一种2,5-呋喃二甲酸及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种2,5

【技术实现步骤摘要】
一种2,5
‑
呋喃二甲酸及其制备方法


[0001]本专利技术涉及有机物制备
，具体而言，涉及一种2,5
‑
呋喃二甲酸及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，2,5
‑
呋喃二甲酸得到了广泛的应用，其衍生物均具有较高的应用价值，并且在工业上用途广泛。现有技术中，2,5
‑
呋喃二甲酸的制备通常通过氧化5
‑
羟甲基糠醛(HMF)制备，但是后续提纯处理较为复杂；或者通过糠醛衍生物与CO2反应制备，但是制备过程中需要加入金属催化剂，导致制备成本偏高，并且制备过程复杂，能源消耗高。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的问题是如何解决2,5
‑
呋喃二甲酸的制备过程中需要金属催化剂，并且制备过程复杂，能源消耗高的问题。
[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种2,5
‑
呋喃二甲酸的制备方法，包括如下步骤：
[0005]步骤S1：在无氧环境下，将如式一结构所示的底物I、1,8
‑
萘二甲酰亚胺、助剂、溶剂和电解质混合后加入电解槽的阴极室，搅拌并溶解，得到阴极室反应液，所述式一为：
[0006][0007]其中，底物I中，R为H、羧基、或C1
‑
C10的烷基甲酸酯；X为H、F、Cl、Br或I；
[0008]步骤S2：将溶剂、三乙胺和电解质混合后加入所述电解槽的阳极室，得到阳极室反应液，向所述电解槽内通入CO2，连接直流电，在可见光条件下，进行羧化反应，将反应后的所述阴极室反应液进行酸化，得到2,5
‑
呋喃二甲酸。
[0009]可选地，步骤S1中，所述底物I、所述1,8
‑
萘二甲酰亚胺与所述助剂的摩尔比为1:(0.05
‑
2):(1
‑
4)。
[0010]可选地，步骤S1中，所述1,8
‑
萘二甲酰亚胺制备方法，包括：
[0011]将4
‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酸酐酰亚胺化后，经过醚合成或胺合成得到1,8
‑
萘二甲酰亚胺。
[0012]可选地，步骤S1中，所述溶剂选自非质子溶剂，所述非质子溶剂包括二甲亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺丙酮、1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮、苯、乙醚、四氯化碳中的一种或几种。
[0013]可选地，步骤S1中，所述无氧环境为氮气或惰性气体环境。
[0014]可选地，步骤S1中，所述助剂为无机碱。
[0015]可选地，步骤S2中，所述可见光的照射时间为6
‑
16h。
[0016]可选地，步骤S2中，直流电的电流范围为0.2mA
‑
1mA。
[0017]可选地，步骤S2中，所述羧化反应的反应温度为20
‑
80℃。
[0018]本专利技术的所述2,5
‑
呋喃二甲酸的制备方法相较于现有技术的优势在于，采用非食
用的糠醛衍生物通过与CO2进行羧化反应后酸化制备而成，原料采用不予人类食物竞争的非食用的糠醛衍生物和气体CO2，原料易得且经济效益好；采用1,8
‑
萘二甲酰亚胺经过电化学还原得到的1,8
‑
萘二甲酰亚胺自由基负离子作为光催化剂，其具有刚性的平面共轭结构,分子中可修饰位点较多，在可见光催化条件下制备2,5
‑
呋喃二甲酸，反应条件温和，反应能耗低、收率高、具有较大的工业应用前景。
[0019]为解决上述问题，本专利技术还提供一种2,5
‑
呋喃二甲酸，基于上述内容所述的2,5
‑
呋喃二甲酸的制备方法制得。
[0020]本专利技术所述的一种2,5
‑
呋喃二甲酸相对于现有技术的优势与所述2,5
‑
呋喃二甲酸的制备方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例中的2,5
‑
呋喃二甲酸的制备流程图；
[0022]图2为本专利技术实施例中的1,8
‑
萘二甲酰亚胺自由基负离子的制备示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例中实施例1的2,5
‑
呋喃二甲酸的核磁共振氢谱图；
[0024]图4为本专利技术实施例中实施例1的2,5
‑
呋喃二甲酸的核磁共振碳谱图。
具体实施方式
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，术语“包括”、“含有”、“具有”的含义是非限制性的，即可加入不影响结果的其它步骤和其它成分。如无特殊说明的，材料、设备、试剂均为市售。
[0026]为了更好地理解本专利技术而不是限制本专利技术的范围，在本专利技术中所用的表示用量、体积分数的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。
[0027]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术具体实施例做详细说明。
[0028]如图1所示，本专利技术提供一种2,5
‑
呋喃二甲酸的制备方法，包括如下步骤：
[0029]步骤S1：在无氧环境下，将如式一结构所示的底物I、1,8
‑
萘二甲酰亚胺、助剂、溶剂和电解质混合后加入电解槽的阴极室，搅拌并溶解，得到阴极室反应液，所述式一为：
[0030][0031]其中，底物I中，R为H、羧基、或C1
‑
C10的烷基甲酸酯；X为H、F、Cl、Br或I；
[0032]步骤S2：将溶剂、三乙胺和电解质混合后加入所述电解槽的阳极室，得到阳极室反应液，向所述电解槽内通入CO2，连接直流电，在可见光条件下，进行羧化反应，将反应后的所述阴极室反应液进行酸化，得到2,5
‑
呋喃二甲酸。
[0033]所述2,5
‑
呋喃二甲酸的具体制备过程如下所示：
[0034][0035]本专利技术实施例所述的2,5
‑
呋喃二甲酸的制备方法所采用的底物I为非食用的糠醛衍生物，通过非食用的糠醛衍生物与CO2进行羧化反应后酸化制备而成，原料采用不予人类食物竞争的非食用的糠醛衍生物和气体CO2，原料易得且经济效益好；采用1,8
‑
萘二甲酰亚胺经过电化学还原得到的1,8
‑
萘二甲酰亚胺自由基负离子作为光催化剂，其具有刚性的平面共本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2,5
‑
呋喃二甲酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：在无氧环境下，将如式一结构所示的底物I、1,8
‑
萘二甲酰亚胺、助剂、溶剂和电解质混合后加入电解槽的阴极室，搅拌并溶解，得到阴极室反应液，所述式一为：其中，底物I中，R为H、羧基、或C1
‑
C10的烷基甲酸酯；X为H、F、Cl、Br或I；步骤S2：将溶剂、三乙胺和电解质混合后加入所述电解槽的阳极室，得到阳极室反应液，向所述电解槽内通入CO2，连接直流电，在可见光条件下，进行羧化反应，将反应后的所述阴极室反应液进行酸化，得到2,5
‑
呋喃二甲酸。2.根据权利要求1所述的2,5
‑
呋喃二甲酸的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述底物I、所述1,8
‑
萘二甲酰亚胺与所述助剂的摩尔比为1:(0.05
‑
2):(1
‑
4)。3.根据权利要求1所述的2,5
‑
呋喃二甲酸的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述1,8
‑
萘二甲酰亚胺制备方法，包括：将4
‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酸酐酰亚胺化后，经过醚合成或胺合成得到1,8
‑
萘二甲酰亚胺。4.根据权利要求1所述的2,5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰纪红，张伟，朵芳芳，陈恒，牛雨晨，
申请(专利权)人：新乡学院，
类型：发明
国别省市：