[发明专利]一种铜催化解聚木质素制备对羟基肉桂酸酯的方法

说明书

本发明公开了一种铜催化解聚木质素制备对羟基肉桂酸酯的方法；该方法以木质素作为原料，加入铜催化剂，加入溶剂，经惰性的气体置换并充压至0.1‑2MPa后，加热到135‑175℃，在搅拌下反应2‑6h，将木质素催化降解为以对羟基肉桂酸酯为主产物的化学品；所述的溶剂为C1‑C4的脂肪醇；所述的铜催化剂为氯化铜、硫酸铜或溴化铜。本发明工艺简单，反应条件温和，在135‑175℃下仅需2‑6小时，就能高选择性的得到目标产物，且目标产物的产率高，对羟基肉桂酸酯的产率可达(40‑100)mg/g。

技术领域

本发明涉及农林废弃物高效利用技术及可再生资源高值化利用领域，特别是涉及一种利用铜催化剂选择性催化解聚木质素制备对羟基肉桂酸酯的方法。

背景技术

化石资源给人类社会带来了极大的发展，但伴随着需求的逐渐增大和相应的环境问题，可再生资源随之成为人们关注的焦点。其中生物质作为唯一可再生的碳资源进入人们的视野，生物质中的木质素作为自然界中主要的芳香化合物的来源，对其进行开发利用制成燃油或化学品，可以弥补目前对不可再生化石资源的过度依赖。为此，高效的解聚木质素获得化学品对提高木质素等生物质资源的利用率，减少产物分离成本，缓解对化石资源的依赖和保护人类赖以生存的环境都具有重要意义。

但是，木质素作为一种天然大分子，其化学结构极为复杂，通过热解、氢解、氧化等方法解聚得到的化学品不但收率普遍不高，而且产物成分复杂，后续处理困难，能耗高。而草本农林废弃物在中国产量大，利用率低，目前大部分用于焚烧产热。因此，寻求将草本农林木质素选择性解聚得到化学品具有很高的应用价值。

对羟基肉桂酸酯的结构式为：对羟基肉桂酸酯，其中的n＝0，1，2，3，4，5，6，7。对羟基肉桂酸酯是一种有机合成中间产物和医药中间体，可以用来合成抗肾上腺素药艾司洛尔；其作为精细化学品广泛应用于食品，化工等行业；由于其含有烯烃结构，在聚合物材料等领域具有很高的应用前景。对羟基肉桂酸酯因其具有良好的透光性、热稳定性以及高光敏性等特点，也是一种优秀的触摸屏、高端光纤材料。但目前对羟基肉桂酸酯的合成主要是通过对羟基肉桂酸的酯化等一系列的有机化学反应实现，很少有以木质素作为合成原料的工艺。

中国发明专利申请CN107602383A公开了一种利用离子液体催化木质素制备对羟基肉桂酸酯的方法，包括以下操作步骤：1)离子液体的制备：将烷基咪唑氯盐和金属卤化物以摩尔比为1:1-2:1在30-80℃下混合，萃取后干燥，得到卤素金属盐离子液体；2)木质素的解聚方法：将步骤(1)所得卤素金属盐离子液体与有机溶木质素混合，加入溶剂，经N₂置换后，加热到140-200℃，在搅拌下反应4-8h，将反应液过滤萃取后获得生物化学品，生物化学品经过浓缩分离后得到对羟基肉桂酸酯。该方法通过金属基离子液体[Bmim][FeCl₄]催化木质素解聚得到对羟基肉桂酸酯，最高收率也低于90mg/g，同时离子液体本身价格偏高，且极易吸水失效，难以保存。迫切需要一种能直接以木质素为原料制得对羟基肉桂酸酯得方法，且催化剂能够具有价格低廉、化学性质稳定、易于保存的特点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种催化剂价格低，化学性质稳定、易于保存的，以木质素为原料制备对羟基肉桂酸酯的方法。

本发明催化解聚木质素制备对羟基肉桂酸酯的方法实现了农林废弃物的高效利用和木质素的高选择性催化解聚；本方法采用农林废弃物中广泛存在的草本木质素为原料，采用氯化铜、硫酸铜或溴化铜为催化剂，该催化剂成本低廉易于保存。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种铜催化解聚木质素制备对羟基肉桂酸酯的方法：以木质素为原料，加入铜催化剂，加入溶剂，经惰性气体置换并充压至0.1-2MPa后，加热到135-175℃，在搅拌下反应3-6h，将原料催化降解为以对羟基肉桂酸酯为主产物的化学品。