[发明专利]一种疏水性深度低共熔溶剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种疏水性深度低共熔溶剂及其制备方法和应用。本发明通过选用特定的氢键供体和氢键受体在摩尔比为1:1～10:1时制得疏水性深度低共熔溶剂，所述疏水性深度低共熔溶剂具有良好萃取效果，对含有低、中、高浓度的乙酰丙酸的水溶液均具有优良的萃取效果。有效解决了现有技术中对含有中高浓度乙酰丙酸溶液萃取效率低、萃取乙酰丙酸水溶液初始浓度范围较窄的问题。将本发明的疏水性深度低共熔溶剂应用于乙酰丙酸分离，萃取过程简单且初始乙酰丙酸浓度范围宽。

技术领域

本发明属于分离纯化技术领域，具体涉及一种疏水性深度低共熔溶剂及其制备方法和应用。

背景技术

乙酰丙酸(Levulinic acid,LA)，又名4-氧化戊酸、左旋糖酸或戊隔酮酸，是一种重要的平台化合物，分子中既有羧基又有酮羰基，能够进行酯化、氧化还原、取代、聚合等多种反应，广泛应用于手性试剂、生物活性材料、聚合物、润滑剂、吸附剂、填料、电池、防冻剂、防腐剂、表面活性剂、油墨和电子产品等众多领域。乙酰丙酸可以从木质纤维素类生物质资源水解生成的单糖经酸催化制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)中间产物后进一步水合得到。但是，木质纤维素类生物质资源转化为乙酰丙酸的过程是一个复杂的反应过程，过程中生成的乙酰丙酸和甲酸都是羧酸类物质，都有较强的亲和力，易溶于水，同时降解产物中还含有未反应的糖，中间产物5-HMF以及其它小分子副产物和高聚物副产物。因此要得到纯度较高的产品，必须对降解产物混合物进行分离纯化，从木质纤维素水解液中分离出乙酰丙酸，分离纯化是制备生产乙酰丙酸过程中重要的环节之一。

目前乙酰丙酸常用的分离方法有减压蒸馏法、吸附法、有机溶剂萃取法等。液液萃取法具有节能环保、操作容易等特点，是目前分离有机酸的主要技术手段之一。其中，单一有机溶剂萃取法的工艺比较成熟，适合从水溶液中提取乙酰丙酸的有机溶剂有很多，如环己酮、甲基异丁基酮、乙酸丁酯等。但是该方法存在对乙酰丙酸萃取效率低、萃取物分离困难等问题。

现有技术中公开了一种以磷酸三丁酯为络合剂，以乙酸乙酯为助溶剂，以甲苯为稀释剂，以氯化钠为无机盐，虽然可以有效提高乙酰丙酸的萃取效率，但是存在所需试剂繁多的问题；为了解决上述问题，现有技术公开了一种采用癸酸-三正辛基氧化磷的深度低共熔溶剂萃取乙酰丙酸，萃取效率虽然可以有效提高，但是萃取效率并不算高，且主要集中在含有中、低浓度乙酰丙酸的水溶液，萃取的乙酰丙酸水溶液初始浓度范围较窄(不高于15g/L)。因此，亟需开发一种高萃取效率的萃取剂，对较宽浓度的乙酰丙酸溶液均可以有效萃取，优化其对有机酸的萃取条件用于生物质资源水解液中乙酰丙酸的萃取分离。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种疏水性深度低共熔溶剂。所述疏水性深度低共熔溶剂具有较好的萃取性能，相对于现有技术，萃取效率提高；对含有低、中、高浓度的乙酰丙酸水溶液均具有较好的萃取效果，有效解决了现有技术中萃取的乙酰丙酸水溶液初始浓度范围较窄的问题。

本发明的另一目的在于提供所述疏水性深度低共熔溶剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种疏水性深度低共熔溶剂在分离纯化有机酸中的应用。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种疏水性深度低共熔溶剂，由氢键供体和氢键受体组成，所述氢键供体为正丁醇、仲辛醇、薄荷醇中的一种或几种；所述氢键受体为三辛胺、四丁基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、甲基三辛基氯化铵、甲基三苯基溴化膦、苄基三苯基氯化膦中的一种或几种；

所述氢键供体和氢键受体的摩尔比为1:1～10:1。

发明人通过实验发现，通过将特定种类的氢键供体和氢键受体按特定配比进行组合，所得的疏水性深度低共熔溶剂，对有机酸特别是乙酰丙酸具有优异的萃取效果，对含有中、高浓度乙酰丙酸的水溶液也具有良好的萃取效果。

优选地，所述氢键供体为正丁醇、仲辛醇、薄荷醇中的一种或几种，所述氢键受体为三辛胺。