[发明专利]多酚的接枝方法

说明书

本发明涉及一种用于制备至少一种接枝的多酚的方法，该方法至少包括以下步骤：在至少一种催化剂的存在下，使至少一种多酚与至少一种下式(I)的化合物反应：(I)其中：‑R₁是直链或支链的，饱和或不饱和的C₃‑C₃₀，优选地C₃‑C₂₀，更优选地C₈‑C₂₀，甚至更优选地C₈‑C₁₈的烃基链，其任选地包含一个或多个饱和或不饱和的环；所述链任选地被一个或多个选自O、S和N，优选地选自O和S，更优选O的杂原子中断；‑R₂选自氢原子和直链或支链的，饱和或不饱和的C₁‑C₆₀烃基链，其任选地包含一个或多个饱和或不饱和的环，所述链任选地被一个或多个选自O、S和N，优选地选自O和S，更优选O杂原子中断，所述式(I)化合物的摩尔数大于或等于每摩尔由所述多酚具有的‑OH官能团的数目。

本发明涉及一种制备接枝的并烷氧基化的多酚，更具体地经受接枝和烷氧基化反应的木质素的方法。

木质素与纤维素和半纤维素一起构成木材的主要成分之一。木质素是地球上仅次于纤维素的最丰富的生物聚合物。它通过互穿纤维素网络来确保木材的刚度，同时赋予其对水和某些木材害虫的抗性。

尽管丰富，但显然木质素本身价值不高。直到现在，直到今天，木质素的主要增值还是能量增值，特别是通过燃烧黑液。这种增值对于制纸浆厂的经济平衡很重要。然而，面对纸浆生产的下降和多余的木质素，进行了很多工作以使其更好地增值。

因此，近年来对使用木质素的兴趣增长了。其中利用木质素的特性的一个领域是增强多种聚合物，特别是基于氨基甲酸酯的聚合物。实际上，木质素可用于制备聚氨酯泡沫衍生物。由于木质素是多酚，因此它具有大量能够与例如异氰酸酯反应以形成聚氨酯衍生物的醇官能团。

然而，这些醇官能团难以可接触到该多酚内部，一种可能性是预先进行这些官能团的丙氧基化反应，产生较不拥挤的醇官能团(更远离多酚环)，和这使其更易于接触到。

作为一般规则，由各种作者使用的方法首先包括：通过在催化剂存在下使木质素与环氧丙烷反应使木质素丙氧基化，然后使所获得的产物例如与异氰酸酯反应。

关于木质素的丙氧基化步骤，作者通常在高压釜或帕尔炸弹(bombes de Parr)中进行操作。在氮气气氛下，所有木质素，例如牛皮纸类型木质素，以适当比例与环氧丙烷和碱性催化剂一起进料。然后关闭反应器并加热。

该反应在约150℃下开始，并伴随强烈的放热，这导致温度突然升高至250℃，并且几巴的压力突然升高至超过20巴(2MPa)。这些作者认为，当压力和温度降低并达到稳定平台时，反应完成。

鉴于反应的强烈放热，出于安全原因，作者必须确保严格控制和监控反应条件。因此，当前使用的方法不容易在工业上转让。

根据题为« Lignin-based Polyurethanes: Characterisation, Synthesis and Applications » Borges Cateto, (2008)的论文，将木质素，环氧丙烷和催化剂引入密闭的反应器中，然后加热到160℃。压力和温度增加到最大值，该最大值取决于许多参数。在反应结束时回收丙氧基化的木质素。在该文件中指出，该反应对100g样品进行实施。

此外，如文件EP2816052中所述，在给定温度，压力和存在残留水的条件的情况下，可以使一部分环氧丙烷均聚合。然后将丙氧基化木质素与不能容易地与丙氧基化木质素分离的聚丙二醇混合。

话虽如此，一些作者已经成功地克服了如上所述的放热控制问题。实际上，文献WO2015083092描述了一种方法，其中在聚乙二醇分散剂，在二或四乙二醇或丙氧基化甘油中制备固体木质素分散体，然后添加碱。然后，连续加入环氧丙烷。