由木质素磺酸盐解聚产物中分离酚类化合物的方法技术

本发明专利技术公开了由木质素磺酸盐解聚产物中分离酚类化合物的方法，属于天然有机高分子化工领域。该方法以苯酚作为溶剂，采用木质素热化学酚化法在酸催化的条件下解聚木质素磺酸盐，得到木质素磺酸盐酚化解聚液；再以石油醚作为萃取剂，对上述木质素磺酸盐酚化解聚液进行连续萃取，取萃得液分离得到酚类化合物。本发明专利技术的上述方法解聚效率和萃取效率均高，可以获得更多木质素磺酸盐解聚液中的有机物质，经GC

【技术实现步骤摘要】
由木质素磺酸盐解聚产物中分离酚类化合物的方法


[0001]本专利技术属于天然有机高分子化工领域，具体涉及由木质素磺酸盐解聚产物中分离酚类化合物的方法。

技术介绍

[0002]木质素(lignin)是一种无定型、三维天然高分子聚合物，大约占细胞壁总含量的10
–
35％、地球有机碳含量的30％和生物基能源的40％，木质素大分子结构复杂，由对羟苯基(4
‑
羟基苯丙烷)、紫丁香基(3,5
‑
二甲氧基4
‑
羟基苯丙烷)和愈创木基(3
‑
甲氧基4
‑
羟基苯丙烷)的三种单元结构通过C
‑
C或C
‑
O
‑
C键进行链接形成的复杂有机高分子(图1)，其中大多为β
‑
O
‑
4型链接方式。鉴于木质素天然高分子结构的复杂性和惰性，将木质素原料进行解聚转化为低分子量的物质是对其较为有效的应用途径，商业化木质素主要源自于造纸工业的木质素磺酸盐或硫酸盐木质素(Kraft lignin)，但已被商业化应用的木质素仅有5％，探索高效的木质素分离解聚途径是现今木质素高值化应用的研究焦点。
[0003]热化学解聚木质素即在强酸催化下采用醇类或酚类作为解聚试剂，加热使难溶的天然高分子纤维解聚生成低分子物质，其中木质素磺酸盐经酚化改性后酚羟基摩尔分数提高，可部分替代苯酚与甲醛的反应获得酚醛树脂，此外木质素解聚产物还可以用作热固性酚醛树脂胶黏剂、酚醛模塑材料、酚醛树脂泡沫材料等。但是，木质素解聚产物与石化资源相比解聚产物的成分较为复杂、变异性大且稳定性差，导致最终产品的不稳定性和不可控性大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提供由木质素磺酸盐解聚产物中分离酚类化合物的方法，先通过木质素热化学酚化技术制备木质素磺酸盐解聚产物，再采用连续萃取分离木质素磺酸盐解聚产物得到酚类化合物，得到的产品相对分子量低且稳定性好。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]本专利技术提供的由木质素磺酸盐解聚产物中分离酚类化合物的方法，包括以下步骤：
[0007](1)以苯酚作为溶剂，采用木质素热化学酚化法在酸催化的条件下解聚木质素磺酸盐，得到木质素磺酸盐酚化解聚液，苯酚和木质素磺酸盐的质量比为3
–
5：1，木质素磺酸盐和酸的质量体积比为1：0.5
–
1.5(g/ml)，解聚温度为100
–
120℃，解聚时间为20
–
40min；
[0008](2)以石油醚作为萃取剂，对上述木质素磺酸盐酚化解聚液进行连续萃取，取萃得液分离，得到酚类化合物。
[0009]优选地，所述酚类化合物为相对分子质量在205及以下的单酚类化合物和双酚类化合物；更优选地，所述单酚类化合物包含2,6
‑
二甲氧基苯酚(又名紫丁香醇，Phenol,2,6
‑
dimethoxy
‑
)，所述双酚类化合物包含2,2
’‑
亚甲基双苯酚(Phenol,2,2'
‑
methylenebis
‑
)和4,4'
‑
二羟基二苯甲烷(Phenol,4,4'
‑
methylenebis
‑
)。
[0010]优选地，步骤(1)中，苯酚和木质素磺酸盐的质量比为4：1，解聚温度为110℃，解聚时间为30min。
[0011]作为优选的技术方案，步骤(1)中，木质素热化学酚化法在酸催化的条件下解聚木质素磺酸盐的步骤为：苯酚置于50℃水浴中熔化后加入到反应容器内，在搅拌和油浴加热的条件下依次将盐酸或硫酸、木质素磺酸盐加入到上述反应容器中，在反应温度为110℃解聚反应30min，反应结束后停止加热和搅拌，冷却至室温，得到木质素磺酸盐酚化解聚液；和/或
[0012]步骤(1)中，取木质素磺酸盐酚化解聚液置于待萃取一侧的容器内，依次加入1/2体积的去离子水和1/2体积的30
–
60沸程石油醚直至接近支管口，萃取一侧的容器内加入2/3体积的30
–
60沸程石油醚，检查气密性，打开冷凝水，启动萃取装置，在搅拌和加热的条件下连续萃取5天，连续萃取的参数为：
[0013]第一天：搅拌转速为15r/min，加热温度为40℃；
[0014]第二、三天：搅拌转速为20r/min，加热温度为50℃；
[0015]第四、五天：搅拌转速为25r/min，加热温度为55℃。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用木质素热化学酚化法在酸催化的条件下解聚木质素磺酸盐得到木质素磺酸盐酚化解聚液，解聚效率高；同时采用连续萃取法分离木质素磺酸盐解聚液萃取效率高，可以获得更多木质素磺酸盐解聚液中的有机物质，经GC
‑
MS鉴定分析，得到相对分子质量在205及以下的单酚类和双酚类化合物2,6
‑
二甲氧基苯酚、2,2
’‑
亚甲基双苯酚和4,4'
‑
二羟基二苯甲烷。
附图说明
[0017]图1是木质素大分子的化学结构。
[0018]图2是实施例中制备木质素磺酸盐酚化解聚液的工艺流程图。
[0019]图3是实施例中木质素磺酸盐酚化解聚液的连续萃取流程图。
[0020]图4是实施例中木质素磺酸盐酚化解聚液的连续萃取装置结构示意图。
[0021]图5是对比例中木质素磺酸盐酚化解聚液的液液萃取流程图。
[0022]图6是GPC测试木质素磺酸盐原料的分子量及其分布。
[0023]图7是石油醚液液萃取(左)和连续萃取(右)木质素磺酸盐酚化解聚液的分子量分布。
[0024]图8是石油醚液液萃取(左)和连续萃取(右)木质素磺酸盐酚化解聚液的总离子流色谱图。
[0025]图9是石油醚液液萃取(左)和连续萃取(右)木质素磺酸盐酚化解聚液中分离酚化产物的GC
‑
MS图谱。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]实施例1
[0028]按照如图2所示的方法制备木质素磺酸盐酚化解聚液，步骤如下：采用25％木质素含量的木质素磺酸盐，苯酚作为溶剂，苯酚置于50℃水浴锅中熔化，从烘箱中取出烧瓶，放入转子，称取约40g的苯酚，设定油浴温度至加料温度70℃，将烧瓶放入其中，装入球形冷凝管，调至合适的转速进行搅拌。待油浴温度到达加料温度后，将盐酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.由木质素磺酸盐解聚产物中分离酚类化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以苯酚作为溶剂，采用木质素热化学酚化法在酸催化的条件下解聚木质素磺酸盐，得到木质素磺酸盐酚化解聚液，苯酚和木质素磺酸盐的质量比为3
–
5：1，木质素磺酸盐和酸的质量体积比为1：0.5
–
1.5(g/ml)，解聚温度为100
–
120℃，解聚时间为20
–
40min；(2)以石油醚作为萃取剂，对上述木质素磺酸盐酚化解聚液进行连续萃取，取萃得液分离，得到酚类化合物。2.根据权利要求1所述由木质素磺酸盐解聚产物中分离酚类化合物的方法，其特征在于，所述酚类化合物为相对分子质量在205及以下的单酚类化合物和双酚类化合物。3.根据权利要求2所述由木质素磺酸盐解聚产物中分离酚类化合物的方法，其特征在于，所述单酚类化合物包含2,6
‑
二甲氧基苯酚，所述双酚类化合物包含2,2
’‑
亚甲基双苯酚和4,4'
‑
二羟基二苯甲烷。4.根据权利要求1所述由木质素磺酸盐解聚产物中分离酚类化合物的方法，其特征在于，步骤(1)中，苯酚和木质素磺酸盐的质量比为4：1，解聚温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘同欢，李兵兵，粟俊华，席奎东，
申请(专利权)人：南亚新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：