300°C条件下，碱木质素制取邻苯二酚类的方法。专利CN1583695A将制浆废液中的木质素分离，在高压釜中高温高压氢解获得了不同级分的酚类化合物。文献（Appl.Biochem.Biotechnol.，1988，17，151）采用溶剂型木质素为原料，以Co-Mo/Al₂O₃为催化剂，反应温度为400°C-450°C，压力为10MPa-15MPa，获得了收率10%的苯酚。专利US4647704公开了一种Ni-W/SiO₂-Al₂O₃负载型催化剂，反应温度为300°C-450°C，反应压力为3.5MPa-24MPa，得到收率为30%酚类化合物。我们在专利CN102372607A中也曾报道过，在氢气压力为4MPa-8MPa的条件下，金属纳米粒子催化作用下，碱木质素于水相中，加氢降解制备单苯环酚类化合物。专利CN102173980A在固体酸催化作用下，在高沸点有机反应介质中，采用四氢萘及苯酚作为供氢溶剂，将工业木质素热化学转化制备了酚类化合物。专利CN102964392A以四氢萘、二氢蒽、茚满、十氢萘、环己烷、二氢菲、异丙醇等为供氢剂，在酸催化作用下，采用微波技术强化木质素降解制备了小分子酚类化合物。文献（Energy Environ.Sci.,2013,6,994）采用Ni/C催化剂，无需外加氢源，以桦木为原料氢解，得到酚类化合物，木质素转化率为54%。文献（J.Am.Chem.Soc.,2011,133(35),14090），在300°C-320°Cand160-220bar压力下，以超临界甲醇为反应介质，将纤维素和生物质一步催化转化生成了C₂-C₆的脂肪醇。

上述对于木质素的氢解，绝大多数需要外加氢源，在高温高压条件下进行，对于设备的要求比较苛刻，能耗大。少数报道虽然反应条件较为缓和，但酚类收率较低，或者需要高沸点反应介质的存在，或者以四氢萘等为供氢剂，而此类供氢剂的价格相对昂贵。

发明内容

为解决上述问题，从而更有效的利用大量废弃的木质素，本发明提供了一种木质素直接氢解的方法，目的是提供一种非石化来源酚类化合物的制备方法，具有一定的应用价值与前景。