【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学化工领域,具体涉及一种5-羟甲基糠醛催化氧化制备5-羟甲基糠酸和2,5-呋喃二甲酸的方法及其应用。
技术介绍
迄今为止,化学品平台化合物主要从石油资源中获得,而随着石油等不可再生资源的大量消耗,原油价格的不断上升,以石油为原料的化工工业成本将不断提高,给化工工业带来了沉重的负担。随着可持续发展概念的深入人心,生物质作为一种价格低廉,储量丰富,可不断再生的可持续资源,越来越受到科学家的关注。因此,发掘可再生生物资源制备平台化合物,是解决目前石化资源匮乏和能源危机的重要途径。木质素,纤维素和半纤维素是可再生生物资源的主要组成成分,其在酸性条件下能够水解成六碳糖(葡萄糖和果糖),六碳糖进一步脱水生成5-羟甲基糠醛。5-羟甲基糠醛具有良好的反应性能,通过它能够制备5-羟甲基糠酸、2,5-呋喃二甲醛、2,5-呋喃二甲酸、乙酰丙酸等高附加值化合物。近来,由于开发出生物质来源的果糖和葡萄糖等原料加氢裂解制备 5-羟甲基糠醛技术(W02009154566,US20120016141, CN201110080223.X,CN201010172717.6),使得5-羟甲基糠醛可以从非石油化工原料获取,其来源扩大,可用于工业生产初始原料。2,5-呋喃二甲酸是一种极具应用潜力的生物质来源化合物,被美国能源部列入十二种重要生物基平台化学品之一。其结构与对苯二甲酸相似,被认为可以取代对苯二甲酸用来制造聚酯类塑料的重要原料,制造新一代的类聚对苯二甲酸二酯(PET)的生物可降解塑料;其结构具有五环双官能团特征,与对苯二甲酸六元环结构相比,具有分子排列不对称型, ...
【技术保护点】
一种制备5?羟甲基糠酸和2,5?呋喃二甲酸的方法,其特征在于:在温和的条件下,通过对温度、压力和反应时间的调控,采用贵金属负载型催化剂选择性地将5?羟甲基糠醛高效催化氧化合成5?羟甲基糠酸或2,5?呋喃二甲酸;催化反应压力为0.1~3.0MPa,温度为25~100°C,反应过程中需加入一定量的碱来促进反应的进行,加入的碱的量与反应底物摩尔比为1~20。
【技术特征摘要】
1.一种制备5-羟甲基糠酸和2,5-呋喃二甲酸的方法,其特征在于:在温和的条件下, 通过对温度、压力和反应时间的调控,采用贵金属负载型催化剂选择性地将5-羟甲基糠醛 高效催化氧化合成5-羟甲基糠酸或2,5-呋喃二甲酸;催化反应压力为0. r3. OMPa,温度为25?100° C,反应过程中需加入一定量的碱来促 进反应的进行,加入的碱的量与反应底物摩尔比为广20。2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:催化剂为负载型催化剂,其活性组分是以 Au、Pd、Pt、Ru、Ag为主的单金属或二种以上金属的混合组分或二种以上金属的合金组分,活 性组分的总重量负载量为0. 5^10%,金属活性组分1. 0nnT20. Onm大小的纳米粒子。3.按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于:催化剂的载体为具有八面沸石结构 的分子筛,包括X型、Y型分子筛,其组成为Nax(Si02)y(A102)z ? mH20, Si02:Al203摩尔比为 2-50,Na20 含量为 0. 01wt%-20wt%, y/z=l?5。4.按照权利要求3所述的催化剂,其特征在于:催化剂的制备包括以下步骤:I)按所需配比将一种或多种不同配比的金属盐配成水溶液,控制水浴温度 30° C?80。C ;所述金属盐选自HAuC14、HPtCl4、HPdCl4、H Ru C14、H Ag Cl4中的至少一种或多种;II)将分子筛载体加入到金属盐溶液中混合搅拌,控制温度保持在30°(T80° C;所述 分子筛载体为八面沸石型分子筛为NaX、HX、REX、NaY、HY、REY或USY中的一种,或对酸中心 进行调变后的八面沸石型分子筛NaX、HX、REX、NaY、HY、REY或USY中的一种; III)在溶液中加入还原剂,使金属盐被还原成零价态的纳米金属粒子并负载在载体上;所述还原剂为柠檬酸三钠、抗坏血酸、硼氢化钠、硼氢化钾、水合肼、酒石酸钠和氢气中 的一种或多种;IV)将制备的催化剂前驱体用去...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐杰,蔡嘉莹,马红,黄义争,宋奇,苗虹,
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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