[发明专利]一种催化木质素酚类选择性脱甲氧基制备苯酚或烷基苯酚的方法

说明书

本发明公开了一种催化木质素酚类选择性脱甲氧基制备苯酚或烷基苯酚的方法及其专用催化剂。所述方法将木质素酚类物质与氢气在Co、Fe双金属负载型催化剂存在的条件下催化木质素酚类物质选择性脱甲氧基生成(烷基)苯酚。本发明制备的催化剂不仅价格廉价，而且具有高的催化活性和选择性，对单一木质素酚类化合物以及木质纤维素类生物质解聚获得的含酚类生物油同样具有很好的活性。使用本发明方法可实现木质素酚类高效转化制备(烷基)苯酚，且反应条件温和，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物质能源利用的技术领域，具体涉及一种催化木质素酚类选择性脱甲氧基制备苯酚或烷基苯酚的方法及其专用催化剂。

背景技术

随着化石资源的快速消耗，开发可再生的生物质资源来部分取代传统化石资源迫在眉睫。木质素作为木质纤维素类生物质的重要组成部分含有大量的苯环结构。当前木质素酚类的转化研究主要集中于制备环己醇类及环烷烃类化合物，但选择性脱甲氧基制备(烷基)苯酚的报道却很少。这是由于木质素酚类脱甲氧基需要较苛刻的反应条件(200℃)，在这样的反应条件下苯环很容易发生加氢从而生成环己醇类化合物。所以催化木质素酚类选择性的脱甲氧基制备(烷基)苯酚具有重要意义。

目前关于木质素酚类选择性脱甲氧基制备(烷基)苯酚的报道极少，Sievers等使用Ce0.6Zr0.4O2在极高反应温度375℃条件下愈创木酚脱甲氧基制备苯酚，收率只有59％。碳化钼基催化剂在300-350℃条件下也被用于催化该反应，苯酚最佳收率达75％。该方法反应温度较高且碳化钼催化剂制备过程复杂。Zhao等使用贵金属Ru-Ni/HZSM-5催化剂催化愈创木酚脱甲氧基，在240℃最佳条件下苯酚收率达65％。可以看出目前的方法催化该反应存在反应条件苛刻，催化剂制备复杂，催化剂昂贵且产率较低等问题。解决这些问题的核心在于设计高效的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点与不足，提供一种催化木质素酚类选择性脱甲氧基制备苯酚或烷基苯酚的方法及其专用催化剂。本发明制备的催化剂不仅价格廉价，而且具有高的催化活性和选择性，对单一木质素酚类化合物以及木质纤维素类生物质解聚获得的含酚类生物油同样具有很好的活性。使用本发明方法可实现木质素酚类高效转化制备(烷基)苯酚，且反应条件温和，具有很好的应用前景。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种催化木质素酚类选择性脱甲氧基制备苯酚或烷基苯酚的方法，包括以下步骤：将木质素酚类化合物、负载型双金属Co-Fe催化剂、反应溶剂加入到反应釜中，在氢气压力为0.1～4MPa，温度为180～400℃的条件下反应，反应结束后冷却，得到含苯酚或烷基苯酚产物的溶液；优选，所述的氢气压力为0.1～2MPa，反应温度为200～300℃。

上述的方法中可根据底物木质素酚类化合物浓度的高低，通过调节反应时间的长短，来达到好的催化木质素酚类选择性脱甲氧基制备苯酚或烷基苯酚的结果。

所述的木质素酚类化合物的结构式如式(Ⅰ)所示：

上式(Ⅰ)中取代基甲氧基可以位于2-6位中的任意位置，甲氧基的个数可以为1个或多个；4位取代基R可为H、饱和及不饱和碳链、OCH₃或其他含氧取代基。

所述的木质素酚类化合物为一种酚或多种酚的混合物，或为木质纤维素类生物质解聚获得的含酚类的生物油。

所述的木质素酚类化合物包括但不限于2-甲氧基苯酚、2-甲氧基4-烯丙基苯酚、2-甲氧基-4-丙基苯酚、2,6-二甲氧基苯酚、2,6-二甲氧基-4-丙基苯酚、3-甲氧基苯酚或3-(4-羟基-3-甲氧基苯)-1-丙醇等。