[发明专利]制备低分子木质素衍生物的方法

说明书

技术领域

本申请涉及低分子木质素衍生物的制备方法。

背景技术

已预料到作为工业原料的化石燃料资源(例如石油或煤)的枯竭，并因此很多关注已聚焦于永久使用的生物质。生物质中的木质纤维素类生物质是极其有用的，因为它不与其它食物资源竞争。

木质纤维素类生物质由亲水性碳水化合物例如纤维素和疏水性木质素组成。所述亲水性碳水化合物(例如纤维素)被用作纸张的原材料，但是它可以通过水解过程而被用作糖供应源。所述疏水性木质素是天然的酚类聚合物，其占木质纤维素类生物质的15～20％，并且其由于复杂的结构而使得它的定量、定性的分子控制不易。进一步地，所述疏水性木质素与所述亲水性碳水化合物例如纤维素形成复杂的复合物，并因此在使用中受到限制。

为增加疏水性木质素的可用性，可以通过避免木质素再缩合(recondensation)并且借由利用基于酚的化合物和强酸处理木质纤维素类生物质来增加酚类树脂基团的含量，将疏水性木质素转换成有机溶剂可溶的形式，但是所得木质素的分子量并不像石化原材料的分子量那样低。

关于使用经降解的木质素衍生物作为其它化学反应(例如商用聚合物树脂的制备)的起始材料，木质素衍生物因其具有低的分子量而变得更加有用。

因此，需要能够以高产率容易地将木质素降解成低分子量木质素的方法以及保持所衍生的木质素的酚类OH的低等效重量的转换方法(酚类OH的等效重量＝木质素的分子量/酚类OH的数量)。

发明内容

技术问题

本发明提供低分子木质素衍生物的新型制备方法。

技术方案

根据一方面，提供了低分子木质素衍生物的制备方法，该方法包括

通过用酸水解木质纤维素类生物质制备木质素；

通过混合100重量份的木质素和500重量份或更多的酚类化合物制备第一混合物；

通过混合所述第一混合物和包括疏水极性溶剂的溶剂制备第二混合物；和

从所述第二混合物中收取低分子木质素衍生物。

本发明的有利效果

利用木质素与酚类化合物反应以高收率制备低分子木质素衍生物是可能的，所述木质素是通过用酸水解木质纤维素类生物质获得的。此外，提出可利用不易获得的/不大有用的(lessavailable)木质素衍生物作为其它化学反应例如商用聚合物树脂的制备的起始材料。

具体实施方式

在下文中，将更加详细地描述根据示例性实施方案的低分子木质素衍生物的制备方法。

根据一个实施方案，低分子木质素衍生物的制备方法包括如下步骤：制备通过使用酸水解木质纤维素类生物质而获得的木质素；通过混合100重量份的木质素和500重量份或更多的酚类化合物制备第一混合物；通过混合所述第一混合物和包括疏水极性溶剂的溶剂制备第二混合物；和从所述第二混合物中收取低分子木质素衍生物。

在所述制备方法中，与使用木质纤维素类生物质作为起始材料相比，将通过用酸水解木质纤维素类生物质获得的木质素缩合聚合物用作起始材料使得低分子木质素衍生物的产率显著改善。

因为利用酸水解获得的木质素是聚合物木质素，该聚合物木质素由于通过碳碳缩合反应增加的不溶解性从纤维素中分离出来，所以聚合物木质素一直被认为不适合被用来制备低分子木质素衍生物。相反，当在以上制备方法中使用聚合物木质素时，低分子木质素衍生物的产率可被改善。

在所述制备方法中，用于水解木质纤维素类生物质的酸可为盐酸，但并不限于此。任何只要是本领域中可使用的酸都可以使用，例如硫酸或硝酸。

在所述制备方法中，木质素是通过中和、干燥、和粉碎从木质纤维素类生物质的酸性水解物中分离的木质素所获得的干燥木质素粉末。例如，通过混合木质纤维素类生物质和酸混合使所述木质纤维素类生物质进行水解，然后通过用水洗涤所述木质纤维素类生物质直至pH达到5.0或更高来进行中和。随后，干燥和粉碎中和的木质素以获得木质素的细粉末。干燥的木质素粉末可用于本申请的制备方法中以进一步改善低分子木质素衍生物的产率。

在所述制备方法中，酚类化合物可以为选自以下的一种或多种：苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、和邻苯三酚，但并不限于此。任何只要具有苯酚骨架并且还可在本领域中使用的化合物都可以使用。