一种5-羟甲基-2-呋喃甲醛的制备方法技术

本申请公开了一种5

【技术实现步骤摘要】
一种5
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羟甲基
‑2‑
呋喃甲醛的制备方法


[0001]本申请涉及一种5
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羟甲基
‑2‑
呋喃甲醛的制备方法，属于生物质化工技 术领域。

技术介绍

[0002]HMF主要是通过酸催化六碳糖脱水制得，由于其在制备过程中有诸 多副反应的发生，因此提高HMF选择性和产率是目前HMF制备过程中的 难题之一。目前六碳糖转化制取HMF还面临诸多挑战性问题，例如在水 相中HMF选择性较差、产率低；在单一有机相中存在底物浓度低和纯化 成本高等问题。在此基础上，研究人员开发出了水
‑
有机溶剂双相体系，能 够将反应生成的HMF原位萃取至有机相，有效抑制副反应的发生，将HMF 选择性提升至60％以上，但是由于油水两相接触面积较小，导致传质较差， 反应选择性和产率无法进一步地提高。在双相体系中，溶剂体系的改善可 有效提高HMF的产率，CN 102933567 A中通过向双相体系中添加无机盐 的方式，提高了HMF在有机相中的分配系数，从而将HMF产率提升至 75％，但是此体系存在底物浓度较低的问题，且HMF选择性有待进一步 提高。因此，提高底物浓度和HMF选择性是高效制备HMF的前提条件， 具有一定的应用价值。
[0003]
技术实现思路

[0004]根据本申请的一个方面，提供了一种5
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羟甲基
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呋喃甲醛的制备方法， 该方法通过调控液滴大小提高制备5
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羟甲基
‑2‑/>呋喃甲醛选择性的方法，本 专利技术主要是通过向体系中添加表面活性剂的方法，使含有果糖的水相在有 机相中形成一定尺寸的微观液球，将底物果糖在微观尺度限域于水相中， 提高有机相中果糖的相对浓度，加速了产物HMF向有机相转移，进而达 到加快反应速度和提高HMF选择性的效果。
[0005]本申请中一种5
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羟甲基
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呋喃甲醛的制备方法，所述制备方法包括：
[0006]将含有果糖、水、有机溶剂、表面活性剂的混合物处理获得乳化液， 反应，得到5
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羟甲基
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呋喃甲醛；
[0007]其中，所述表面活性剂选自油包水型乳化剂中的至少一种。
[0008]可选地，所述油包水型乳化剂包括司盘、甘油单月桂酸酯、聚甘油脂 酸酯、聚乙二醇单月桂酸酯、聚醚、油酸钠中的至少一种；
[0009]所述混合物中表面活性剂的含量为0.1～20wt％。
[0010]可选地，所述混合物中表面活性剂含量上限选自0.3wt％、0.5wt％、 0.7wt％、1wt％、3wt％、4wt％、5wt％、10wt％、12.5wt％、15wt％、18wt％ 或20wt％；下限选自0.1wt％、0.3wt％、0.5wt％、0.7wt％、1wt％、3wt％、 4wt％、5wt％、10wt％、12.5wt％、15wt％或18wt％。
[0011]可选地，所述聚乙二醇单月桂酸酯为聚乙二醇(200)单月桂酸酯。
[0012]可选地，所述乳化液中有机相和水相的体积比例为30～2:1。
[0013]可选地，所述有机溶剂包括醇、酯、酮中的至少一种。
[0014]可选地，所述有机溶剂包括乙醇、乙酸丁酯、碳酸二甲酯、甲基异丁 酮、异丙醇、仲丁醇、乙酸乙酯中的至少一种。
[0015]可选地，所述混合物中果糖的含量为5～30wt％。
[0016]可选地，所述混合物中果糖的含量上限选自8wt％、10wt％、13wt％、 14wt％、15wt％、20wt％、25wt％、26wt％或30wt％；下限选自5wt％、7wt％、 8wt％、10wt％、13wt％、14wt％、15wt％、20wt％或25wt％。
[0017]可选地，所述反应的温度为100～200℃；
[0018]所述反应的时间为30s～300min。
[0019]可选地，所述反应的时间为30min～120min。
[0020]可选地，所述反应的时间为30s～300s。
[0021]可选地，所述反应的时间上限选自35min、45min、60min、90min或 120min、200min、250min或300min；下限选自30min、35min、45min、 60min、90min、120min、200min或250min。
[0022]可选地，所述反应的时间上限选自45s、60s、90s、150s、200s或300s； 下限选自30s、45s、60s或90s。
[0023]可选地，所述反应的温度上限选自120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、 170℃、180℃、190℃或200℃；下限选自100℃、120℃、130℃、140℃、 150℃、160℃、170℃、180℃或190℃。
[0024]可选地，所述乳化液中分散相液滴直径为5nm～100μm。
[0025]可选地，所述乳化液中分散相液滴直径为5nm～1μm；进一步优选为 10nm～500nm。
[0026]可选地，所述乳化液中分散相液滴直径为100nm～10μm。
[0027]可选地，所述乳化液中分散相液滴直径为1～100μm；进一步优选为 5～50μm。
[0028]可选地，所述混合物中表面活性剂的含量为5～20wt％；
[0029]所述乳化液中有机相和水相的体积比为30～10:1；
[0030]所述乳化液中分散相液滴直径为5nm～1μm；
[0031]所述反应的温度为100～150℃；
[0032]可选地，所述混合物中表面活性剂的含量为1～15wt％；
[0033]所述乳化液中有机相和水相的体积比为20～5:1；
[0034]所述乳化液分散相中液滴直径为100nm～10μm；
[0035]所述反应的温度为120～180℃；
[0036]可选地，所述混合物中表面活性剂的含量为0.1～5wt％；
[0037]所述乳化液中有机相和水相的体积比为10～2:1；
[0038]所述乳化液分散相中液滴直径为1～100μm；
[0039]所述反应的温度为150～200℃。
[0040]可选地，所述混合物中还包括助剂或不包括助剂；
[0041]所述助剂选自醇、HLB大于8的表面活性剂中的至少一种；
[0042]所述混合物中助剂的含量为不高于5wt％，优选地0.5wt％～5wt％。
[0043]可选地，所述混合物中助剂的含量上限选自0.5wt％、1.5wt％、2.5wt％、 3.5wt％、4.5wt％或5wt％；下限选自0wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2.5wt％ 或3wt％。
[0044]可选地，所述助剂包括正丁醇、异丙醇、十二烷基苯磺酸钠、聚丙二 醇、吐温(如吐
温80)中的至少一种。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5
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羟甲基
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呋喃甲醛的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将含有果糖、水、有机溶剂、表面活性剂的混合物处理获得乳化液，反应，得到5
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羟甲基
‑2‑
呋喃甲醛；其中，所述表面活性剂选自油包水型乳化剂中的至少一种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述油包水型乳化剂包括司盘、甘油单月桂酸酯、聚甘油脂酸酯、聚乙二醇单月桂酸酯、聚醚、油酸钠中的至少一种；所述混合物中表面活性剂的含量为0.1～20wt％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乳化液中有机相和水相的体积比例为30～2:1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括醇、酯、酮中的至少一种；优选地，所述有机溶剂包括乙醇、乙酸丁酯、碳酸二甲酯、甲基异丁酮、异丙醇、仲丁醇、乙酸乙酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合物中果糖的含量为5～30wt％。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为100～200℃；所述反应的时间为30s～300min；优选地，所述反应的时间为30min～120min；优选地，所述反应的时间为30s～300s。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乳化液中分散相液滴直径为5nm～100μm；优选地，所述乳化液中分散相液滴直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚杰，马中森，陆贻超，李浩，尹荃，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：