【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、随着化石资源的日益消耗，以及其带来大量温室气体的排放，可再生能源和可再生资源的开发利用在世界范围引起广泛重视。生物质是唯一可再生的碳资源，将生物质转化成平台化合物和大宗化学品是生物质转化利用的重要发展方向。5-羟甲基糠醛(5-hydroxy methylfurfural，hmf)被认为是可由生物质原料制备的、最具价值和潜力替代石化工业中基础化学品的生物基平台化学品，在国际上被视为一种介于生物基糖化学和石油基化学之间的关键桥梁化合物。欧盟brew“以可再生原料利用生物技术生产大宗化工产品的中长期挑战”2006-2050年将hmf列为最重要的六碳平台化合物。hmf分子呋喃环上带有醛基和羟甲基，可以催化氧化生成一系列呋喃类芳香化合物，从而替代石油来源的苯类大宗化学品，因此具有广泛的经济和社会意义。
2、生产5-羟甲基糠醛的典型途径是酸催化的碳水化合物脱水，如葡萄糖、果糖、纤维素和蔗糖。目前已经开发出了各种均相或非均相催化剂，包括lewis酸和bronsted酸，这些催化剂已被发现对合成5-羟甲基糠醛有效，这些催化剂被广泛的应用到生产5-羟甲基糠醛的过程中。但由于在反应过程中生成的5-羟甲基糠醛具有较高的反应活性，在这类催化剂的催化作用下，5-羟甲基糠醛会进一步发生反应，聚合生成高分子黑腐物或分解生成乙酰乙酸等。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，
技术实现思路
1、根据本申请的一个方面，提供一种制备5-羟甲基糠醛的方法，该方法包括将含有果糖、无机盐和酸性催化剂混合成均相水溶液，溶液流经换热器，在连续式下反应，得到所述5-羟甲基糠醛。本申请中，添加无机盐与特定的酸性催化剂，在连续式下反应，可起到协同作用，相比间歇式反应可有效提高反应的生产效率和转化率。同时，避免5-羟甲基糠醛发生副反应形成黑腐物导致产物收率下降和设备维护成本大大升高的问题。本方法中使用的合成5-羟甲基糠醛的体系具有较大的经济效益，体系成本较低，对环境污染小，操作简单，易于重复，设备维护成本低，能高效的生产高纯度的5-羟甲基糠醛。
2、一种使用无机盐的5-羟甲基糠醛的制备方法，包括以下步骤：
3、将含有果糖、无机盐和酸性催化剂的均相水溶液，流经换热器，在连续式下反应，得到所述5-羟甲基糠醛；
4、所述酸性催化剂选自溶于水的酸中的至少一种；
5、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。
6、可选地，所述含有果糖、无机盐的溶液为果糖、无机盐和水的混合物。
7、所述溶于水的酸为易溶于水的酸。
8、可选地，所述溶于水的酸包括磷酸、盐酸、硫酸、硼酸、磺酸中的至少一种。
9、可选地，所述盐酸为35.0～40.0wt％的盐酸溶液。
10、可选地，所述硫酸为95.0～99.0wt％的浓硫酸。
11、可选地，所述卤素化合物选自氯化钠、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；
12、所述硼化物选自氟化硼、硼化镁、硼化钛、硼化铬和硼化钙中得至少一种；
13、所述硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钙、硅酸镁、硅酸铵等中的至少一种；
14、所述铝酸盐选自铝酸钠、铝酸钙、铝酸镁、铝酸铵等中的至少一种；
15、所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸钙、磷酸镁、磷酸铵等中的至少一种。
16、可选地，所述果糖和所述无机盐的质量比为0.5～10：1～20。
17、可选地，所述果糖和所述无机盐的质量比为5～10:5～20。
18、可选地，所述果糖和所述无机盐的质量比为8～10:6～20。
19、可选地，所述果糖和所述无机盐的质量比为8～10:15～20。
20、可选地，所述果糖和所述酸性催化剂的质量比为0.5～10：0.01～1。
21、可选地，所述果糖和所述酸性催化剂的质量比为8～10:0.01～1。
22、可选地，所述果糖和所述酸性催化剂的质量比为10:0.01～1。
23、可选地，所述溶液的溶剂包括水。
24、可选地，所述果糖和水的质量比为0.5～10：1～20。
25、可选地，所述果糖和水的质量比5～10：5～20。
26、可选地，所述果糖和水的质量比8～10：6～20。
27、可选地，所述果糖和水的质量比为5～10：10～20。
28、可选地，所述果糖和水的质量比10：15～20。
29、可选地，所述果糖和水的质量比满足：
30、果糖：水＝1:0.8～10。
31、可选地，果糖和水的质量比独立地选自1:0.8、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10中的任意值或任意两者之间的范围值。
32、所述水和无机盐的质量比满足：
33、水：无机盐＝1:0.05～5。
34、可选地，水和无机盐的质量比独立地选自1:0.05、1:0.10、1:0.20、1:0.30、1:0.40、1:0.50、1:0.60、1:0.70、1:0.80、1:0.90、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5中的任意值或任意两者之间的范围值。
35、所述酸性催化剂的加入量为所述果糖添加量的0.1wt％～5wt％。
36、可选地，所述酸性催化剂的加入量与所述果糖添加量的比例独立地选自0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％、1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％、3.0wt％、3.5wt％、4.0wt％、4.5wt％、5.0wt％中的任意值或任意两者之间的范围值。
37、可选地，所述反应的条件包括：反应的温度为60～180℃，液相流速为0.1l/min～20l/min。
38、可选地，反应的温度独立地选自60℃、70℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、175℃、180℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
39、可选地，所述反应的时间为2～10小时。
40、可选地，反应的时间独立地选自2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时中的任意值或任意两者之间的范围值。
41、可选地，所述反应的压力不进行特别限定，常压下即可。
42、可选地，所述反应的条件包括：所述反应的流速0.1l/min～20l/min。
43、可选地，所述反应流速独立地选自0.1l/min、0.5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种使用无机盐的5-羟甲基糠醛的制备方法，其特征在于，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，所述溶于水的酸包括磷酸、盐酸、硫酸、硼酸、磺酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述卤素化合物选自氯化钠、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；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和所述无机盐的质量比为0.5～10：1～20。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和所述酸性催化剂的质量比为0.5～10：0.01～1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和水的质量比为0.5～10：1～20。
7.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：反应的温度为60～180℃，液相流速为0.1L/min～20L/min。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述反应的时间为2～10小时。
9.根据权利要求1
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述减压蒸馏的条件包括：
...【技术特征摘要】
1.一种使用无机盐的5-羟甲基糠醛的制备方法，其特征在于，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，所述溶于水的酸包括磷酸、盐酸、硫酸、硼酸、磺酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述卤素化合物选自氯化钠、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；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和所述无机盐的质量比为0.5～10：1～20。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和所述酸...
【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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