一种生物质定向加压液化制备烷基糖苷的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纤维类生物质资源制备化学品领域，主要涉及生物质加压液化制备烷 基糖苷方面的研究。
【背景技术】
[0002] 生物质资源是一种来源广泛可以再生的生物质资源，但目前甘蔗渣类生物质资源 的利用程度还相对较低，开发甘蔗渣类生物质制备重要的化工产品，已经成为生物质资源 利用的重要研究课题。
[0003] 烷基糖苷是一种新型的非离子表面活性剂，具有许多独特的性能。其表面活性高、 去污能力强、润湿能力强、泡沫细腻丰富且性质稳定，可以被应用于很多化工行业领域。与 其他表面活性剂合用时有很强的协同效应，配伍性能好，即使在浓度较高的酸、碱和盐溶液 中，仍然具有很高的活性和溶解度。此外，在自然界中能被生物完全降解，避免污染环境，且 对皮肤温和、无刺激、无毒害。
[0004] 目前，已经报道的烷基糖苷的合成技术主要有两种方法。第一种方法是利用葡萄 糖与醇类物质反应，一步法合成烷基糖苷；工艺流程简单，烷基糖苷的得率较高，但是对葡 萄糖的纯度要求较高，因此成本较高。第二种方法是利用纤维素或者淀粉在高压下醇解生 成烷基糖苷，该方法虽然对原料的纯度没有很高的要求，可是同样存在总成本偏高的缺点。
【发明内容】
[0005] 解决的技术问题：为了解决烷基糖苷生产成本高、工艺复杂、溶剂使用量大等缺 点，本发明提供了一种生物质定向加压液化制备烷基糖苷的方法，在高温高压条件下采用 "一步法"进行醇解，定向液化甘蔗渣制备烷基糖苷。该合成路径具有原料便宜、来源广泛， 操作工艺简单等优点；液化产物通过萃取分离等一系列操作后，得到的烷基糖苷产品纯度 较高。
[0006] 技术方案：一种生物质定向加压液化制备烷基糖苷的方法，包括以下步骤：
[0007] 第一步，定向加压液化反应：将生物质原料、低碳醇和酸性催化剂加入到高压釜 中，在160~240°C条件下液化反应不超过60min，压力为3~7MPa，搅拌下反应，反应结束 后迅速通冷却水，迅速降至室温；所述低碳醇的分子结构中碳原子和羟基的数量均为1~ 3 ；
[0008] 第二步，萃取分离过程：将第一步得到的定向加压液化产物中和、过滤、活性炭脱 色、精馏、真空旋转蒸发和回收低碳醇之后，首先加入蒸馏水，将液体产物分离为水溶相和 水不溶相，采用有机溶剂萃取剂萃取水溶相，萃取后剩下的水相产物为烷基糖苷。
[0009] 所述低碳醇为甲醇、乙醇或丙三醇中的任意一种。
[0010] 所述酸性催化剂为硫酸、磷酸、氨基磺酸或甲苯磺酸的任意一种。
[0011] 所述的有机溶剂萃取剂为乙酸乙酯、二氧六环、四氯化碳、环己烷和石油醚的任意 一种。
[0012] 第一步中所述的甘鹿渣：低碳醇：酸性催化剂的质量比为1:6~10:0. 01~0. 05。
[0013] 有机溶剂萃取剂与水溶相的质量比均为2~5:1。
[0014] 所述的生物质为甘蔗渣、竹木或杨木。
[0015] 有益效果
[0016] 1.发现了生物质原料的定向加压液化一步法制备烷基糖昔，可以有效地提尚目标 产物的得率，其总含量可以达到82%。
[0017] 2.本发明的方法中使用有机溶剂萃取的方法，萃取分离出高纯度的烷基糖苷，烷 基糖苷可以经过提纯精制成高附加值的非离子型表面活性剂产品。
[0018] 3.选用低碳醇作为液化溶剂，可以利用其在近临界状态下具有较高的压力和反应 活性，提高反应效率，溶剂回收和再利用的操作简单。
[0019] 4.通过采用不同极性的有机溶剂作为萃取剂，获得高纯度的烷基糖苷类化合物， 方法操作简单，溶剂用量少、回收和再利用容易。
【附图说明】：
[0020] 图1为本发明的工艺流程图。
[0021] 图2为本发明实施例中甘蔗渣生物质定向加压液化产物的GC-MS图谱。
[0022] 图3为本发明萃取分离得到的烷基糖苷类化合物的HSQC NMR谱图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述，需要说明的是，实施例并不构成对本 发明要求保护范围的限定。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或者 条件所做的修改和替换，均属于本发明的范围。
[0024] 若未特别说明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0025] -种生物质定向加压液化制备烷基糖苷的方法，包括以下步骤：
[0026] 第一步，定向加压液化：将甘鹿渣等生物质原料、低碳醇和酸性催化剂加入到高压 釜中，高压釜在160~240°C条件下液化反应不超过60min，压力为3~7MPa，转速为500r/ min，反应结束后迅速通冷却水，在1~5min内降至室温；其中纤维生物质：低碳醇：酸性催 化剂的质量比为1:6~10:0. 01~0. 05 ;所述低碳醇的分子结构中碳原子和羟基的数量均 为1~3〇
[0027] 第二步，萃取分离：将直接加压液化产物中和、过滤、活性炭脱色、真空旋转蒸发、 回收低碳醇之后，首先加蒸馏水与液体产物质量比为2: 1，将液化产物分离为水溶相和水不 溶相，采用有机溶剂萃取剂水溶相，萃取后剩下的水相产物为烷基糖苷。萃取剂与水溶相和 水不溶相的质量比均为2~5:1。
[0028] 所述低碳醇为甲醇、乙醇和丙三醇中的任意一种。
[0029] 所述酸性催化剂为硫酸、磷酸、氨基磺酸和甲苯磺酸的任意一种。
[0030] 所述的活性炭脱色反应可通过在70°C下液体产物不断精馏回流、脱色反应45min 的过程。将活性炭趁热过滤，得到脱色后的液体产物。
[0031] 所述的真空旋转蒸发可通过在40~60°C，压力为-0. 09MPa下减压旋转蒸发，将溶 剂分离并回收。
[0032] 所述的有机溶剂萃取剂为乙酸乙酯、二氧六环、四氯化碳、环己烷和石油醚的任意 一种。
[0033] 所述的生物质为甘蔗渣、竹木或杨木。
[0034] 实施例1
[0035] 称取40甘蔗渣，颗粒大小为50~60目，240g甲醇和1.0 g硫酸加入到体积为IL 的高压釜中，以3°C /min的升温速率和500r/min的搅拌速度，升温到200°C，高压釜的压力 为5. 5MPa。反应保温30min后关加热，迅速通冷却水在1~5min内降至室温。将液化产物 中和、过滤，滤液在70°C回流脱色反应45min，然后在压力为-0. 09MPa下45°C减压旋转蒸发 回收甲醇之后，加入80g蒸馏水，出现分相。水溶相加入40g乙酸乙酯，水溶相与乙酸乙酯相 发生分层，然后将乙酸乙酯相倒出后，剩余的水相将水旋蒸干后得到的为甲基糖苷类物质， 含量为76%。
[0036] 实施例2
[0037] 称取40g甘蔗渣，颗粒大小为50~60目，320g甲醇和1.0 g硫酸加入到体积为IL 的高压釜中，以3°C /min的升温速率和500r/min的搅拌速度，升温到200°C，高压釜压力为 5. 5MPa。反应保温30min后关加热，迅速通冷却水在1~5min内降至室温。将液化产物中 和、过滤，滤液在70°C回流脱色反应45min，然后在压力为-0. 09MPa下45°C减压旋转蒸发回 收甲醇之后，加入80g蒸馏水，出现分相。水溶相加入40g乙酸乙酯，水溶相与乙酸乙酯相 发生分层，将乙酸乙酯相倒出后，剩余的水相将水旋蒸干后得到的为甲基糖苷类物质，含量 为 80%。
[0038] 实施例3
[0039] 称取40g甘蔗渣，颗粒大小为50~60目，400g甲醇和1.0 g硫酸加入到体积为IL 的高压釜中，以3°C /min的升温速率和500r/min的搅拌速度，升温到200°C，高压釜压力为 6. 5MPa。反应保温30min后关加热，迅速通冷却水在1~5min内降至室温。将液化产物中 和、过滤，滤液在70°C回流脱色反应45min，然后在压力为-0. 09MPa下45°C减压旋转蒸发回 收甲醇之后，加入80g蒸馏水，出现分相。水溶相加入40g乙酸乙酯，水溶相与乙酸乙酯相 发生分层，将乙酸乙酯相倒出后，剩余的水相将水旋蒸干后得到的为甲基糖苷类物质，含量 为 79%〇
[0040] 实施例4
[0041] 称取40g甘蔗渣，颗粒大小为50~60目，320g甲醇和0.4g硫酸加入到体积为IL 的高压釜中，以