[发明专利]木质素基溶剂和其制备方法

说明书

所公开主题的实施方案提供了用于将生物质转化为糠醛的方法。所述方法可包括使含戊聚糖的生物质材料在消化容器中经历酸催化的消化过程，从而产生包含有C5‑碳水化合物和包含纤维素的固体的消化产物流。可以将所述消化产物流分离成液体产物流和包含木质素和纤维素的固体产物流。所述固体产物流可以与水和有机溶剂接触，从而将至少部分所述木质素转化为酚类溶剂。所述液体产物流中的所述C5‑碳水化合物可以在酸催化剂和包含水相和与水不混溶的有机相的两相混合物的存在下进行脱水反应，从而产生糠醛或呋喃衍生物，其中所述与水不混溶的有机相包括至少一部分所述酚类溶剂。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月3日提交的美国临时申请序列号62/331,197的优先权，所述申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及由C5糖制备糠醛的新颖方法。更具体地，本发明涉及将生物质转化为糠醛的方法以及将生物质转化为糠醛的方法中所使用的木质素基溶剂的制备。

背景技术

由于植物细胞壁中存在糖，木质纤维素生物质被视为燃料和化学品的丰富可再生资源。地球表面有超过50％的有机碳含在植物中。此木质纤维素生物质包含半纤维素、纤维素和较小部分的木质素和蛋白质。纤维素是主要包含缩聚葡萄糖的聚合物，而半纤维素是戊糖，主要是木糖的前体。这些糖可以很容易地转化为燃料和有价值的组分，其条件是其可以从含有其的细胞壁和聚合物中释放出来。然而，植物细胞壁已经对微生物、机械或化学分解得到组分糖产生了相当大的抗性。已经进行了许多克服这种顽固性的方法，并且这些聚合物分解成糖，即糖化的历史悠久。在此类分解和/或糖化期间，含于细胞壁中的单体和低聚戊糖被释放并且可以经历酸催化脱水，得到糠醛，糠醛是燃料和化学品制造中重要的生物基中间体，如J.P.Lange、E.van der Heide、J.van Buijtenen、R.J.Price,《可持续发展化学(ChemSusChem)》2012,5,150-166所综述。

US 20140018555描述了一种被公开的由含木质纤维素的生物质生产糠醛的方法。将生物质在水和任选的酸中浆化，进行水解并且然后进行固/液分离，产生至少包含C5和C6糖的水性部分和包含纤维素和木质素的固体部分。糠醛通过以下方式获得：向水性部分中加入有机溶剂，在120-220℃下加热足够的时间以形成糠醛，冷却，并从水相中分离包含至少部分糠醛的有机相。与水混溶和与水不混溶的有机溶剂被推荐作为合适的有机溶剂。然而，US 20140018555的方法需要连续供应有机溶剂，当此方法在远程位置操作时，这并非所期望的。需要通过减少对所述方法提供的有机溶剂的需求来提高所述方法的效率。