[发明专利]一种3-（2-羟苯基）丙酸纤维素酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种3‑(2‑羟苯基)丙酸纤维素酯的制备方法，包括如下步骤：(1)将纤维素、有机碱与有机溶剂混合，混合物在充有CO₂压力为0.1‑10.0MPa,温度为30‑100℃的反应釜中反应0.1‑12小时，获得纤维素溶液；(2)向纤维素溶液中加入二氢香豆素，在30‑150℃下反应0.1‑48h，得到3‑(2‑羟苯基)丙酸纤维素酯溶液；(3)向3‑(2‑羟苯基)丙酸纤维素酯溶液加入C1‑C4的低级脂肪醇或水，再过滤此混合溶液，将过滤得到的固体混合物用C1‑C4的低级脂肪醇或水洗涤提纯、干燥，得到3‑(2‑羟苯基)丙酸纤维素酯。本发明制备的产品具有结构新颖，性质可调的特点，对于纤维素的功能化、高值化利用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种纤维素酯的制备方法，特别是一种3-(2-羟苯基)丙酸纤维素酯的制备方法。

背景技术

生物质除了提供食物、饲料和能源外，在有记载的历史中人们也从中提取有价值的东西，比如药品和香料等产品。然而直到19世纪下半叶，工业上才大规模地把生物质转化成化工原料，用以生成纤维素酯(硝酸盐和醋酸盐)和氧化亚麻籽油(油毡)。

有些学者认为生物质主要有3种转化方式：

1.生物质可以通过降解或者发酵成平台分子，从而用于合成中间体或者异相和均相催化过程。

2.生物质可以通过一个或几个步骤转化为具有类似功能的分子混合物，无需分离即可用于制造高吨位最终产品。

3.生物聚合物可以经过一步化学改性，在聚合物骨架上引入新的基团。

相比于把生物质降解成多糖等小分子，通过一锅法在生物高分子骨架上引入功能化基团，制备出的功能材料会有更多的应用。并且在制备过程中会大大减少废弃物的产生，降低能量的消耗。用此方法制备的纤维素酯类,和醚类在今天广泛应用于涂层剂、薄膜和钻井液以及炸药、化妆品、食品添加剂等等。

纤维素是生物界中最广泛的可再生有机材料，普遍存在于植物中，但是在海洋动物(如被囊动物)和藻类、真菌、细菌、无脊椎动物甚至变形虫中都有存在。自从1838年被Anselme Payen发现以来，纤维素的物理、化学性质得到了广泛研究。但是由于纤维素本身存在强烈的分子内及分子间氢键作用，所以纤维素的预处理对于后续纤维素的活化改性尤为重要。2002年起一些学者开始利用离子液体高效溶解纤维素，并对其乙酰化，得到醋酸纤维素产物。之后对于离子液体的利用研究报道越来越多，基于这些思路及前人研究的工作，Xie等人研究了一种新型的CO₂可逆离子液体与DMSO组成的纤维素新型溶解体系。利用廉价的，容易制备的CO₂开关型离子液体或CO₂开关型离子液体与有机溶剂组成的混合溶剂体系溶解加工纤维素。作为一种新的纤维素溶解体系，为纤维素的均相化学改性提供了一个良好的平台。基于此平台，我们开发了一种制备3-(2-羟苯基)丙酸纤维素酯的新方法。

Kelechukwu N.Onwukamike等利用DBU和CO₂体系溶解纤维素，并对其衍生化。纤维素的溶解条件是10-15Min，30℃。相比于传统的离子液体溶解体系，该体系更便宜，更容易循环使用，在很温和的条件下就可以使纤维素快速溶解。XRD结果表明在纤维素再生过程中发生了从纤维素I型到II型的转变。另外，作者也证明了可以使用溴化苄或碘甲烷作为亲电体，捕获原位形成的碳酸阴离子，从而成功地制备出纤维素苄基碳酸酯和纤维素甲基碳酸酯。在此过程中，CO₂是作为一个可再生的组成部分，用于构成纤维素衍生物。用31P谱确认了纤维素苄基碳酸酯的取代度为1.06，但是对于纤维素苄基碳酸酯的应用并没有进行探索。