[发明专利]ReOx

说明书

本发明提供了一种以ReO_x/AC为催化剂，通过氢转移反应将木质素模型化合物二聚体及木质素原材料转化为相应的芳香类化合物新方法。该方法以小分子醇中的一种或两种以上做反应溶剂，以ReO_x/AC为催化剂，在温和条件下将木质素模型化合物及木质素原材料催化转化为小分子芳香化学品。与传统木质素解聚方法相比，本发明具有鲜明特色：无需外加氢源与氧源、反应条件温和、单酚类产物选择性高、反应速度快、催化剂可循环使用、操作简单、等优点。本发明为从可再生木质素资源出发制备芳香族化学品开辟一条不耗氢源的温和解聚策略，同时为非石油路线生产芳香族化合物开辟新途径。

技术领域

本发明提供了一种以ReO_x/AC为催化剂，通过氢转移反应将木质素模型化合物二聚体及木质素原材料转化为相应的芳香类化合物方法。具体地说是以水及有机溶剂醇中的一种或几种为溶剂，通过自身产生氢气，在催化剂作用下将木质素芳醚键有效断裂。

背景技术

化石资源的大量消耗导致能源供给趋紧和生态环境恶化，生物质资源的转化利用是解决能源与环境问题的重要途径之一，受到世界各国高度关注(Chem.Soc.Rev.2011,40,5588)。“十一五”以来，我国生物质能利用技术取得了明显进展。突破了厌氧发酵过程微生物调控、沼气工业化利用、秸秆类资源高效生物降解、高值化转化为液体燃料等关键技术，建立了兆瓦级沼气发电、万吨级生物柴油、千吨级纤维素乙醇及气化合成燃料示范工程。但在木质素的转化利用方面仍存在巨大挑战，特别是将其选择性解聚转化为芳香化学品技术与国际先进水平相比，仍有差距。加快生物质能源产业发展，实现生物质全组分的高效利用，必须发展高效的木质素转化利用技术，从而为发展可再生能源，促进农村经济可持续发展，应对气候变化等提供科技支撑 (Chem.Rev.2010,110,3552)。

目前，木质素降解利用途径主要有热裂解，催化氧化和催化氢解三种。热裂解通常需要较高温度，存在能耗高的问题，且裂解后的生物油热值较低，通常需要进一步提质才能作为运输燃料使用。催化氢解与催化氧化是选择切断木质素芳醚键获取芳香化合物的两种主要策略。催化氢解反应中，木质素转化难以控制在芳醚键断裂步骤，往往伴随苯环加氢等反应发生，得到酚类和烷烃的混合产物 (ChemSusChem.2008,1,626)。另一方面，氢解过程需要消耗大量外加氢源，一定程度上增加了成本。对于催化氧化降解木质素反应，金属有机催化剂具有较高活性，与氢解过程相似，在氧化反应中，由于木质素存在多种官能团，产物选择性难以控制，且易发生深度氧化破坏C9单元的取代基甚至苯环，原子经济性有所下降(J.Mol.Catal. A:Chem.1995,97,15)；此外，氧化解聚还涉及外加氧源的消耗。综上，发展一种原子经济性高、不耗氢气和氧源、温和条件下快速解聚木质素的方法获得芳香化学品将具有鲜明特色，对木质素的高效利用显得尤为重要。

本发明提供的方法以ReO_x/AC为催化剂，以小分子醇中的一种或几种做反应溶剂，通过自身氢转移反应将木质素模型化合物二聚体及木质素原材料转化为相应的芳香类化合物。此方法不仅无需外加氢源与氧源、反应条件温和、单酚类产物选择性高，而且催化剂具有可重复使用，进而降低了反应成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在温和条件下用ReO_x/AC催化裂解木质素芳醚键的方法。以木质素模型化合物及木质素原材料为底物，以小分子醇中的一种或几种做反应溶剂，利用溶剂自身产生氢气高效解聚木质素芳醚键制备单酚类化合物。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：在温和条件下 ReO_x/AC催化裂解木质素芳醚键的方法，其特征在于：以木质素模型化合物及木质素原材料为底物，以小分子醇中的一种或两种以上做反应溶剂，在密闭高压反应釜内利用溶剂自身产生氢气进行催化裂解制备单酚类化合物。

反应前于所述反应釜中充填氮气，室温时氮气的初始压力为 0.01MPa-10MPa，优选初始压力0.1-8MPa。