[发明专利]一种生物质基丙二酸的制备方法

说明书

本发明提供一种生物质基丙二酸的制备方法，包括：所用原料包括纤维素、二糖、葡萄糖、葡萄糖酸、葡萄糖二酸、果糖、果糖酸、果糖二酸、甘油、甘油酸、甘油二酸、1,3‑丙二醇；该制备工艺过程包括：葡萄糖氧化反应和甘油二酸加氢氢解反应两个步骤；其中，葡萄糖氧化反应的工艺条件在20～150℃和1～50个大气压的氧气压力。甘油二酸加氢氢解反应的工艺条件在120～250℃和1～80个大气压的氢气压力。本发明具有制备工艺简单、方便，制备效果好，工作效率高等优点。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种生物质基丙二酸的制备方法。

背景技术

丙二酸是一种非常重要的化工原料，可以用来合成生物兼容性非常强的聚合物材料，用于医疗及生物兼容性材料。传统丙二酸的制备工艺是利用甲醇和一氧化碳作为原料，通过多步复杂步骤，并且加入乙腈类高毒性反应物完成的。传统工艺的效率非常低。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种利用生物质资源作为原料，可以通过简单的两步转化过程实现丙二酸的绿色合成的丙二酸制备方法。

一种生物质基丙二酸的制备方法，包括：所用原料包括纤维素、二糖、葡萄糖、葡萄糖酸、葡萄糖二酸、果糖、果糖酸、果糖二酸、甘油、甘油酸、甘油二酸、1,3-丙二醇；

该制备工艺过程包括：葡萄糖氧化反应和甘油二酸加氢氢解反应两个步骤；

其中，葡萄糖氧化反应的工艺条件在20～150℃和1～50个大气压的氧气压力。

甘油二酸加氢氢解反应的工艺条件在120～250℃和1～80个大气压的氢气压力。

进一步地，如上所述的生物质基丙二酸的制备方法，所述葡萄糖氧化反应所用金属催化剂包括一种或者多种金属，所述金属包括Pt,Pd,Rh,Ir,Au,Cu,Ni,Co；催化剂载体包括活性炭，金属氧化物，或者混合金属氧化物；金属在载体的负载量为载体重量的0.1～40％；金属催化剂、反应底物的摩尔比为1:200至1:5000。

进一步地，如上所述的生物质基丙二酸的制备方法，所用金属催化剂包括PtCu、PtCo、PtPd、PdCu、PdAu和AuCu的双金属催化剂、以及PtCuPd、PtCuPd、PtFePd、AuCuPd的三金属催化剂；

所述催化剂载体包括IVB,VB,VIB,VIIB以及镧系和锕系金属的氧化物、MgAl，ZnAl，CaAl，MgCe，ZnCe。

进一步地，如上所述的生物质基丙二酸的制备方法，甘油二酸加氢氢解反应所用金属催化剂包括一种或者多种金属，所述金属包括Pt,Pd,Rh,Ir,Au,Cu,Ni,Co；催化剂载体包括活性炭，金属氧化物，或者混合金属氧化物；金属在载体的负载量为载体重量的0.4～20％；金属催化剂、反应底物的摩尔比为1:200至1:5000。

进一步地，如上所述的生物质基丙二酸的制备方法，所用金属催化剂包括RuCo、RuPd、RuCu、PtCu和PtAu的双金属催化剂，以及PtCuPd、PtCuRu、RuCuPd、AuCuRu的三金属催化剂；

所述催化剂载体炭基载体、IVB、VB、VIB、VIIB或者镧系、锕系金属的氧化物，或者混合氧化物。

进一步地，如上所述的生物质基丙二酸的制备方法，葡萄糖氧化反应过程需要加入碱性或者酸性助剂以促进反应进行，这些碱性助剂包括IVB,VB,VIB,VIIB以及镧系和锕系金属的氢氧化物。

进一步地，如上所述的生物质基丙二酸的制备方法，葡萄糖氧化反应过程在溶剂中进行，溶剂包括极性溶剂和非极性溶剂，极性溶剂包括水、含1到5个碳的醇类和酮类；非极性溶剂包括含6到12个碳的烷烃类；反应底物和溶剂的质量比为1:100到1:2。