[发明专利]一种由木糖或低聚木糖生产1,2-丙二醇和乙二醇的方法

说明书

本发明提供了一种由木糖或低聚木糖生产1,2‑丙二醇和乙二醇的方法。该方法以木糖或低聚木糖为反应原料，以8、9、10族过渡金属铁、钴、镍、钌、铑、钯、铱、铂为催化活性组分构成催化剂，以碱性化合物为助剂，在120‑300℃，氢气压力1‑13MPa的水热条件下经过一步催化转化过程，实现由木糖或低聚木糖高效、高选择性、高收率制备以1,2‑丙二醇为主的小分子二元醇。本发明所提供的反应具有原料为可再生资源、原子经济性高的优点。同时，与其他的以糖为原料制多元醇的技术相比较，具有反应过程简单、目标产物收率高，且催化剂制备过程简便的优点。

技术领域

本发明涉及一种1,2-丙二醇和乙二醇的制备方法，具体地说是木糖或低聚木糖在水热条件下经过一步催化加氢降解制1,2-丙二醇和乙二醇的反应过程。

背景技术

1,2-丙二醇、乙二醇是重要的聚酯合成原料，例如，乙二醇用于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，还可以用作防冻剂、润滑剂、增塑剂、表面活性剂等，是用途广泛的有机化工原料。1,2-丙二醇广泛用于食品、医药和化妆品工业中，作为抗冻剂、润滑剂和溶剂使用。

长期以来1,2-丙二醇、乙二醇的工业生产主要是采用石油原料路线，即丙烯或乙烯环氧化后得到环氧丙烷、环氧乙烷，然后水合得到1,2-丙二醇和乙二醇。合成方法依赖于化石资源，原料储量及成本受限制且不可再生。而且生产过程中包括环氧化和水合等催化过程，路线长、效率低。

利用具有可再生性的生物质资源制备1,2-丙二醇、乙二醇，可以减少人类对化石能源物质的依赖，有利于实现环境友好和经济可持续发展。木糖、低聚木糖可由自然界中广泛存在的半纤维素生产得到。发展以生物质路线制备1,2-丙二醇和乙二醇技术，不仅可以在一定程度上降低对石油资源的依赖，同时，有助于实现农产品深加工制高附加值化学品。

目前，以多羟基化合物制多元醇的技术【文献1：一种生产乙二醇的新工艺，CN200610068869.5文献2：一种由山梨醇裂解生产二元醇和多元醇的方法，CN200510008652.0文献3：氢化裂解法生产乙二醇及低级多元醇的方法，CN200510094472】通常需要将葡萄糖或木糖经过金属钌或镍催化剂加氢得到山梨醇或木糖醇，再加助剂使山梨醇或木糖醇在高温高压下氢解生成产物丙二醇和乙二醇，反应过程繁琐，且由于糖醇稳定性远高于糖，将糖加氢制得糖醇后，第二步的糖醇氢解变得条件苛刻且效率较低。

【文献4：一种含糖化合物选择性制丙二醇的方法，CN201210158585】公开了一种糖制丙二醇的方法，其采用三组分复合催化剂，包括含过渡金属的催化剂A，含钨催化剂B及碱性催化剂C，催化剂组成复杂、工业操作繁琐，增加催化剂种类使得生产成本提高。

【文献5：一种糖及糖醇的催化裂解方法，CN200810011993】报道了一种糖及糖醇生产乙二醇和1,2-丙二醇的方法，其采用活性组分Ni加金属助剂的负载型催化剂，实现了糖及糖醇的一步转化制低碳醇。其催化剂与助剂全部负载到载体上，在水热条件下很难避免活性组分与助剂金属的流失。其在低温下(≤200℃)为达到较高转化率通常需要长时间反应(6h)或增大催化剂用量，而采用升温(220-250℃)的方式提高原料转化率后二元醇选择性又显著下降。

本发明提供的方法以木糖或低聚木糖为反应原料，在催化剂和弱碱性助剂的作用下，直接催化转化为1,2-丙二醇和乙二醇。在反应过程中，除加入弱碱性助剂，还加入有机胺类或胍类，其在反应过程中与弱碱性助剂和催化剂起到协同催化的作用，能够提高反应选择性，使二元醇收率提高。因此，体系中催化剂、弱碱性助剂与有机胺类或胍类共同作用，使产物中1,2-丙二醇、乙二醇收率提高，并且催化剂制备简单易行，助剂廉价易得。

发明内容

本发明的目的在于提供一种木糖或低聚木糖经过一步催化加氢降解过程，高收率、高选择性地制备1,2-丙二醇和乙二醇的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：