本发明专利技术公开了一种在均相体系中无机盐复合催化木糖制备糠醛的方法。该方法将木糖和复合无机盐加入均相反应体系中，在110～160℃反应10～600min；无机盐A为SnCl4、AlCl3或CrCl3，无机盐B为LiCl、KCl或NaCl；均相反应体系为水和二甲基亚砜的混合溶液，水和二甲基亚砜体积比为0.5～1.5：1；将反应溶液自然冷却，经有机溶剂萃取、洗涤、蒸馏，得到糠醛。本发明专利技术方法均相催化体系具有高效性，环境友好性、可循环利用等特点。复合无机盐催化剂具有选择性好、催化效率高等特点。本发明专利技术的制备方法具有工艺条件温和、易操作、效率高、选择性好等特点，反应过程无无机酸的加入，避免了设备腐蚀。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种木糖制备方法，特别是涉及木糖催化制备糠醛的方法，具体涉及 ；属于生物质再利用领域。
技术介绍
能源是人类生存和发展的前提和基础。随着石油和煤炭的储量的减少，开发生物 质能的迫切性越来越高。其中糠醛又名呋喃甲醛，是一种重要的杂环类有机化合物，可以 进一步转化为塑料或柴油燃料，是一种重要的化工平台化合物。糠醛可以通过加氢、氧化 脱氢、酯化、卤化、聚合、水解以及其它化学反应，用于合成许多有机化合物和新型高分子材 料。 目前生物质催化生产糠醛过程根据催化体系分为均相催化体系和异相催化体系。 其中异相催化体系受到国际人士的广泛关注。主要因为异相催化体系使用的固体催化剂， 可以回收重复利用等优点。这些反应一般需要在高温、高压条件下进行，对设备要求以及能 耗较高。而均相催化体系，工业一般使用无机酸水解生物质材料，但是由于无机酸对设备腐 蚀严重，制备过程中废液量较大，无疑增加了生产成本。另外离子液体均相催化体系的研究 目前备受广泛关注，该绿色催化体系具有选择性好、催化效率高、可循环利用等特点，但离 子液体价格较高，不适宜工业大规模生产。因此寻求一种均相的高效催化体系和反应途径， 对糠醛的工业生产具有较深的现实意义。 目前无机盐应用于木糖水解制备糠醛的参考文献甚少，另外，还未有关水和二甲 基亚砜（DMS0)混合催化体系应用于木糖制备糠醛的报道。本专利技术首次将复合无机盐应用 于DMS0/水体系中催化木糖制备糠醛。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述生物质生产糠醛过程中存在的技术不足，提供一种在 高效均相体系中无机盐复合催化木糖制备糠醛的方法。本专利技术以复合无机盐在DMS0/水均 相体系一步高效地将木糖直接转化成糠醛。 为达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案： -种在均相体系中无机盐复合催化木糖制备糠醛的方法，包括如下步骤： (1)将木糖和复合无机盐加入均相反应体系中，在110?160°C反应10?600min ; 复合无机盐由无机盐A和无机盐B按照无机盐A占无机盐总量的摩尔分数为0. 1?1. 0组 成；所述无机盐八为311(：14、41(：13或(>(：1 3，无机盐8为1^(：1、1((：1或似(：1;复合无机盐与木 糖的摩尔比为0. 2?1. 0 :1 ;均相反应体系为水和二甲基亚砜的混合溶液，水和二甲基亚砜 体积比为0. 5?1. 5 :1 ;所述木糖与均相反应体系的固液比为lg: (5?30ml); (2 )将步骤（1)中的反应溶液自然冷却，经有机溶剂萃取、洗涤、蒸馏，得到糠醛。 为进一步实现本专利技术目的，所述的有机溶剂优选为乙酸乙酯或二氯甲烷。 所述的有机溶剂萃取、洗涤是将反应溶液用二氯甲烷多次萃取，同时加入水多次 洗涤，以去除有机相中的DMSO ;萃取得到的有机相再用饱和食盐水洗涤。 所述的蒸馏是在常压下，控制温度为39?41°C，将二氯甲烷从有机相中的蒸出， 剩余的为糠醒。 所述的110?160°C反应10?600min是在耐压的反应玻璃瓶中进行。 本专利技术所述的糠醛得率为0. 1%?70%，木糖转化率为50%?99%。 本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： (1)本专利技术采用水和二甲基亚砜混合体系作为均相催化体系，该体系具有环保、催 化效率高、能够循环利用等特点。 ( 2 )本专利技术采用两种无机盐作为复合催化剂，其协同催化效率较单独催化效率高。 (3)本专利技术的制备方法具有反应条件温和，能耗低、选择性高等特点，反应过程中 没有酸的添加，避免了设备腐蚀，具有环境友好性，降低糠醛的生产成本。 【附图说明】 图1为实施例1制备的糠醛的质谱图。 图2为糠醛的标准质谱图。 【具体实施方式】 以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但是本专利技术的实施方式不局限于此。 实施例1 (1)将lg木糖溶解于水和二甲基亚砜混合体系，其中水和DMS0的体积分别为 15mL，然后加入SnCl 4/LiCl复合盐，复合盐与木糖的摩尔比为0. 5 :1，其中511(：14和LiCl的 质量分别为〇. 93g和0. 03g，SnCl4占无机盐总量的摩尔分数为0. 8。在130°C下反应360min。 (2)反应结束后，自然冷却，反应溶液用二氯甲烷大量多次萃取，同时加入少量水 多次洗涤，以去除有机相中的DMS0。萃取得到的有机相再用饱和食盐水洗涤后，在常压下， 控制温度为40°C，将二氯甲烷从有机相中蒸出，得到糠醛。图1、2为催化产物用气相色谱-质谱联用仪测试所得到的图，其中图1为实测样品的质谱图，图2为糠醛的标准质谱图，纵 坐标为离子强度，横坐标为相对分子质量。96.0是糠醛峰。对比两张图可以看出样品的质 谱图与糠醛的标准谱库的图基本一致，说明产物为糠醛。 利用高效液相色谱检测滤液中糠醛浓度，根据下式计算糠醛得率： 糠醛得率=1^/1?X 100%。（1?为高效液相色谱检测的糠醛实际质量，m2为糠醛理论 计算值)。 木糖转化率=(总的木糖含量一反应后剩余木糖含量）/原来木糖含量X 100% 经过计算，实施例1的糠醛得率为63%，木糖转化率为98%。该方法条件温和，反应 温度较低。311(：1 4与1^(：1无机盐协同催化效果显著，糠醛得率较高。该体系使用的水和二 甲基亚砜混合体系作为均相催化体系，在催化木糖制备糠醛的过程中因为没有无机酸的加 入，避免设备被腐蚀，具有环境友好性等优点。 实施例2 (1)将lg木糖溶解于水和二甲基亚砜混合体系(水体积为12. OmL和DMS0的体积 8. OmL)，然后加入复合无机盐A1C13/KC1，复合盐与木糖的摩尔比为0. 25 :1 ;A1C1JPKC1的 质量分别为0. 20g和0. 06g，A1C13占无机盐总量的摩尔分数为0. 5。在160°C下反应30min。 (2)反应结束后，自然冷却，反应溶液用二氯甲烷大量多次萃取，同时加入少量水 多次洗涤，以去除有机相中的DMS0。萃取得到的有机相再用饱和食盐水洗涤后，在常压下， 控制温度为41°C，将二氯甲烷从有机相中的蒸出，得到糠醛。根据气相色谱-质谱联用仪测 定结果判定反应产物为糠醛，方法同实施例1。 经过实施例1的方法计算，本实施例的糠醛得率为54%，木糖转化率为90%。 实施例3 (1)将lg木糖溶解于水和二甲基亚砜混合体系(水体积为3. 33mL和DMS0的体积 为6. 66mL)，然后加入CrCl3/NaCl复合盐，复合盐与木糖的摩尔比为1 :1 ;CrCljPNaCl的质 量分别为〇. 36g和0. 31g，CrCl3占无机盐总量的摩尔分数为0. 2。在110°C下反应600min。 (2)反应结束后，自然冷却，反应溶液用二氯甲烷大量多次萃取，同时加入少量水 多次洗涤，以去除有机相中的DMS0。萃取得到的有机相再用饱和食盐水洗涤后，在常压下， 控制温度为39°C，将二氯甲烷从有机相中的蒸出，得到糠醛。根据气相色谱-质谱联用仪测 定结果判定反应产物为糠醛，方法同实施例1。经过实施例1的方法计算，本实施例的糠醛 得率为34%，木糖转化率为82本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在均相体系中无机盐复合催化木糖制备糠醛的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将木糖和复合无机盐加入均相反应体系中，在110～160℃反应10～600min；复合无机盐由无机盐A和无机盐B按照无机盐A占无机盐总量的摩尔分数为0.1～1.0组成；所述无机盐A为SnCl4、AlCl3或CrCl3，无机盐B为LiCl、KCl或NaCl；复合无机盐与木糖的摩尔比为0.2～1.0：1；均相反应体系为水和二甲基亚砜的混合溶液，水和二甲基亚砜体积比为0.5～1.5：1；所述木糖与均相反应体系的固液比为1g:（5～30ml）；（2）将步骤（1）中的反应溶液自然冷却，经有机溶剂萃取、洗涤、蒸馏，得到糠醛。
【技术特征摘要】
1. 一种在均相体系中无机盐复合催化木糖制备糠醛的方法，其特征在于，包括如下步 骤： (1) 将木糖和复合无机盐加入均相反应体系中，在110?160°c反应10?600min ;复合 无机盐由无机盐A和无机盐B按照无机盐A占无机盐总量的摩尔分数为0. 1?1. 0组成； 所述无机盐A为SnCl4、AlCl3或CrCl3，无机盐B为LiCl、KCl或NaCl ;复合无机盐与木糖的 摩尔比为0. 2?1. 0 :1 ;均相反应体系为水和二甲基亚砜的混合溶液，水和二甲基亚砜体积 比为0. 5?1. 5 :1 ;所述木糖与均相反应体系的固液比为lg: (5?30ml); (2) 将步骤（1)中的反应溶液自然冷却，经有机溶剂萃取、洗涤、蒸馏，得到糠醛。2. 根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：任俊莉，王文菊，孙润仓，李慧玲，邓奥杰，彭锋，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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