[发明专利]一种糖类化合物水解的方法及其催化剂

权利要求书

1.一种糖类化合物水解的方法，其特征在于：

将催化剂组份与糖类化合物在水中混合，在一定的温度下搅拌一定时间后，可得到单糖类化合物；

所述糖类化合物为二糖、三糖、四糖等低聚糖或多糖及其衍生物中的一种或二种以上；

所述反应温度为60°C~250°C，反应时间为0.1h～72h；体系中加水量为1mL～50mL H₂O/g糖类；

所述催化剂组份的制备过程如下：

将一定浓度的木质素磺酸盐水溶液、醛类化合物、模板剂和催化剂以一定比例加入到反应容器中，混合均匀，在50°C～220°C的温度下，反应2h～120h后，烘干，研磨，氢氟酸室温下处理12h以上除去模板，0.1-2M硫酸酸处理0.5-4h后，洗涤至中性，烘干后制得该材料；

所述木质素磺酸盐水溶液的质量浓度为1%～80%；

所述醛类化合物与木质素磺酸盐的质量比为0.1～100：100；

所述催化剂为酸性催化剂或碱性催化剂；体系中酸性催化剂用量为0.05M～20M，碱性催化剂与木质素磺酸盐质量比为0.5～80：100；

所述模板剂的用量0.01～100%（wt）木质素磺酸盐。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述二糖为密二糖、曲二糖、甘露二糖、黑曲霉二糖、龙胆二糖、木二糖、海藻糖、昆布二糖、松二糖、乳糖、麦芽糖、蔗糖、纤维二糖中的一种或二种以上；三糖为蔗果三糖、麦芽三塘、棉籽糖、松三糖、车前三糖中的一种或二种以上；四糖为水苏四糖、麦芽四糖、蔗果四糖、纤维四糖中的一种或二种以上；多糖及其衍生物为寡果糖、壳聚糖、菊粉、纤维素、玉米芯、滤纸、淀粉中的一种或二种以上；

所述催化剂与糖类质量比为0.1～10：1。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

较佳的反应温度为80°C～200°C，反应时间为1h～48h；最佳的反应温度为120°C～180°C，反应时间为3h～24h。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

氢氟酸的质量浓度5-50%；催化剂离心分离后，回收，可以重复使用3次以上；原料转化率可达到90%以上，单糖选择性可达到90%以上。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、木质素磺酸钙、木质素磺酸铵中的一种或二种以上；较佳的木质素磺酸盐水溶液的质量浓度为10%～50%；

所述醛类化合物为脂肪醛或芳香醛及其衍生物；较佳的醛类化合物与木质素磺酸盐的质量比为1～50：100；

所述反应温度为50°C～220°C，反应时间为2h～120h。

6.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：

最佳的木质素磺酸盐水溶液的质量浓度为15%～35%；

较佳的醛类化合物为甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、辛醛、氯代乙醛、多聚甲醛、糠醛、戊二醛中的一种或二种以上；最佳的醛类化合物与木质素磺酸盐的质量比为10～30：100；

较佳的反应温度为50°C～170°C，反应时间为2h～72h。

7.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：

最佳的醛类化合物为甲醛，乙醛，多聚甲醛以及糠醛中的一种或二种以上；

最佳的反应温度为70°C～150°C，反应时间为4h～36h。

8.按照权利要求2所述的方法，所述模板剂为氧化硅、炭、分子筛SBA-3、SBA-15、SBA-16、ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、MCM-41、MCM-48、KIT-6、SAPO-11、SAPO-34、FDU-12、CMK-3、CMK-8、纳米CaCO₃、纳米MgO、硅胶中的一种或二种以上；所述模板剂的优选用量为0.05～30（wt）%的木质素磺酸盐；

酸性催化剂为盐酸、磷酸、硫酸、草酸、氯代醋酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、石油磺酸中的一种或二种以上，碱性催化剂为蒽醌、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化锂、氢氧化钡、氢氧化铵、氧化钙、氧化镁、硫化钠、亚硫酸钠、碳酸钠、乙胺、叔胺、苯胺、氢氧化四烃基铵中的一种或二种以上；

较佳的酸性催化剂用量为0.5M～10M（体系浓度），碱性催化剂与木质素磺酸盐质量比为1～50：100。