[發明專利]一種催化氨氧化制備5-羥甲基-2-呋喃腈的方法

有效

• 申請號: 201610825965.3
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN107814782B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 徐杰;李曉芳;馬繼平;賈秀全;徐永明;苗虹
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07D307/68
• 分類號: C07D307/68;B01J23/34;B01J29/03
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明屬于有機合成領域，具體涉及一種催化氨氧化制備5?羥甲基?2?呋喃腈的方法，該方法以5?羥甲基糠醛為原料，以氧氣或空氣中的一種或二種為氧化劑，以液氨、氨水或銨鹽中的一種或二種以上為氮源，在催化劑作用下，進行氨氧化反應，離心除去催化劑，旋轉蒸發除去溶劑，柱層析法純化得到5?羥甲基?2?呋喃腈產品。該方法產物收率高，產物易于分離，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及綠色化學和能源領域，具體地，涉及5-羥甲基糠醛催化氨氧化制備5-羥甲基-2-呋喃腈的方法。

背景技術

生物質是自然界唯一可循環再生的有機碳資源，也是太陽能轉化和儲存的重要形式。纖維素、半纖維素、葡萄糖等碳水化合物是最重要的生物質資源之一，可循環再生，資源量大。以碳水化合物為原料，經過脫水等化學轉化過程，可以得到5-羥甲基糠醛等重要單體和化合物，該化合物已經成為生物煉制中的重要平臺化合物之一。近些年來，徐杰研究團隊圍繞5-羥甲基糠醛氧化（ChemSusChem 2011, 4, 51; Appl. Catal. A-Gen. 2014, 482,231; Chem.-Eur. J. 2013, 19, 14215; Green Chem. 2011, 13, 554.）、加氫（ChemCatChem 2013, 5, 2822; ChemSusChem 2014, 7, 1352.）、醚化（Bioresour. Technol. 2012, 119, 433; J. Energy Chem. 2013, 22, 93.）等，已經開展了大量的研究。最近，我們發展了5-羥甲基糠醛催化氨氧化-Pinner加成串聯反應制備2,5-呋喃二甲亞胺酸酯的方法（Green Chem. 2016, 18, 974.）。

在化學化工領域以及生物領域，腈都是一類重要的化合物，廣泛用于醫藥、農藥等精細化學品的合成中。芳香腈可以通過Sandmeyer反應合成，工業上可通過氣相氨氧化得到（A. J. Fatiadi in Preparation and Synthetic Applications of Cyano Compounds,Wiley, New York, 1983）。脂肪腈一般可由鹵代烷烴和計量有毒的氰化物通過親核取代得到，改方法伴隨著鹵化氫的消除（Acc. Chem. Res. 2001, 34, 563）。不飽和腈可由相應的醛和烷基磷酸氰經過Witting反應獲得（Tetrahedron Lett. 2001, 42, 4127; March′sAdvanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 6^th ed.,Wiley, Hoboken, NJ, 2007）。以上傳統的合成過程常常伴隨大量的無機鹽廢物。從綠色化學角度來說，這是不可持續發展的。因此，環境友好的合成過程亟待開發。過渡金屬氧化物催化醛、酮氨氧化制備腈是一條綠色、原子經濟性好的合成路線。

本發明的研究思路是，開發一條催化氨氧化5-羥甲基糠醛制備5-羥甲基-2-呋喃腈的新方法。具體地說，以氧氣或空氣中的一種或二種為氧化劑，以液氨、氨水或銨鹽中的一種或二種以上為氮源，在催化劑作用下，由5-羥甲基糠醛氨氧化制備5-羥甲基-2-呋喃腈。

發明內容