本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種離子化合物溶液及其制備方法，該方法包括：將如式I所示的化合物與醇和/或水混合，通入酸性氣體，得到所述離子化合物溶液；其中，R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地選自C1-C8的直鏈或支鏈烷基，并且R1和R2之間和/或R3和R4之間任選地鍵連成環(huán)。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了一種利用上述方法制備得到的離子化合物溶液溶解生物質(zhì)的方法，該可用于纖維素的純化，以及纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化利用；由于所用原料價(jià)格低廉，溶液易于回收利用，此方法是一種很有前途的生物質(zhì)溶解、降解的方法。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及生物質(zhì)組分分離的
，具體涉及一種離子化合物溶液及其制備 方法，以及其在生物質(zhì)溶解、降解方面的應(yīng)用。
技術(shù)介紹
生物質(zhì)，狹義上主要是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中除糧食、果實(shí)以外的秸桿、樹木等木質(zhì) 纖維素、農(nóng)林廢棄物等，是可再生的碳資源，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的液態(tài)燃料以及其它化工原料或 者產(chǎn)品，其利用技術(shù)和化石燃料的利用方式具有很大的兼容性。生物質(zhì)原料主要含有纖維 素、半纖維素、木質(zhì)素等，三者由共價(jià)鍵、氫鍵等結(jié)合成復(fù)雜的高聚物結(jié)構(gòu)，使其很難溶解、 降解，增加了生物質(zhì)作為最豐富的天然原料的開發(fā)和利用的難度。 研宄人員一直努力尋找和開發(fā)能使生物質(zhì)溶解的合適的溶劑體系，特別是近年 來，該方面取得了較大的進(jìn)展。為了實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)溶解的綠色無污染化，環(huán)胺氧化物溶劑體系 和離子液體體系成為現(xiàn)在研宄的重點(diǎn)。特別是對離子液體溶解生物質(zhì)的研宄，近幾年有了 快速的發(fā)展。 離子液體是近年來綠色化學(xué)新興研宄領(lǐng)域之一，以其特有的優(yōu)良溶解性、強(qiáng)極性、 不揮發(fā)性等性能而備受生物化學(xué)工作者的青睞，被認(rèn)為是替代常用揮發(fā)性有機(jī)溶劑的新型 綠色溶劑，在化學(xué)合成、電化學(xué)、萃取分離、材料制備等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到關(guān)注。 通常用于生物質(zhì)溶解的離子液體主要是咪唑型的鹵鹽離子液體，當(dāng)陰離子為氯離 子時(shí)溶解效果最好。2002年，Swatloski等首次發(fā)現(xiàn)在100°C條件下1-丁基-3-甲基咪唑氯 鹽最多可溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的纖維素，為纖維素資源的綠色應(yīng)用提供了良好的發(fā)展平臺 (DissolutionofCellosewithIonicLiquids.JournaloftheAmericanChemicalSo ciety，2002. 124(18) :p. 4974-4975)。Liu等報(bào)道了 Cl處理過的麥桿纖維素的酶水 解，實(shí)現(xiàn)了麥桿中纖維素的聚合度和結(jié)晶度的降低（Enzymatichydrolysisofcellulose materialstreatedwithionicliquidBMIMCl.ChineseScienceBulletin, 2006. 51( 20) :p. 2432-2436)。Tan等利用離子液體 萃取甘蔗渣中的木質(zhì)素，在170°C~ 19CTC下萃取率可達(dá)93%(Extractionofligninfromlignocelluloseatatmospheric pressureusingalkylbenzenesulfonateionicliquid.GreenChemistry, 2009. 11(3) :p.339-345)〇 然而，這些傳統(tǒng)的離子液體在溶解生物質(zhì)的過程中也存在著明顯的問題，例如離 子液體合成過程復(fù)雜，價(jià)格昂貴，而且由于其自身的高粘度，在溶解生物質(zhì)之后，產(chǎn)物分離 和離子液體的回收、循環(huán)再利用變得較為困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
某些有機(jī)堿與醇類或水的混合物可以通過吸收或解吸酸性氣體來實(shí)現(xiàn)有機(jī)堿在 分子態(tài)和離子態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，這種獨(dú)特的性質(zhì)使其在萃取分離方面有著很好的應(yīng)用前景。 吸收酸性氣體合成離子化合物過程簡單，合成之后不用提純，將其配成相應(yīng)溶液實(shí)現(xiàn)粘度 可調(diào)和極性可調(diào)，這些性質(zhì)相比于傳統(tǒng)的離子液體有較大的優(yōu)勢。若其也能在生物質(zhì)溶解 方面有不俗的表現(xiàn)，則這種離子化合物溶液在生物質(zhì)溶解、降解方面有很好的前途。 因此，本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有離子液體技術(shù)溶解生物質(zhì)成本高、工藝復(fù)雜、溶 液難以回收利用、環(huán)境污染等不足，提供一種離子化合物溶液及其制備方法，并用于生物 質(zhì)、尤其是木質(zhì)纖維素的溶解、降解，可進(jìn)一步廣泛用于紙漿制備，纖維素純化，纖維素、半 纖維素和木質(zhì)素進(jìn)一步制化學(xué)品等領(lǐng)域。 本專利技術(shù)以脒類化合物、如1，8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯（DBU)、醇和/或 H20,以及酸性氣體為原料，合成了例如DBU/ROH/酸性氣體和/或DBU/H20/酸性氣體體系的 離子化合物溶液。 根據(jù)本專利技術(shù)，提供了一種離子化合物溶液的制備方法，包括：將如式I所示的脒類 化合物與醇和/或水混合，通入酸性氣體，得到所述離子化合物溶液；【主權(quán)項(xiàng)】1. 一種離子化合物溶液的制備方法，包括：將如式I所示的脒類化合物與醇和/或水 混合，通入酸性氣體，得到所述離子化合物溶液；其中，Rp R2、RjPR4各自獨(dú)立地選自C1-C8的直鏈或支鏈烷基，并且R JP R2之間和/ 或馬和R 4之間任選地鍵連成環(huán)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，R JP R 2之間鍵連成C 3-C5的碳環(huán)，并且R 3 和R4之間鍵連成C4-C^碳環(huán)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述脒類化合物選自1，8-二氮雜二 環(huán) -| 碳-7-稀和1，5-二氮雜雙環(huán)壬-5-稀中的至少一種，并優(yōu)選為 1，8-二氮雜二環(huán) 十一碳-7-烯。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述醇選自C「(^醇中的至 少一種；所述酸性氣體選自〇)2和SO 2中的至少一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述脒類化合物與醇和/或 水的摩爾比為1:1-6,優(yōu)選為1:2-4。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述混合的溫度為 20-50。。。7. -種溶解生物質(zhì)的方法，包括以下步驟： a) 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的方法制備離子化合物溶液； b) 任選地，使用醇和/或水將制備得到的離子化合物溶液稀釋至所需濃度； c) 將離子化合物溶液和經(jīng)粉碎的生物質(zhì)加入反應(yīng)器中； d) 通入酸性氣體，攪拌，加熱。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述生物質(zhì)為木肩、秸桿、稻草和水萌蘆 中的至少一種。9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，在步驟c)中，加入反應(yīng)器中的離子化 合物溶液的濃度為〇· 5-5mol/L〇10. 根據(jù)權(quán)利要求7-9中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟c)中，離子化合物 溶液的體積與生物質(zhì)的質(zhì)量比以ml/g計(jì)為15-40:1。11. 根據(jù)權(quán)利要求7-10中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟d)中，將混合物加 熱至120-180°C，并在加熱溫度下維持l_6h。12. 根據(jù)權(quán)利要求7-11中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟e): 將步驟d)得到的反應(yīng)混合物進(jìn)行固液分離，并將至少部分液體循環(huán)至步驟c)和/或步驟 d) 〇13. -種根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的方法制備得到的離子化合物溶液?！緦＠勘緦＠夹g(shù)提供了一種離子化合物溶液及其制備方法，該方法包括：將如式I所示的化合物與醇和/或水混合，通入酸性氣體，得到所述離子化合物溶液；其中，R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地選自C1-C8的直鏈或支鏈烷基，并且R1和R2之間和/或R3和R4之間任選地鍵連成環(huán)。本專利技術(shù)還提供了一種利用上述方法制備得到的離子化合物溶液溶解生物質(zhì)的方法，該可用于纖維素的純化，以及纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化利用；由于所用原料價(jià)格低廉，溶液易于回收利用，此方法是一種很有前途的生物質(zhì)溶解、降解的方法?！綢PC分類】C08H7-00, D21C5-00, C07D487-04【公開號】CN104761554【申請?zhí)枴緾N201410828690【專利技術(shù)人本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種離子化合物溶液的制備方法，包括：將如式I所示的脒類化合物與醇和/或水混合，通入酸性氣體，得到所述離子化合物溶液；其中，R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地選自C1?C8的直鏈或支鏈烷基，并且R1和R2之間和/或R3和R4之間任選地鍵連成環(huán)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魯厚芳，梁斌，張惠忠，劉穎穎，
申請(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，四川大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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