[發明專利]一種5-羥甲基糠醛的制備方法

有效

• 申請號: 201210434718.2
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102964319A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 江成真;胡廷峰;焦芬;王芳芳
• 申請（專利權）人: 濟南圣泉唐和唐生物科技有限公司
• 主分類號: C07D307/48
• 分類號: C07D307/48
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

技術領域????

本發明涉及羥甲基糠醛制備技術領域，特別涉及一種5-羥甲基糠醛的制備方法。

背景技術???

隨著石化資源儲量的日益減少，石化下游產品的價格日趨升高，尋求可持續發展的替代品變得越來越重要。近年來，生物質作為有望在未來替代石化能源的可再生資源受到越來越多的關注。其中，以葡萄糖、果糖和蔗糖為原料合成呋喃類產品是生物質轉化利用的重要過程之一。研究表明，果糖經催化脫水反應，失去三分子水后生成的5-羥甲基糠醛是連接生物質轉化和大規模工業化過程的重要平臺化學品。它可通過加氫、氧化脫氫、酯化、鹵化、聚合、水解以及其他化學反應，用于合成許多高附加值產品和新型高分子材料，包括醫藥、樹脂類塑料、柴油燃料添加物等。另外，從綠色化學角度考慮，使用葡萄糖、果糖或蔗糖為原料具有經濟價值高、對環境友好和可持續性強的優點。因此，催化葡萄糖、果糖或蔗糖合成5-羥甲基糠醛的研究具有重要的科學意義和應用價值，已經成為化學化工領域的研究熱點之一。

在由糖類生產5-羥甲基糠醛領域，反應介質一般選用昂貴的離子液體或銨鹽、甘油、乙二醇、乙二酸、丙二酸，催化劑一般選用無機酸、有機酸、路易斯酸、固體酸、酸性氧化物、酸酐、金屬氯化物，反應時，需要惰性氣體保護，才能保證反應的充分進行和反應產物的純度，反應液的后處理一般采用有機溶劑萃取或者超臨界CO₂萃取，生產成本較高，操作工藝復雜，難以實現產業化。并且現有技術中為了保證反應的充分進行，設置的反應液中糖類的固含較低，在產業化中，造成產能低，生產成本較高。

發明內容???

為了解決以上現有技術5-羥甲基糠醛制備中存在的反應過程和后處理成本高、反應液固含低造成的產業化成本高、收率低的問題，本發明提供了一種成本低、適于產業化、反應液固含高、收率高的5-羥甲基糠醛的制備方法。

本發明是通過以下措施實現的：

一種5-羥甲基糠醛的制備方法，將糖類原料溶解在二甲基亞砜溶劑中，升溫至80?~?160℃，加入氯化鉻進行反應，檢測5-羥甲基糠醛的反應得率，當得率大于90%時淬滅反應，減壓蒸餾除去溶劑，剩余液體用飽和氯化鈉水溶液稀釋得待萃取液，用有機溶劑萃取后蒸干即得；

糖類原料與二甲基亞砜的質量比1?:?1.5?~?20；

氯化鉻加入量為糖類原料質量的5~?20%。

所述的制備方法，糖類原料與二甲基亞砜的質量比1?:?2；

氯化鉻加入量為糖類原料質量的15.04%，反應溫度為120?℃。

所述的制備方法，糖類原料與二甲基亞砜的質量比1?:?20；

氯化鉻加入量為糖類原料質量的15?%，反應溫度為120?℃。

所述的制備方法，所述糖類原料為葡萄糖、果糖或蔗糖。

所述的制備方法，減壓蒸餾后的剩余液體用0.5?~?10倍的飽和氯化鈉水溶液稀釋。

所述的制備方法，減壓蒸餾后的剩余液體用2?~?4倍的飽和氯化鈉水溶液稀釋。

所述的制備方法，萃取時使用的有機溶劑為丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醚、三氯乙烯、三氯甲烷、甲苯。

所述的制備方法，萃取時待萃取液與萃取用有機溶劑的體積比1:0.5?–?5，這是萃取工藝中經常選用的比例在此并沒有特別的規定。

所述的制備方法，其特征在于萃取3?~?8?次。

所述的制備方法，其特征在于萃取4-6次。

本發明以葡萄糖、果糖和蔗糖為原料，在含氯化鉻的二甲基亞砜中，發生分子內脫水而生成，反應混合物先經減壓蒸餾除去溶劑，溶劑回收再利用，剩余混合物用飽和氯化鈉水溶液稀釋，再用有機溶劑萃取反應生成的5-羥甲基糠醛，蒸干，結晶即得產品。本發明以常規溶劑二甲基亞砜為溶劑、在無其他添加劑的條件下高效率的合成了5-羥甲基糠醛。本發明將反應固含量提高到33%，同時在高轉化率的情況下，大大增加了效益。本發明不需要超臨界CO₂萃取，用價廉的飽和氯化鈉溶液和有機溶劑進行萃取，萃取率高，成本低。

本發明的有益效果：

（1）合成路線簡潔，操作簡單，不需要惰性氣體保護；

（2）成本低，僅用“萬能溶劑”二甲亞砜，且可以達到90%以上回收再利用，舍棄昂貴的離子液體，產品不需要超臨界CO₂萃取，用價廉的飽和氯化鈉溶液和有機溶劑進行萃取；

（3）總質量收率達到90%以上，純度達到96%以上，適合工業化生產，將反應固含量提高到33%，大大增加了反應效率。

具體實施方式