[发明专利]七氧化二铼催化氢解木质素芳醚键的方法

说明书

本发明涉及七氧化二铼催化氢解木质素芳醚键的方法，以七氧化二铼(Re₂O₇)为催化剂，以四氢呋喃为反应介质，将木质素模型化合物及木质素原材料氢解为相应芳香类化合物的新方法。该方法以木质素模型化合物及木质素原材料为反应原料，经过一步催化转化过程，在温和条件下实现木质素芳醚键高效、高选择裂解制备小分子芳香化学品。与传统木质素解聚方法相比，本发明具有鲜明特色：反应条件温和、单酚类产物选择性高、反应速度快、催化剂简单易得并具有更长的使用寿命和更高的反应活性、操作简单等优点。本发明为从可再生木质素资源出发制备芳香族化学品提供一条温和解聚策略，同时为非石油路线生产芳香族化合物开辟新途径。

技术领域

本发明提供了一种以Re₂O₇为催化剂，在温和条件下将木质素模型化合物二聚体及木质素原材料高效氢解为相应芳香类化合物方法。

背景技术

木质素是来源于木质纤维素的一种重要的可再生生物质资源，可用于制备化学品和燃料(Chem.Rev.2014,114,1827-1870)。由于木质素本身结构的复杂性和稳定性使其难以有效利用。目前大量的制浆和造纸工业的木质素没有得到有效利用，大部分通过燃烧回收的方式来处理，造成了资源的极大浪费并且造成了一定程度的环境污染(Nature 2014,515,249-252)。因此，研究高效的生物质转化技术，将木质素转化为高附加值的化学品或平台化合物，如酚类化合物等，不仅可以避免资源极大地浪费保护了环境，更重要的是可以减轻人类对石油、天然气等的依赖。现阶段，木质素应用的关键是如何高效的或有选择性的将木质素大分子裂解成较小的分子。目前主要的转化方法包括碱催化解聚、酸催化解聚、热化学转化、加氢处理解聚、氧化解聚等(Chem.Rev.2015,115,11559-11624)。由于加氢处理解聚木质素可以获得单酚类等有价值的化学品和制备烃类燃料，是目前研究的最有效的方法之一。在氢解反应中，大多数催化剂合成较复杂，并且有些催化剂需在苛刻的条件下保存，这对于有效降解木质素带来巨大的挑战。基于此，找到一种简单易得地并且温和条件下高效解聚木质素获得芳香化学品的催化剂，将具有鲜明特色，对木质素的高效利用显得尤为重要。

本发明提供的方法以Re₂O₇为催化剂，以四氢呋喃为溶剂，在氢气气氛中将木质素模型化合物二聚体及木质素原材料转化为相应的芳香类化合物。此方法反应条件温和、单酚类产物选择性高，而且催化剂简单易得并具有可重复使用，进而降低了反应成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在温和条件下Re₂O₇催化氢解木质素芳醚键的方法。以木质素模型化合物及木质素原材料为原料，以四氢呋喃为反应介质，将木质素模型化合物及木质素原材料氢解为相应的芳香类化合物新方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：在温和条件下Re₂O₇催化氢解木质素芳醚键的方法，其特征在于：以木质素模型化合物及木质素原材料为底物，以四氢呋喃做反应溶剂，并以0.01MPa-10MPa氢气为氢源，加入0.01mol％-10mol％的Re₂O₇为催化剂，在密闭高压反应釜内于60℃-220℃反应30min-24h制备单酚类化合物。

所述反应温度优选为120℃-200℃，优选初始压力0.1-6MPa，优选反应时间为30min-8h，优选Re₂O₇催化剂用量为0.1mol％-5mol％。

所述木质素模型化合物为2-(2-甲氧基苯氧基)-1-苯甲醇)，苯基苄基醚，二苯醚中的一种或两种以上。

所述真实木质素原料为：有机木质素、木质素磺酸盐、碱木质素、磨木木质素、酶解木质素、气爆木质素中的一种或二种以上。