一种5-羟甲基糠醛氧化制备2,5-呋喃二甲酸的方法技术

本公开涉及一种5

【技术实现步骤摘要】
一种5
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羟甲基糠醛氧化制备2,5
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呋喃二甲酸的方法


[0001]本公开涉及有机化工领域，具体地，涉及一种5
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羟甲基糠醛氧化制备2,5
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呋喃二甲酸的方法。

技术介绍

[0002]2,5
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呋喃二甲酸(FDCA)是美国能源部推荐的十二个具有重要价值的生物质基平台化合物之一，是合成多种精细化学品和呋喃基聚合物的重要中间体。它具有与对苯二甲酸类似的芳环体系及合成聚酯所需的二酸结构，关乎国计民生的聚酯工业中有重要的应用前景，有望替代石油基对苯二甲酸合成可降解高分子及助剂材料。5
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羟甲基糠醛(HMF)是生物质碳水化合物脱氧的主要产物，是实现生物质资源综合利用的一种重要平台化合物。5
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羟甲基糠醛催化氧化是制备FDCA的重要方法。
[0003]当前，由生物质基HMF氧化制FDCA的研究大部分使用的是贵金属Pt、Ru、Au、Pd及其负载型催化剂，所用载体主要包括活性炭、水滑石、金属氧化物、碳纳米管等。然而，贵金属高昂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5
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羟甲基糠醛氧化制备2,5
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呋喃二甲酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：在氧气存在条件下，使5
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羟甲基糠醛、烯烃与催化剂接触进行氧化反应；所述催化剂为复合催化材料，所述复合催化材料包括全硅分子筛和分散在所述全硅分子筛的晶内的金属元素M；所述金属M选自锰、铁、钴、镍、钯、铂、铜和金中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，5
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羟甲基糠醛与烯烃的摩尔比1：(0.5～5)，优选为1：(0.5～2)；可选地，所述烯烃为碳原子数为选自5～10的环烯烃、碳原子数为5～10的直链端烯烃和碳原子数为5～10的内烯烃中的几种或几种，优选地，所述烯烃选自环己烯、环辛烯、1
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己烯和1
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辛烯中的一种或几种；所述氧化反应的条件包括：反应温度为40～100℃，优选为60～80℃，反应时间为1～48h，优选为2～24h；所述催化剂与5
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羟甲基糠醛的重量比为1：(2～20)，优选为1：(2.5～10)，氧气压力为0.1～0.5MPa，优选为0.1～0.3MPa；优选地，所述氧化反应的反应器选自釜式反应器、固定床反应器、移动床反应器、悬浮床反应器或淤浆床反应器中的任意一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合催化材料具有如下UV
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Vis特征：将所述复合催化材料的UV
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Vis光谱中450～740nm波长的分峰结果中，将650～670nm波长范围内谱峰的峰面积记为A1，将所述复合催化材料的UV
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Vis光谱中450～740nm波长范围内总峰面积记为A2；如下式(1)定义的A0为0.4～0.7之间的任意值；A0＝A1/A2式(1)；优选地，所述的A0的值为0.45～0.6之间的任意值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该复合催化材料中的所述全硅分子筛为MFI结构分子筛、MEL结构分子筛、BEA结构分子筛、MWW结构分子筛、二维六方结构分子筛、MOR结构分子筛和TUN结构分子筛中的至少一种；优选为选自MFI结构分子筛、MEL结构分子筛、BEA结构分子筛、MCM结构分子筛和SBA结构分子筛中的一种或几种；进一步优选为MFI结构分子筛、MEL结构分子筛和BEA结构分子筛中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合催化材料中，金属元素M与硅元素的摩尔比为(0.001～0.2)：1，优选为(0.001～0.15)：1；优选地，所述复合催化材料的BET比表面积为400～800m2/g，总孔体积为0.3～0.65mL/g，微孔体积为0.1～0.19mL/g，介孔体积为0.2～0.5mL/g，所述金属元素M以金属纳米颗粒形式存在，所述金属纳米颗粒的平均粒径为0.5～9nm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合催化材料通过包括以下步骤的制备方法制备得到：S1、将模板剂、硅源、水、金属M前驱体、多羟基助剂和硅烷化试剂混合，得到反应混合物；其中多羟基助剂为包含至少两个羟基的化合物；所述硅烷化试剂包含至少一个能与金属元素M络合的配位基团；S2、对所述反应混合物进行水热晶化处理和焙烧处理。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S1中，以SiO2计的硅源：模板剂：水：金
属M元素：硅烷化试剂的摩尔比为1：(0.005～1)：(10～80)：(0.001～0.2)：(0.025～0.4)，优选为1：(0.005～1)：(10～80)：(0.002～0.15)：(0.025～0.3)；多羟基助剂与金属元素M的摩尔比为(0.2～2)：1。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S1包括：a、将模板剂、硅源和水混合，得到硅的水解溶液；b、向金属M前驱体的水溶液中加入多羟基助剂，混合后得到第一混合物料；将所述第一混合物料和所述硅的水解溶液混合，得到第二混合物料；c、将硅烷化试剂加入到所述第二混合物料中，混合后得到所述反应混合物；优选地，步骤c中混合的条件包括：在20～80℃下搅拌0.5～2小时。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述硅源选自有机硅脂、固体硅胶、白炭黑和硅溶胶中的至少一种；优选为选自有机硅脂、固体硅胶和白炭黑中的至少一种；进一步优选为有机硅脂，所述有机硅脂的通式为下式(A)所示的结构：其中R
a
、R
b
、R
c
、R
d
各自独立地选自具有1～6个碳原子的烷基，所述烷基为支链或直链烷基；优选地，R
a
、R
b
、R
c
、R
d
各自独立地选自具有1～4个碳原子的直链烷基或者具有3～4个碳原子的支链烷基；进一步优选地，所述R
a
、R
...

【专利技术属性】
技术研发人员：厉晨豪，夏长久，林民，朱斌，彭欣欣，罗一斌，舒兴田，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：