一种利用二氧化碳合成呋喃乙酸类化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种呋喃乙酸类的合成方法，是以二氧化碳和糠醇类化合物为原料，在有机溶剂中

【技术实现步骤摘要】
一种利用二氧化碳合成呋喃乙酸类化合物的方法


[0001]本专利技术涉及一种呋喃乙酸类化合物的制备方法，尤其涉及一种以二氧化碳和糠醇类化合物为原料，通过二氧化碳羰基化反应增长糠醇类化合物的碳链合成呋喃乙酸类化合物的方法，属于二氧化碳和生物质的高效转化利用领域
。

技术介绍

[0002]呋喃乙酸类，是一种生物质基重要的精细化学品和中间体，具有广泛的用途，其结构式如下：其中，取代基
R1、R2、R3和
R4选自氢
、
烷氧基
、
烷基
、
芳基
、
硝基
、
氰基
、
羧基
、
醛基
、
羟基
、
氨基
。
[0003]呋喃乙酸类可以用作有机合成中间体，以转化为二酸
、
酯类等衍生物，广泛用作医药
、
香料以及杀菌剂等的中间体，在高分子领域可用于高分子纤维等合成；在食品工业中用作香料和调味剂
。
生成的二酸是有机合成的原料，也是生产香水和药品的中间体
。
生成的呋喃乙酸酯类进一步用于合成乙基呋喃
、
四氢呋喃乙酸酯类
、
羟基羧酸酯类及其盐
。
目前制备呋喃乙酸类的主要方法是呋喃或者糠醛通过传统的化学或生物催化途径生成酸，该方法生产效率较低，处理复杂，综合成本较高
。
[0004]随着世界经济的发展和煤
、<br/>石油等化石资源的枯竭以及二氧化碳大量排放导致的温室效应，大力实现二氧化碳的高效转化利用以及发展生物质能和生物质基化学品以（部分）替代化石原料，实现能源资源可持续发展受到世界各国的高度重视
。
生物质基糠醇可由纤维素
、
葡萄糖
、
果糖等水解制备而得，来源广泛且不受食品的限制，成为当前合成可再生燃料和化学品的重要平台分子
。
因此，针对糠醇的转化研究引起科研工作者的关注
。
但是，目前的主要研究集中在糠醇加氢合成或氢解反应，通过和二氧化碳进行羰基化反应实现碳链的增长的研究还没有报道，无法定向的实现碳链的增长
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种利用二氧化碳合成呋喃乙酸类化合物的方法，该方法通过二氧化碳羰基化反应实现增长糠醇类碳链合成呋喃乙酸类化合物，以拓宽糠醇类化合物的转化利用
。
[0006]本专利技术合成呋喃乙酸类化合物的方法，是将原料糠醇类化合物
、
添加剂和催化剂加入到有机溶剂中，通入二氧化碳气体，在室温光照条件下进行羰基化反应
2~48
小时，得到呋喃乙酸类化合物
。
[0007]所述原料糠醇类化合物的结构式为：
R1、R2、R3选自氢
、
烷氧基
、
烷基
、
芳基
、
硝基
、
氰基
、
羧基
、
醛基
、
羟基
、
氨基
。
[0008]所述添加剂为酸酐类化合物或酯类化合物，其中，酸酐类化合物为酞菁酸酐
、
苯甲酸酐
、
马来酸酐
、
焦磷酸酐
、
硫酸酐
、
戊二酸酐
、
乙酸酐
、
丙酸酐
、
特戊酸酐中的至少一种；酯类化合物为碳酸二甲酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸二丙酯
、
碳酸二丁酯
、
原甲酸三甲酯
、
原甲酸三乙酯
、
原甲酸三丙酯
、
原甲酸三丁酯中的至少一种
。
添加剂加入量为糠醇类化合物摩尔比量的
1~30
倍，优选
2~15
倍
。
[0009]所述催化剂为无机碱
、
光敏剂
、
还原剂的组合体
。
其中，无机碱为碳酸钠
、
碳酸氢钠
、
碳酸钾
、
碳酸氢钾
、
碳酸铯
、
碳酸氢铯
、
醋酸钠
、
醋酸钾
、
三氟乙酸钠
、
三氟乙酸钾
、
氢氧化铵
、
氟化铯
、
氟化钾磷酸钾
、
磷酸一氢钾
、
磷酸二氢钾
、
磷酸钠
、
磷酸一氢钠
、
磷酸二氢钠中的至少一种，其用量为糠醇类化合物摩尔量的
1~20
倍，优选2‑
10
倍
。
光敏剂为
2,4,6
‑
三对甲苯基吡喃鎓四氟硼酸盐
、2
‑
(2,4,5,7
‑
四溴
‑6‑
氧化
‑3‑
氧代
‑
3H
‑
氧杂蒽
‑9‑
基
)
苯甲酸钠
、2,4,5,6
‑
四
(
二苯胺基
)
‑
间苯二腈
、2,4,6
‑
三
(
二苯基氨基
)
‑
3,5
‑
二氟苄腈
、2,4,6
‑
三
(
二苯基氨基
)
‑5‑
氟间苯二甲腈
、2,4,5,6
‑
四（9‑
咔唑基）间苯二腈
、2,2
′‑
联吡啶二氯钌
(II)
六水合物
、
三
(2,2'
‑
联嘧啶
)
钌二
(
六氟磷酸
)
盐
、
三
[2
‑
(2,4
‑
二氟苯基
)
吡啶
]铱
(III)、4,4'
‑
二叔丁基
‑
2,2'
‑
联吡啶
)
双
[(2
‑
吡啶基
)
苯基
]铱
(III)
六氟磷酸盐
、
三
(2
‑
苯基吡啶
)
合铱中的至少一种；光敏剂的用量为糠醇类化合物摩尔量的
0.001~40%
，优选
0.1~20%。
还原剂为一甲胺...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用二氧化碳合成呋喃乙酸类化合物的方法，是将原料糠醇类化合物
、
添加剂和催化剂加入到有机溶剂中，通入二氧化碳气体，在室温光照条件下进行羰基化反应，得到呋喃乙酸类化合物；所述添加剂为酸酐类化合物或酯类化合物，所述催化剂为无机碱
、
光敏剂
、
还原剂的组合体
。2.
如权利要求1所述一种利用二氧化碳合成呋喃乙酸类化合物的方法，其特征在于：原料糠醇类化合物的结构式为
R1、R2、R3选自氢
、
烷氧基
、
烷基
、
芳基
、
硝基
、
氰基
、
羧基
、
醛基
、
羟基
、
氨基
。3.
如权利要求1所述一种利用二氧化碳合成呋喃乙酸类化合物的方法，其特征在于：所述添加剂酸酐类化合物为酞菁酸酐
、
苯甲酸酐
、
马来酸酐
、
焦磷酸酐
、
硫酸酐
、
戊二酸酐
、
乙酸酐
、
丙酸酐
、
特戊酸酐中的至少一种，其加入量为糠醇类化合物摩尔量的
1~30
倍，优选
2~15
倍
。4.
如权利要求1所述一种利用二氧化碳合成呋喃乙酸类化合物的方法，其特征在于：所述添加剂酯类化合物为碳酸二甲酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸二丙酯
、
碳酸二丁酯
、
原甲酸三甲酯
、
原甲酸三乙酯
、
原甲酸三丙酯
、
原甲酸三丁酯中的至少一种，其加入量为糠醇类化合物摩尔量的
1~30
倍，优选
2~15
倍
。5.
如权利要求1所述一种利用二氧化碳合成呋喃乙酸类化合物的方法，其特征在于：所述催化剂中，无机碱为碳酸钠
、
碳酸氢钠
、
碳酸钾
、
碳酸氢钾
、
碳酸铯
、
碳酸氢铯
、
醋酸钠
、
醋酸钾
、
三氟乙酸钠
、
三氟乙酸钾
、
氢氧化铵
、
氟化铯
、
氟化钾磷酸钾
、
磷酸一氢钾
、
磷酸二氢钾
、
磷酸钠
、
磷酸一氢钠
、
磷酸二氢钠中的至少一种，其用量为糠醇类化合物摩尔量的
1~20
倍，优选
2~10
倍
。6.
如权利要求1所述一种利用二氧化碳合成呋喃乙酸类化合物的方法，其特征在于：所述催化剂中，光敏剂为
2,4,6
‑
三对甲苯基吡喃鎓四氟硼酸盐
、2
‑
(2,4,5,7
‑
四溴
‑6‑
氧化
‑3‑
氧代
‑
3H
‑
氧杂蒽
‑9‑
基
)
苯甲酸钠
、2,4,5,6
‑
四
(
二苯胺基
)
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琪，赵泽伦，席永杰，高广，孙鹏，王嘉，李福伟，黄志威，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：