[發明專利]一種高效催化氧化5-羥甲基糠醛制備2，5-呋喃二甲醛的方法

無效

• 申請號: 201410540172.8
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104277016A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 仝新利;孫永發;薛松;劉宗輝;于琳浩
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C07D307/46
• 分類號: C07D307/46
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

?本發明涉及2，5-呋喃二甲醛的制備方法，特別是一種高效催化氧化5-羥甲基糠醛制備2，5-呋喃二甲醛的方法。

背景技術

目前，解決化石能源危機和發展低碳經濟已經成為全球關注的焦點；開發可再生的儲量豐富的生物質資源生產精細化學品逐步成為化學化工領域的重要研究方向,受到國內外廣泛關注。其中，5-羥甲基糠醛可以通過糖類化合物脫水制得，是一種重要的平臺化合物，以5-羥甲基糠醛為原料經氧化反應合成2，5-呋喃二甲醛已成為研究熱點之一，參見：Advanced?Synthesis?&?Catalysis.343(2001)101;?ChemSusChem.9(2011)?286。?研究表明,?5-羥甲基糠醛是合成多種精細化學品的重要中間體,是連接生物質利用和大規模化工過程的基礎平臺化合物,?它可以通過氫解，加氫、氧化脫氫、酯化、鹵化、聚合、水解等反應來合成許多高附加值產品及材料，被廣泛地應用于實驗室及工業生產領域，參見：Angew.?Chem.?Int.?Ed.?46?(2007)?7164；化工進展?5?(2008)?702。

2，5-呋喃二甲醛(FDC)是一種重要的精細化學品和中間化合物，在多領域有潛在應用價值。一般地，在5-羥甲基糠醛氧化生成2，5-呋喃二甲醛的過程中，常用的催化劑體系包括無機酸、金屬鹽以及負載型金屬催化劑等。但這些催化劑體系不是價格昂貴就是毒性大。因此，開發一種高效低成本低毒環保的氧化體系，具有重要的實際意義。

發明內容

本發明的目的在于針對上述技術分析和存在問題，提供一種高效催化氧化5-羥甲基糠醛制備2，5-呋喃二甲醛的方法，該制備方法催化劑用量少、產物收率高且易于分離、反應條件溫和、生產成本低、安全無隱患且對環境友好。

本發明的技術方案：

一種高效催化氧化5-羥甲基糠醛制備2，5-呋喃二甲醛的方法，以5-羥甲基糠為底物，以負載型納米金為催化劑，制備2，5-呋喃二甲醛，具體方法是：將5-羥甲基糠溶于有機溶劑中，加入濃度為70?wt%的叔丁基過氧化氫溶液和負載型納米金，在溫度為25-170℃、攪拌轉速100-5000轉/分條件下，反應1-40小時，通過負載型納米金的高催化性能和其特殊的結構效應，選擇性地催化氧化5-羥甲基糠醛，制得2，5-呋喃二甲醛。

所述負載型納米金采用共沉淀法制備，金負載量為1-10wt%，活化溫度為350℃，活化時間為3小時。

所述有機溶劑為乙腈、丙酮、乙醇、甲醇、甲苯、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亞砜(DMSO)，5-羥甲基糠與溶劑的用量比為0.004-0.5?g/mL。

所述叔丁基過氧化氫與5-羥甲基糠醛摩爾比為1：0.5-20；負載型納米金的加入量為5-羥甲基糠醛質量的0.2-40%。?

本發明的優點是：該制備方法采用負載型納米金催化劑，催化效果好、易于回收且可以重復使用；負載型納米金催化劑可以高效率、高選擇性催化5-羥甲基糠醛氧化制備2，5-呋喃二甲醛,?產物易于處理、生產成本低，具有顯著的技術經濟效果，有良好的應用前景。?

具體實施方式

下面通過實例對本發明給予進一步的說明。實施例中，所述負載型納米金采用共沉淀法制備，活化溫度為350℃，活化時間為3小時。

實施例1：

一種高效催化氧化5-羥甲基糠醛制備2，5-呋喃二甲醛的方法，以5-羥甲基糠為底物，以負載型納米金為催化劑，制備2，5-呋喃二甲醛，具體方法是：將1.26?g（10?mmol）5-羥甲基糠溶于15?mL乙腈中，加入濃度為70?wt%的叔丁基過氧化氫溶液3.8克和負載型納米金0.38克，在溫度為130℃、攪拌轉速100轉/分條件下，反應12小時，通過負載型納米金的高催化性能和其特殊的結構效應，選擇性地催化氧化5-羥甲基糠醛，制得2，5-呋喃二甲醛。用氣-質聯用儀及氣相色譜分析反應結果；5-羥甲基糠醛的轉化率為88.9%，2，5-呋喃二甲醛選擇性為98%。

實施例2：