糠醛化合物的氧化反应催化剂及糠醛化合物的氧化方法技术

一种糠醛化合物的氧化反应催化剂及糠醛化合物的氧化方法，该催化剂包括含镍材料、含锰材料以及含溴材料。其中，氧化反应催化剂中的溴元素摩尔数(mole)除以含氧化反应催化剂中镍元素摩尔数与锰元素摩尔数二者加总的值介于0.01至7.5之间。该糠醛化合物的氧化方法包含：提供上述氧化反应催化剂；以及在一氧气气氛中将至少一糠醛化合物氧化。本发明专利技术采用包含有镍、锰、溴三种元素的材料的氧化反应催化剂来取代现有技术包含贵重金属的氧化反应催化剂，借以对糠醛化合物进行氧化反应。并且将氧化反应催化剂中的溴元素浓度控制在特定范围之内，以减少其对反应系统的腐蚀。可确保催化剂的应用不受干扰，增加工艺产率，大幅降低工艺成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种制备糠醛化合物的衍生物的氧化反应催化剂及糠醛化合物的氧化方法，且特别是有关于一种可用来氧化糠醛化合物的氧化反应催化剂及其糠醛化合物的氧化方法。
技术介绍
2,5-呋喃二甲酸(2,5-Furandicarboxylicacid，FDCA)、2,5-二甲酰基呋喃(2,5-diformylfuran，DFF)、5-甲酰基呋喃-2-甲酸(5-Formyl-2-furancarboxylicAcid，FFCA)、5-羟甲基-2-呋喃甲酸(5-hydroxymethyl-2-furancarboxylicacid，HMFCA)，是由六碳(C6)果糖或葡萄糖先行脱水反应生成5-羟甲基糠醛(HMF)，再经由氧化反应所产生的化合物。其中2,5-呋喃二甲酸是双羧酸类(diacid)的结构，可应用于聚酯产业中，做为聚酯的双酸单体，与各种双醇类(diol)进行酯化反应以聚合成一系列的聚酯化合物及弹性体材料。2,5-呋喃二甲酸因其具有呋喃五圆环，除了可形成特殊性质的聚酯材料适用于各种产业或其它新领域之外，2,5-呋喃二甲酸也可以与各种双胺类(diamine)进行反应以聚合成一系列的尼龙材料。2,5-呋喃二甲酸除了能够衍生聚合物材料，也可衍生其它化合物适用于例如界面活性剂和可塑剂领域的新应用。一般而言以5-烃甲基糠醛来制备2,5-呋喃二甲酸可粗略分为碱法与酸法两种制程。其中，采用碱法来制备2,5-呋喃二甲酸的工艺虽然产率较高，但其催化剂多为贵重金属，例如金属元素铂(Pt)，价格较为昂贵，而且会产生大量的含盐废水。相反的，以酸法来制备2,5-呋喃二甲酸的工艺，所采用的催化剂较为便宜，所使用的溶剂也可回收，因此较具商业价值和竞争力。然而，在采用酸法(例如醋酸法)来制备2,5-呋喃二甲酸的过程中，由于所使用的催化剂中溴浓度较高，例如高于2000ppm，容易造成反应系统腐蚀，进而影响后续工艺的进行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种糠醛化合物的氧化反应催化剂及糠醛化合物的氧化方法，用来氧化糠醛化合物，以克服现有技术的方法容易造成反应系统腐蚀的问题。本说明的一个实施例，是提供一种糠醛化合物的氧化反应催化剂，其包括含镍(Ni)材料、含锰(Mn)材料、含溴(Br)材料。其中，氧化反应催化剂中的溴元素摩尔数(moles)除以含氧化反应催化剂中之镍元素摩尔数与锰元素摩尔数二者加总的值实质介于0.01至7.5之间。其中，该糠醛化合物具有如以下的一通式：其中，R为H、CH3、C2H5、COCH3、COCH2CH3或COCH2CH2CH3。其中，该溴元素摩尔数除以该镍元素摩尔数介于0.01至20之间；且该溴元素摩尔数除以该锰元素摩尔数介于0.01至20之间。其中，该溴元素摩尔数除以该镍元素摩尔数介于0.01至5之间；该溴元素摩尔数除以该锰元素摩尔数介于0.01至5之间；且该溴元素摩尔数除以该镍元素摩尔数和该锰元素摩尔数二者加总的值介于0.01至0.5之间。其中，该含镍材料选自于由醋酸镍、溴化镍、硫酸镍、氯化镍、草酸镍、碳酸镍及上述的任意组合所组成的一族群。其中，该含锰材料选自于由醋酸锰、溴化锰、硫酸锰、氯化锰、草酸锰、碳酸锰及上述的任意组合所组成的一族群。其中，该含溴材料选自于由溴化镍、溴化锰、溴化氢、溴化钠及上述的任意组合所组成的一族群。其中，所述的糠醛化合物的氧化反应催化剂更包括一含镁材料，且该溴元素摩尔数除以该氧化反应催化剂中的一镁元素摩尔数的值介于0.01至20之间。其中，该溴元素摩尔数除以该镁元素摩尔数的值介于0.01至5之间。其中，该含镁材料选自于醋酸镁、溴化镁、硫酸镁、氯化镁、草酸镁、碳酸镁及上述的任意组合所组成的一族群。本说明的另一个实施例，是提供一种糠醛化合物的氧化方法，其包括下述步骤：首先提供一种氧化反应催化剂，其包括含镍材料、含锰材料、含溴材料。其中，氧化反应催化剂中的溴元素摩尔数除以含氧化反应催化剂中之镍元素摩尔数与锰元素摩尔数二者加总的值实质介于0.01至7.5之间。之后，在氧气气氛(oxygenatmosphere)中将至少一种糠醛化合物氧化。其中，在氧化该糠醛化合物之前，更包括:将该氧化反应催化剂置于一有机酸溶液中以形成一第一溶液，使该第一溶液具有介于0至30重量百分浓度的一水分含量；以及将该糠醛化合物混入该第一溶液中以形成一第二溶液，使该第二溶液具有介于0至30重量百分浓度的一水分含量。其中，该有机酸溶液选自于由醋酸、丙酸、丁酸以及上述的任意组合所组成的一族群。其中，该氧气气氛包括：一氧气，浓度介于1至100摩尔百分率；以及一辅助气体，选自于由氮气、二氧化碳、氦气、氖气、氩气或上述的任意组合所组成的一族群。根据上述，本专利技术的实施例是揭露一种用来氧化糠醛化合物的氧化反应催化剂及其应用此一氧化反应催化剂对糠醛化合物进行氧化反应的方法。其采用包含有镍、锰、溴三种元素的材料的氧化反应催化剂来取代现有技术包含贵重金属的氧化反应催化剂，借以对糠醛化合物进行氧化反应。并且将氧化反应催化剂中的溴元素浓度控制在特定范围之内，以减少其对反应系统的腐蚀。可确保催化剂的应用不受干扰，增加工艺产率，大幅降低工艺成本。附图说明为了对本专利技术的上述实施例及其它目的、特征和优点能更明显易懂，特举数个较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下:图1是根据本专利技术的一实施例所绘示的一种对糠醛化合物进行氧化反应的方法。其中，符号说明：S11：提供一种包括含镍材料、含锰材料、含溴材料氧化反应催化剂。S12：将氧化反应催化剂置于有机酸溶液中，借以形成第一溶液。S13：将糠醛化合物混入第一溶液中，以形成第二溶液。S14：将第二溶液置于氧气气氛中，对糠醛化合物进行氧化反应。具体实施方式本专利技术是提供一种用来氧化糠醛化合物的氧化反应催化剂及其应用此一催化剂对糠醛化合物进行氧化反应的方法，可改善现有技术用来氧化糠醛化合物的氧化反应催化剂成本偏高以及干扰反应系统的问题。为了对本专利技术的上述实施例及其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并配合所附图式作详细说明。但必须注意的是，这些特定的实施案例与方法，并非用以限定本专利技术。本专利技术仍可采用其它特征、元件、方法及参数来加以实施。较佳实施例的提出，仅用以例示本专利技术的技术特征，并非用以限定本专利技术的申请专利范围。该
中具有通常知识者，将可根据以下说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种糠醛化合物的氧化反应催化剂，其特征在于，包括:一含镍材料、一含锰材料以及一含溴材料；其中，该氧化反应催化剂中的溴元素摩尔数除以该氧化反应催化剂中的镍元素摩尔数和锰元素摩尔数二者加总的值介于0.01至7.5之间。

【技术特征摘要】
2015.10.16 TW 104134011;2014.12.16 US 62/092,2761.一种糠醛化合物的氧化反应催化剂，其特征在于，包括:
一含镍材料、一含锰材料以及一含溴材料；
其中，该氧化反应催化剂中的溴元素摩尔数除以该氧化反应催化剂中的镍
元素摩尔数和锰元素摩尔数二者加总的值介于0.01至7.5之间。
2.根据权利要求1所述的糠醛化合物的氧化反应催化剂，其特征在于，该
糠醛化合物具有如以下的一通式：
其中，R为H、CH3、C2H5、COCH3、COCH2CH3或COCH2CH2CH3。
3.根据权利要求1所述的糠醛化合物的氧化反应催化剂，其特征在于，该
溴元素摩尔数除以该镍元素摩尔数介于0.01至20之间；且该溴元素摩尔数除
以该锰元素摩尔数介于0.01至20之间。
4.根据权利要求1所述的糠醛化合物的氧化反应催化剂，其特征在于，该
溴元素摩尔数除以该镍元素摩尔数介于0.01至5之间；该溴元素摩尔数除以该
锰元素摩尔数介于0.01至5之间；且该溴元素摩尔数除以该镍元素摩尔数和该
锰元素摩尔数二者加总的值介于0.01至0.5之间。
5.根据权利要求1所述的糠醛化合物的氧化反应催化剂，其特征在于，该
含镍材料选自于由醋酸镍、溴化镍、硫酸镍、氯化镍、草酸镍、碳酸镍及上述
的任意组合所组成的一族群。
6.根据权利要求1所述的糠醛化合物的氧化反应催化剂，其特征在于，该
含锰材料选自于由醋酸锰、溴化锰、硫酸锰、氯化锰、草酸锰、碳酸锰及上述
的任意组合所组成的一族群。
7.根据权利要求1所述的糠醛化合物的氧化反...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄英婷，汪进忠，陈招宏，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71