由碳水化合物合成2,5-呋喃二甲醛的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種由碳水化合物合成2,5-呋喃二甲醛的方法。以碳水化合物為原料，酸性離子液體為溶劑，Keggin結(jié)構(gòu)的鉬釩磷雜多酸為催化劑，空氣為氧化劑，在常壓下反應(yīng)制得2,5-呋喃二甲醛。該方法所用反應(yīng)條件溫和，操作步驟短，能耗低，催化劑安全無(wú)毒、易于制備，活性高，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】由碳水化合物合成2, 5-呋喃二甲醛的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]2，5-呋喃二甲醛①--)是一種重要的呋喃類(lèi)衍生物，是具有多種用途的有機(jī)合成中間體。它可以用作生產(chǎn)聚合物的單體，也可以作為原料用來(lái)合成藥物、藥物中間體、抗真菌劑、大環(huán)配體等。目前，工業(yè)上唯一可行的生產(chǎn)0？？的方法是采用5-羥甲基糠醛(冊(cè)?)為原料，經(jīng)由選擇性氧化反應(yīng)制得。由于腿？是一種不穩(wěn)定、且較難分離得到的化合物，使得它的產(chǎn)量很低，價(jià)格昂貴，僅以克為單位在市場(chǎng)上流通，因而使得采用常規(guī)的氧化劑氧化冊(cè)？制備0？？的路線成本過(guò)高，目前仍未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0003]生物質(zhì)是一種可再生資源，可用以替代日益枯竭的化石資源。碳水化合物是生物質(zhì)的主要成分。直接以碳水化合物為原料，通過(guò)先脫水合成腿？中間體，在不用分離出腿？的情況，使腿？原位選擇性氧化合成0？？，就可實(shí)現(xiàn)由生物質(zhì)資源直接制備高附加值化工產(chǎn)品。這對(duì)于節(jié)約資源、降低能耗、以及進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用可再生的生物質(zhì)資源具有重要的意義。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中合成2，5-呋喃二甲醛，過(guò)程較為復(fù)雜，操作麻煩，能耗較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)便、低能耗的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，以克服已有技術(shù)中步驟長(zhǎng)、操作復(fù)雜、能耗高、成本高等缺點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]一種由碳水化合物催化合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于以葡萄糖、果糖或蔗糖為原料，酸性離子液體為溶劑，1(6^111結(jié)構(gòu)的鑰釩磷雜多酸為催化劑，空氣為氧化齊0，在常壓下反應(yīng)制得2，5-呋喃二甲醛，其中碳水化合物濃度為30.0-45.08凡，鑰釩磷雜多酸的分子式為- 12??！20、?。?？101072040 - 1祖20 或 4？109%04。- 12?。?0，催化劑用量為1.0-10.0^/1,反應(yīng)溫度為80-120。。，反應(yīng)時(shí)間為0.5-2小時(shí)。
[0008]所述酸性離子液體為1-(3-磺酸)-丙基-3-乙基咪唑鹽酸鹽-((?)
01、1~ (3-橫酸)-丙基-3-乙基咪唑憐酸鹽-(0?) 3^111] 02？04、1- (3-橫酸)-丙基-3-乙基咪唑硫酸鹽-磺酸)-丙基-3-乙基咪唑苯磺酸鹽-(0?) 3-0111] 1“、1- 丁基-3-甲基咪唑鹽酸鹽-[(^化]01。
[0009]所述酸性離子液體的一般制備方法如下:在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝管的100此三口燒瓶中加入1,3-丙烷磺內(nèi)酯，然后加入適量的去離子水溶解，待溶解完全后，緩慢滴加相應(yīng)的酸，保持常溫反應(yīng)30-1然后緩慢升溫至901，最后減壓脫水，即得。
[0010]所述碳水化合物濃度優(yōu)選358/1。
[0011]所述鑰釩磷雜多酸的分子式優(yōu)選?。?？1011704。- 12??！20。
[0012]所述催化劑用量?jī)?yōu)選2.5-5.08/1。
[0013]所述反應(yīng)溫度優(yōu)選110-1200。
[0014]所述反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選1小時(shí)。
[0015]本發(fā)明具有如下有益效果:合成工藝步驟僅一鍋一步，操作安全，無(wú)設(shè)備腐蝕，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。②鑰釩磷雜多酸兼具酸性和氧化性，對(duì)目標(biāo)反應(yīng)活性高，副產(chǎn)物少；③鑰釩磷雜多酸是非均相催化劑，易于制備，性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)毒，易于分離；④反應(yīng)采用酸性離子液體作為溶劑，產(chǎn)物收率高，選擇性好，后處理簡(jiǎn)單，在溫和的條件下進(jìn)行，常壓、低能耗。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0017]實(shí)施例1
[0018]向一單口圓底燒瓶中依次加入轉(zhuǎn)子、45.01118果糖、11111 1-(3-磺酸)-丙基-3-乙基咪唑鹽酸鹽和20.0呢催化劑，連接好冷凝管。將油浴鍋溫度升至1201，待溫度恒定后將燒瓶放入，在空氣氣氛中攪拌回流反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)停止后，將反應(yīng)體系自然冷卻至室溫，離心分離出催化劑粉末，溶液進(jìn)行％和即仏分析，0？？收率為45%。
[0019]實(shí)施例2
[0020]向一單口圓底燒瓶中依次加入轉(zhuǎn)子、45.01118果糖、111111-(3-磺酸)-丙基-3-乙基咪唑苯磺酸鹽-003-((?)3-111111] 和20.0呢催化劑，連接好冷凝管。將油浴鍋溫度升至1101，待溫度恒定后將燒瓶放入，在空氣氣氛中攪拌回流反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)停止后，將反應(yīng)體系自然冷卻至室溫，離心分離出催化劑粉末，溶液進(jìn)行％和即仏分析，0？？收率為42%。
[0021]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于，以葡萄糖、果糖或蔗糖為原料，酸性離子液體為溶劑，Keggin結(jié)構(gòu)的鑰釩磷雜多酸為催化劑，空氣為氧化劑，在常壓下反應(yīng)制得2，5-呋喃二甲醛，其中碳水化合物濃度為30.0-45.0g/L，鑰釩磷雜多酸的分子式為 H4PMonV04Q.12H20、H5PMo10V2040.14H20 或 H6PMo9V304(l.12H20，催化劑用量為1.0-10.0g/L,反應(yīng)溫度為80-120。。，反應(yīng)時(shí)間為0.5-2小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于，所述酸性離子液體為1-(3-磺酸)_丙基-3-乙基咪唑鹽酸鹽-[H03S-(CH2)3-min]Cl、1- (3-橫酸)-丙基-3-乙基咪唑憐酸鹽 _ [H03S_ (CH2) 3_min] H2P04、1- (3-橫酸)-丙基-3-乙基咪唑硫酸鹽-[!1035-(012)3-1^11]肥04、1-(3-磺酸)-丙基-3-乙基咪唑苯磺酸鹽-[H03S- (CH2) 3-min] TsA、1_ 丁基-3-甲基咪唑鹽酸鹽-[C4min] Cl。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于，碳水化合物濃度為35g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于，鑰釩磷雜多酸的分子式為H4PMonV04(l.12H20。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于催化劑用量為2.5-5.0g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在反應(yīng)溫度為110-120C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C07D307/46GK104402846SQ201410682611
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】李卓才, 李蘇楊 申請(qǐng)人:蘇州喬納森新材料科技有限公司