[发明专利]利用糖类制备乳酸的方法

说明书

本发明提供一种利用糖类制备乳酸的方法及其催化剂，所述利用糖类制备乳酸的方法至少包括以下步骤：将糖、水以及Sn‑Beta催化剂加入到密闭体系中，在保护气氛围下加热反应，获得目标产物；所述Sn‑Beta催化剂比表面积大于等于600，孔径3.6~3.9nm。所述催化剂的制备方法包括将硅源、有机结构导向剂、锡源以及全硅Beta分子筛晶种混匀获得混合物，老化、浓缩、再加入成核剂，得到凝胶；再将凝胶升温晶化、洗涤、干燥获得。本发明中的催化剂反应制备的催化剂用于催化糖类制备乳酸转化率高。

技术领域

本发明涉及一种利用糖类制备乳酸的方法及其催化剂。

背景技术

化石资源的日益消耗与全球气候问题的日益严重，使人们越来越重视利用可再生的生物质资源制备燃料和化学品的研究。在从生物质合成的化学品中，乳酸(LA)是一种高潜力多功能的平台化合物，是世界公认的三大有机酸之一。乳酸脱羧生成乙醛，脱水生成丙稀酸，脱氧还原生成丙酸，缩合生成乙酰丙酮，加氢还原生成丙二醇，自酯化生成乳交酯。乳酸及其衍生物在各个行业有广泛的应用，自1975年以乳酸和乙醇酸共聚物为原料制成的手术缝合线出现以来，,聚乳酸在医药、生物材料等方面出现了相当多的应用，在药物缓释、人工血管及其他医用材料方面具有良好的应用前景。作为可降解聚合物，聚乳酸对于解决白色污染有重要意义。预计2020年，聚乳酸的市场需求量将达到三百万吨。

目前，乳酸可由不同来源的糖类通过发酵方式生产。用发酵法生产的乳酸食用安全可靠，但目前存在着原料消耗大、能耗高、产品质量不够稳定等问题，不能连续化生产、生产周期长、操作条件严格和产生大量硫酸钙废渣等问题。因此越来越多的人转向了通过化学转化的方法来制备乳酸。与发酵的方法相比，化学转化的方法简便易操作并且对原料的要求也相对比较低。化学转化制备乳酸的生物质原料主要集中在三碳糖(二羟基丙酮和二羟基丙醛)、六碳糖(葡萄糖和果糖)、纤维素及半纤维素。

但是现有技术中，利用糖类转化制备乳酸的方法转化率不高，转化速度较慢；且都是在有机溶剂作为反应体系，容易造成污染环境，不适合工业化生产。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用糖类制备乳酸的方法及其催化剂。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种利用糖类制备乳酸的方法，所述方法包括以下步骤：将糖、水以及Sn-Beta催化剂加入到密闭体系中，在保护气氛围下加热反应，获得目标产物；所述Sn-Beta催化剂比表面积大于等于600，孔径3.6～3.9nm。

进一步地，所述糖是指葡萄糖、果糖、木糖、甘露糖、蔗糖或可溶性淀粉中的任意一种或几种。

优选地，所述密闭体系采用水热反应釜中。

优选地，所述反应的时间为10～150min，反应的温度为130～220℃。

优选地，所述保护气为氦气。

更优选地，所述保护气的压力为0～6MPa。

优选地，所述糖与水的质量体积比为0.1g：10ml～2g：10ml。

优选地，所述催化剂和水的质量体积比为0.1g：10ml～0.5g：10ml。

本发明的另外一个方面提供了Sn-Beta催化剂的制备方法，所述制备方法包括：

(1)将全硅Beta分子筛晶种脱铝处理；

(2)取硅源、有机结构导向剂、锡源以及全硅Beta分子筛晶种混匀获得混合物，老化、浓缩、再加入成核剂，得到凝胶；

(3)将凝胶转移至密闭体系中，在小于20s内升温至大于等于140℃，保温9-36h；

(4)干燥、焙烧。