【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物质转化，尤其涉及一种采用低共熔溶剂从葡萄糖直接制取5-羟甲基糠醛的方法。
技术介绍
1、生物质转化为化工行业提供了可持续的化学衍生物和重要的中间体。5-羟甲基糠醛(hmf)是一种通用生物基平台化合物，可转化为长碳链烷烃、呋喃-2，5-二羧酸和2，5-二羰基呋喃等多种高附加值产品。通过酸催化果糖脱水转化为hmf可以获得相对较高的hmf收率，是获取hmf的主要途径。但果糖的经济成本较高。相比于果糖，葡萄糖的来源更丰富，利用葡萄糖为原料转化为hmf可以有效降低hmf生产的经济成本。但葡萄糖的六碳环吡喃结构比果糖的五碳环呋喃结构更稳定，难以通过直接脱水的方式转化为五碳环结构的hmf，因此葡萄糖转化为hmf更加困难。并且苛刻的反应条件导致产物hmf的收率与选择性显著降低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的葡萄糖转化为5-羟甲基糠醛(hmf)困难的问题，提供一种采用低共熔溶剂从葡萄糖直接制取5-羟甲基糠醛的方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种采用低共熔溶剂从葡萄糖直接制取5-羟甲基糠醛的方法，包括以下步骤：
3、s1、合成低共熔溶剂；
4、s2、将葡萄糖和低共熔溶剂充分混合并密封，将混合液加热并连续搅拌进行反应；当反应结束时，快速冷却并采用溶剂萃取反应产物中的5-羟甲基糠醛；
5、s3、对萃取5-羟甲基糠醛后的反应产物中的低共熔溶剂进行回收循环利用。
6、优选地
7、优选地，所述低共熔溶剂中，所述氢键供体、酸性氢键供体、降粘氢键供体的摩尔比例为1:1:1～5:1:1；所述酸性氢键供体和lewis酸性组分的摩尔比例为10:1～50：1。
8、优选地，所述所述氢键供体、酸性氢键供体、降粘氢键供体的摩尔比例为3:1:1；所述酸性氢键供体和lewis酸性组分的摩尔比例为10:1。
9、优选地，所述s1中，采用加热法合成低共熔溶剂，加热温度为60～150℃，加热时间为10～120分钟，即得低共熔溶剂。
10、优选地，所述s2中，葡萄糖和低共熔溶剂混合反应的温度为110℃～150℃，反应时间为10分钟～60分钟，反应气压为≦2个大气压。
11、进一步优选，所述反应温度为140℃，反应时间为30分钟。
12、进一步优选，所述s2中，加入5％摩尔的葡萄糖和低共熔溶剂混合反应；采用乙酸乙酯对反应产物中的5-羟甲基糠醛进行萃取。
13、更进一步优选，所述s3中，通过蒸发除去萃取溶剂，回收低共熔溶剂溶剂进行循环使用。
14、本专利技术所具有的有益效果：
15、(一)本专利技术利用lewis酸催化葡萄糖异构化生成果糖中间体，再通过酸催化果糖中间体脱水得到hmf；本专利技术的低共熔溶剂(des)中，氯化胆碱是糖的羟基活化组分，有机醇是溶剂降粘组分，有机酸组分具有酸性，金属氯化物具有lewis酸性；本专利技术通过调整这四种组分的比例，可以改变des对糖转为hmf的催化效果，提高hmf的收率与选择性。因此，本专利技术提出的des保留了有机酸和金属离子的高催化活性，并实现了有机酸des体系中lewis酸和酸的比例调控，同时具有制备简单，稳定性好的优点。
16、(二)本专利技术中糖转化为hmf属于均相酸催化反应，des可以作为溶剂提供糖转化所需的反应环境，又可以作为催化剂催化糖转化为hmf，显著提高hmf的产率；并可以通过有机溶剂萃取实现产物hmf分离，再通过蒸发除去有机溶剂来回收des，实现des的循环利用。
17、(三)本专利技术中涉及的反应体系无需添加水，可以抑制反应过程中的再水化反应所产生乙酰丙酸、甲酸等副产物，提高产物hmf收率，又可以减少后续废水的产生。
18、(四)本专利技术工艺简单，des组成原料绿色环保，反应条件温和，三废排放量少，有利于实现生物质糖制备hmf的工业化应用。
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1.一种采用低共熔溶剂从葡萄糖直接制取5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂包含氢键受体、酸性氢键供体、降粘氢键供体和Lewis酸性组分；所述氢键受体为氯化胆碱；所述酸性氢键供体为马来酸；所述降粘氢键供体为乙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇中的一种或几种；所述Lewis酸性组分为三氯化铬、氯化亚锡、四氯化锡中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂中，所述氢键供体、酸性氢键供体、降粘氢键供体的摩尔比例为1:1:1～5:1:1；所述酸性氢键供体和Lewis酸性组分的摩尔比例为10:1～50：1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述所述氢键供体、酸性氢键供体、降粘氢键供体的摩尔比例为3:1:1；所述酸性氢键供体和Lewis酸性组分的摩尔比例为10:1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中，采用加热法合成低共熔溶剂，加热温度为60～150℃，加热时间为10～120分钟，即得低
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中，葡萄糖和低共熔溶剂混合反应的温度为110℃～150℃，反应时间为10分钟～60分钟，反应气压为≦2个大气压。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述反应温度为140℃，反应时间为30分钟。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中，加入5％摩尔的葡萄糖和低共熔溶剂混合反应；采用乙酸乙酯对反应产物中的5-羟甲基糠醛进行萃取。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3中，通过蒸发除去萃取溶剂，回收低共熔溶剂溶剂进行循环使用。
...【技术特征摘要】
1.一种采用低共熔溶剂从葡萄糖直接制取5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂包含氢键受体、酸性氢键供体、降粘氢键供体和lewis酸性组分；所述氢键受体为氯化胆碱；所述酸性氢键供体为马来酸；所述降粘氢键供体为乙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇中的一种或几种；所述lewis酸性组分为三氯化铬、氯化亚锡、四氯化锡中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂中，所述氢键供体、酸性氢键供体、降粘氢键供体的摩尔比例为1:1:1～5:1:1；所述酸性氢键供体和lewis酸性组分的摩尔比例为10:1～50：1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述所述氢键供体、酸性氢键供体、降粘氢键供体的摩尔比例为3:1:1；...
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