【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种5-羟甲基糠醛的制备方法，属于5-羟甲基糠醛的制备合成领域。
技术介绍
1、5-羟甲基糠醛是重要的生物基平台型化合物，可生产上万种下游衍生物，其中很多衍生材料除了生物基低碳的优势之外，本身相较石油基材料还具有高气体阻隔性、耐高温性等优势。因此， 5-羟甲基糠醛的(hmf)作为最重要的生物基平台化合物之一，被称为是新材料领域“沉睡的巨人”，一直受到科研界和产业界的重点关注，但5- 羟甲基糠醛之所以没有大规模应用，痛点主要在于成本太高，难以进行工业化放大生产。
2、5-羟甲基糠醛的传统的生产过程主要是通过酸催化葡萄糖脱水，但目前葡萄糖的成本较高，这将导致终端产品的价格更加高昂，不利于其扩大市场占有量和拓展应用领域。其次，虽然催化转化葡萄糖的过程已经较为成熟，但由于5-羟甲基糠醛的反应活性较高，在水体系中很容易进一步发生副反应，形成多聚体或黑腐物，这些副产品的生成会导致该反应的选择性较低，同时会导致设备腐蚀和堵塞，难以清理，使得反应难以进行，设备的维护和使用成本大大提升，经济效益较差。同时，在水体系下合成5- 羟甲基糠醛也会产生较多的污水和废水，这部分污水和废水通常含有较多的酸和有机物，其期处理成本较高且工序复杂，对环境污染较大，同时能耗较高，大幅提高生产成本。以上的这些方面的缺点限制了5-羟甲基糠醛潜在的工业应用。
技术实现思路
1、根据本申请的一个方面，提供一种以葡萄糖作为原料，在固相无水体系制备5-羟甲基糠醛的方法，特别是球磨法。作为一种实施方案，该方法包
2、本申请提供一种5-羟甲基糠醛的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
3、将含有葡萄糖、催化剂和无机盐的固相反应体系，与有机溶剂相直接混合，在反应器中反应，得到所述5-羟甲基糠醛；
4、所述反应催化剂包括l酸催化剂和b酸催化剂；
5、所述催化剂包括l酸催化剂和b酸催化剂；
6、所述无机盐选自卤素化合物、硼化物、硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐中的至少一种；
7、所述有机溶剂相选自脂肪酯类、芳香酯类、环酯类、酮类中的至少一种。
8、可选地，所述固相反应体系中的含水量小于0.001-1wt％。
9、可选地，所述固相反应体系中，除了果糖、催化剂和无机盐自身携带的微量或者痕量的水或者自身为水溶液形式存在，不额外加入水。
10、可选地，所述催化剂包括至少一种l酸催化剂和至少一种b酸催化剂。
11、可选地，所述催化剂为至少一种l酸催化剂和至少一种b酸催化剂。
12、可选地，所述l酸催化剂为能接受电子的酸。
13、可选地，所述b酸催化剂为能释放出质子的物质。
14、可选地，所述l酸催化剂包括三氯化硼、四氯化锡、氯化铝、氯化铬中的至少一种；
15、所述b酸催化剂溶于水的酸、固体酸催化剂、离子液体、烷氧基铝、苯氧基铝、锡酸四丁酯、烷氧基钛、烷氧基锆、亚锑酸乙酯、亚锑酸丁酯中的至少一种。
16、可选地，所述溶于水的酸为易溶于水的酸。
17、可选地，所述溶于水的酸选自磷酸、盐酸、硫酸、硼酸中的至少一种；
18、所述固体酸催化剂选自阳离子交换树脂、具有酸性位的分子筛、硫化物、天然粘土矿、无定形氧化物、金属有机骨架材料中的至少一种；
19、所述离子液体选自咪唑类离子液体、吡啶类离子液体、季铵盐类离子液体、季鏻盐类离子液体中的至少一种。
20、可选地，所述阳离子交换树脂包括磺酸树脂；
21、所述天然粘土矿包括高岭土；
22、所述具有酸性位的分子筛选自zsm-5分子筛、ts-1分子筛、13x分子筛、y分子筛中的至少一种；
23、所述金属有机骨架材料为金属有机骨架材料mil-125；
24、所述离子液体选自1-羟乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐、1-羟乙基-2,3-二甲基咪唑氯盐、1-羟乙基-2,3-二甲基咪唑对甲苯磺酸盐、1-羟乙基-2,3-二甲基咪唑硝酸盐、1-羟乙基-2,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐中的至少一种。
25、可选地，所述脂肪酯类选自乙酸乙酯和/或碳酸二甲酯；
26、所述芳香酯类为乙酸苯酯；
27、所述环酯类为糠酸甲酯；所述酮类为甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮中的至少一种。
28、可选地，所述卤素化合物包括氯化钠、氟化钠、氯化镁、氯化钙、氯化钡、氯化铬、氯化铁、氯化铜、氯化铝、溴化钠、溴化钙、溴化镁中的至少一种；
29、所述硼化物包括氟化硼、硼化镁、硼化钛、硼化铬、硼化钙中的至少一种；
30、所述硅酸盐包括硅酸钠、硅酸钙、硅酸镁、硅酸铵中的至少一种；
31、所述铝酸盐包括铝酸钠、铝酸钙、铝酸镁、铝酸铵中的至少一种；
32、所述磷酸盐包括磷酸钠、磷酸钙、磷酸镁、磷酸铵中的至少一种；
33、可选地，所述盐酸为35.0～40.0wt％的盐酸溶液。
34、可选地，所述硫酸为95.0～99.0wt％的浓硫酸。
35、可选地，所述葡萄糖和所述无机盐的质量比为0.5～10：1～20。
36、可选地，所述葡萄糖和所述无机盐的质量比5～10：5～20。
37、可选地，所述葡萄糖和所述无机盐的质量比8～10：6～20。
38、可选地，所述葡萄糖和所述无机盐的质量比为5～10：10～20。
39、可选地，所述葡萄糖和所述无机盐的质量比10：15～20。
40、可选地，所述葡萄糖和所述l酸催化剂的质量比为0.5～10：0.01～1。
41、可选地，所述葡萄糖和所述l酸催化剂的质量比为8～10:0.01～1。
42、可选地，所述葡萄糖和所述l酸催化剂的质量比为10:0.01～1。
43、可选地，所述葡萄糖和所述b酸催化剂的质量比为0.5～10：0.01～1。
44、可选地，所述葡萄糖和所述b酸催化剂的质量比为8～10:0.01～1。
45、可选地，所述葡萄糖和所述b酸催化剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种5-羟甲基糠醛的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括至少一种L酸催化剂和至少一种B酸催化剂；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述L酸催化剂包括三氯化硼、四氯化锡、氯化铝、氯化铬中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶于水的酸选自磷酸、盐酸、硫酸、硼酸中的至少一种；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子交换树脂包括磺酸树脂；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脂肪酯类选自乙酸乙酯和/或碳酸二甲酯；所述芳香酯类为乙酸苯酯；所述环酯类有机溶剂为糠酸甲酯；所述酮类选自甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述葡萄糖和所述无机盐的质量比为0.5～10：1～20；所述葡萄糖和所述L酸催化剂的质量比为0.5～10：0.01～1；所述葡萄糖和所述B酸催化
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应的条件包括：反应温度为30～180℃，反应时间为2～10小时；
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂相经减压蒸馏，得到所述5-羟甲基糠醛；
...【技术特征摘要】
1.一种5-羟甲基糠醛的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括至少一种l酸催化剂和至少一种b酸催化剂；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述l酸催化剂包括三氯化硼、四氯化锡、氯化铝、氯化铬中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶于水的酸选自磷酸、盐酸、硫酸、硼酸中的至少一种；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子交换树脂包括磺酸树脂；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脂肪酯类选自乙酸乙酯和/或碳酸二甲酯；所述芳香酯类为乙酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢嘉成，吴浔，徐云鹏，刘中民，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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