本技术介绍了一种创新方法,通过将赤藓糖醇、磁性催化剂和去离子水混合,在氢气氛围中进行密闭反应,实现高效率合成乙二醇、1,2-丙二醇等二醇产品。
背景技术
二元醇(乙二醇、丙二醇和丁二醇)是具有多功能和高价值的平台化学品,同时也是化学工业中的重要中间体,其用途广泛、市场需求量大。其中,乙二醇被作为生产聚酯涤纶、聚酯树脂、合成纤维、增塑剂和表面活性剂等有机产品的主要原料。而目前,乙二醇的生产路线主要以乙烯为原料,经环氧乙烷生产乙二醇的石油路线。此外,还有以煤或者天然气为原料,先制得合成气(CO+H2
)后,再通过直接法或者间接法制得乙二醇的煤化工路线。丙二醇作为单体广泛应用于建筑材料、化工和制药工业,同时也用于生产聚酯树脂、防冻剂、液体洗涤剂、化妆品和食品等。目前,丙二醇在工业上主要通过不可再生石油衍生的丙烯选择性氧化为环氧丙烷及其随后的水合过程生产。丁二醇在制药、化妆品和聚酯行业等各种行业中常用作溶剂和原材料。常见的丁二醇包括1,2-丁二醇、1,3-丁二醇和2,3-丁二醇。1,2-丁二醇具有低粘度和低凝固点的特点,因而广泛用于聚酯多元醇、增塑剂、化妆品和药品(如乙胺丁醇、左乙拉西坦和布瓦西坦)的合成。1,2-丁二醇也常用作生产聚酯树脂和增塑剂的原料,是化石燃料的潜在液体燃料替代品,也是一种广泛使用的化学原料和溶剂。1,3-丁二醇用作食品调味的有机溶剂以及聚氨酯和聚酯树脂的原料。2,3-丁二醇用于印刷油墨、香水、熏蒸剂等。丁二醇在工业上主要通过炔醛法、顺酐法、丁二烯法和环氧丙烷法进行生产的。然而,化石资源储量有限,不可持续。化学资源有限的储量刺激了可持续化学工业的发展,而采用可再生的生物质基为原料合成二元醇是目前研发的重要方向。
赤藓糖醇是一种来源于水果和发酵食品的C4
糖醇。它主要通过葡萄糖或甘油的生化发酵产生。将赤藓糖醇转化为具有商业价值的乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇和1,3-丁二醇,是一种环保的可持续生产方法。然而,目前通过赤藓糖醇加氢合成丁二醇的研究较少,主要集中于使用贵金属催化剂。但贵金属催化剂的使用经济性较低,增加了成本,且往往需要使用1,4-二氧六环为溶剂,对环境有危害,不利于规模工业生产。因此,寻找克服上述缺点的、易于回收的催化剂用于赤藓糖醇催化转化合成高产率的二醇(乙二醇、1,2-丙二醇,特别是1,2-丁二醇、2,3-丁二醇和1,3-丁二醇)迫在眉睫。
实现思路