一种5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种5

【技术实现步骤摘要】
小时。
[0010]更进一步的是，所述银盐为氯化银、硝酸银中的一种，所述钯盐为氯化钯、硝酸钯和醋酸钯中的一种。
[0011]其中，反应原料为5
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羟甲基糠醛或5
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羟甲基糠醛类衍生物；所述5
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羟甲基糠醛类衍生物包括5
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羟甲基糠醛醚类衍生物或5
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羟甲基糠醛酯类衍生物。
[0012]其中，氧气的压力为0.1~1 MPa。
[0013]其中，所述反应原料溶液的质量浓度为5%~15%；催化剂与反应原料的质量比为0.5：1~1：1。
[0014]其中，混合反应体系的反应条件是：pH值7～13，反应温度20～50℃，反应时间1～6h。
[0015]与现有的技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）以热催化法氧化HMF制备FDCA，以氧气作为氧源，无需使用双氧水。
[0016]（2）本专利技术的方法绿色无污染，温和条件（<50℃，<1MPa O2），操作方便，工艺简单，避免了电催化产物后处理麻烦、光催化工艺不成熟、生物酶催化成本偏高等问题，更易于工业化生产。
[0017]（3）以活性炭为载体，催化剂失活后通过简单的焚烧就可以回收贵金属活性组分，从而克服了贵金属价格昂贵的缺点，降低了整个反应的成本，生产成本低。
[0018]（4）以水作为溶剂，克服了有机溶剂有毒、价格高、后处理麻烦的问题。
具体实施方式
[0019]下面结合实施例对本专利技术进一步阐述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。
[0020]实施例1：依以下步骤制备2, 5
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呋喃二甲酸（1）催化剂制备：将银盐和钯盐溶解在水溶液中，充分搅拌后，然后加入活性炭，用冰水浴调节温度在1℃范围内，在氮气保护下滴加还原剂溶液，持续搅拌反应5小时后，用去离子水洗涤和抽滤，直至滤液为中性，得到固体的银
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钯/碳双金属催化剂，封于无水乙醇中待用；其中，所述银盐为氯化银，所述钯盐为氯化钯；钯和银在载体上负载量为1wt％，银和钯的质量比为1：3；所述催化剂的还原剂为硼氢化钠，还原剂用量为银盐和钯盐摩尔量的105%，还原剂溶液中含质量5%的氢氧化钠；（2）2, 5
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呋喃二甲酸制备：将5
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羟甲基糠醛、催化剂和水投入反应釜形成混合反应体系；先用氮气置换反应釜内的气体2次，然后用氧气置换反应釜内的气体2次，维持氧气压力为0.1MPa；调节混合反应体系的pH值7，反应温度20℃，反应6h，制得2 ,5
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呋喃二甲酸；其中，所述反应原料的质量浓度为5%；催化剂与反应原料的质量比为0.5：1。
[0021]反应完毕后，溶液过滤，液体产物用气相色谱测定反应前后的化学组成，HMF的转化率为99.5%，FDCA的产率为91.4%。
[0022]实施例2：依以下步骤制备2, 5
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呋喃二甲酸（1）催化剂制备：将银盐和钯盐溶解在水溶液中，充分搅拌后，然后加入活性炭，用冰水浴调节温度在3℃范围内，在氮气保护下滴加还原剂溶液，持续搅拌反应3小时后，用去离子水洗涤和抽滤，直至滤液为中性，得到固体的银
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钯/碳双金属催化剂，封于无水乙醇中待用；其中，所述银盐为硝酸银，所述钯盐为硝酸钯；钯和银在载体上负载量为5.5wt％，银
和钯的质量比为1：1；所述催化剂的还原剂为硼氢化钾，还原剂用量为银盐和钯盐摩尔量的105%，还原剂溶液中含质量5%的氢氧化钠；（2）2, 5
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呋喃二甲酸制备：将5
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羟甲基糠醛醚、催化剂和水投入反应釜形成混合反应体系；先用氮气置换反应釜内的气体2次，然后用氧气置换反应釜内的气体2次，维持氧气压力为0.55MPa；调节混合反应体系的pH值10，反应温度35℃，反应3.5h，制得2 ,5
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呋喃二甲酸；其中，所述反应原料的质量浓度为10%；催化剂与反应原料的质量比为0.75：1。
[0023]反应完毕后，溶液过滤，液体产物用气相色谱测定反应前后的化学组成，HMF的转化率为93.5%，FDCA的产率为85.4%。
[0024]实施例3：依以下步骤制备2, 5
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呋喃二甲酸（1）催化剂制备：将银盐和钯盐溶解在水溶液中，充分搅拌后，然后加入活性炭，用冰水浴调节温度在5℃范围内，在氮气保护下滴加还原剂溶液，持续搅拌反应1小时后，用去离子水洗涤和抽滤，直至滤液为中性，得到固体的银
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钯/碳双金属催化剂，封于无水乙醇中待用；其中，所述银盐为氯化银，所述钯盐为醋酸钯；钯和银在载体上负载量为10wt％，银和钯的质量比为3：1；所述催化剂的还原剂为硼氢化钠，还原剂用量为银盐和钯盐摩尔量的105%，还原剂溶液中含质量5%的氢氧化钠；（2）2, 5
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呋喃二甲酸制备：将5
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羟甲基糠醛酯、催化剂和水投入反应釜形成混合反应体系；先用氮气置换反应釜内的气体2次，然后用氧气置换反应釜内的气体2次，维持氧气压力为1MPa；调节混合反应体系的pH值13，反应温度50℃，反应1h，制得2 ,5
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呋喃二甲酸；其中，所述反应原料的质量浓度为15%；催化剂与反应原料的质量比为1：1。
[0025]反应完毕后，溶液过滤，液体产物用气相色谱测定反应前后的化学组成，HMF的转化率为87.2%，FDCA的产率为81.3%。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5
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羟甲基糠醛制备2, 5
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呋喃二甲酸的方法，其特征是它包括如下步骤：采用化学还原法制备银
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钯/碳双金属催化剂；将反应原料、催化剂和水投入反应釜形成混合反应体系，调节混合反应体系的pH值；先用氮气置换反应釜内的空气，然后用氧气置换反应釜内的氮气，维持氧气压力，在一定温度下反应一定时间，即制得2 ,5
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呋喃二甲酸。2.根据权利要求1所述的一种5
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羟甲基糠醛制备2, 5
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呋喃二甲酸的方法，其特征是所述银
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钯/碳双金属催化剂的制备方法如下：将银盐和钯盐溶解在水中，然后加入活性炭，调节温度，在氮气保护下滴加还原剂溶液，持续搅拌，反应完毕后用去离子水洗涤和抽滤，直至滤液为中性，得到固体的银
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钯/碳双金属催化剂。3.根据权利要求2所述的一种5
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羟甲基糠醛制备2, 5
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呋喃二甲酸的方法，其特征是：所述银
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钯/碳双金属催化剂中金属活性组分的负载量为1~10%，银和钯的质量比为1：3~3：1；所述催化剂的还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾中的一种，还原剂用量为银盐和钯盐摩尔量的105%，还原剂溶液中含质量5%的氢氧化钠。4.根据权利要求2所述的一种5
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羟甲基糠醛制备2, 5
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呋喃二甲酸的方法，其特征是所述银

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新德，张海荣，李波，郭海军，
申请(专利权)人：盱眙凹土能源环保材料研发中心，
类型：发明
国别省市：