[發(fā)明專利]一種制備C10呋喃酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610826667.6
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN106632167B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍金星;劉思潔;李雪輝;張雄;黎英文;宋暢華;李章敏
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C07D307/54
• 分類號(hào): C07D307/54
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

本發(fā)明公開了一種制備C10呋喃酸的方法。該方法以糠醛和另一物質(zhì)為原料，在室溫至60℃條件下加入碳鏈增長催化劑延長分子碳鏈，反應(yīng)1.0～3.0h；然后加入酸化試劑進(jìn)行酸化，通過碳鏈增長和酸化過程的耦合制得C10呋喃酸；所述另一物質(zhì)為乙酰丙酸或乙酰丙酸酯。本發(fā)明碳鏈增長催化劑為NaOH、KOH、Na₂CO₃、K₂CO₃、NaHCO₃、KHCO₃和三乙胺中的一種，成本低，易得；本發(fā)明直接以源于可再生原料生物質(zhì)解聚后的產(chǎn)物為原料，使用廉價(jià)的催化劑，所得產(chǎn)物可直接分離，無需進(jìn)一步純化。本發(fā)明方法具有原料可再生、工藝流程簡單、反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物易分離、產(chǎn)品純度高等顯著優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及C10呋喃酸，具體涉及一種以低濃度生物質(zhì)解聚產(chǎn)物溫和條件下制備C10呋喃酸的方法；屬于可再生資源利用和生物化學(xué)品制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生物質(zhì)是自然界中唯一含碳的可再生資源，其催化轉(zhuǎn)化制備高品質(zhì)生物化學(xué)品和高品位生物燃油對于緩解當(dāng)今社會(huì)對化石資源的依賴具有十分重要的意義。近年來，有關(guān)將生物質(zhì)中的碳水化合物轉(zhuǎn)化為糠醛、5-羥甲基糠醛(HMF)、以及乙酰丙酸及其酯等小分子生物質(zhì)平臺(tái)化合物的研究更是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。圍繞上述生物質(zhì)平臺(tái)化合物的資源化與能源化(例如Aldol縮合、加氫制備含氧燃料、加氫脫氧制備生物汽油等烴類燃料、氧化制備小分子有機(jī)酸等)的研究也廣有報(bào)道，但上述過程均基于高濃度的生物質(zhì)平臺(tái)化合物模型化合物展開，而實(shí)際上，對于生物質(zhì)催化解聚真實(shí)體系來說，其產(chǎn)物物質(zhì)的量濃度大多數(shù)在0.1～0.5mol/L之間，而針對該濃度范圍的平臺(tái)化合物的高值化利用報(bào)道較少。此外，上述平臺(tái)化合物直接加氫或氧化后的產(chǎn)物碳鏈長度在C5左右，且分子中官能團(tuán)單一。

C10呋喃酸分子(式1)中同時(shí)具有羰基、羧基、呋喃環(huán)及碳碳雙鍵等功能化基團(tuán)，且具有合適的碳鏈長度。因此，該附加值生物化學(xué)品既可通過催化加氫脫氧制備高品位生物汽油(C9)又可通過均聚或異聚制備生物質(zhì)材料。目前該化合物主要以化石資源為原料，通過復(fù)雜的工藝條件制備。因此，根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的原則，直接采用低濃度的可再生生物質(zhì)解聚產(chǎn)物為原料，通過簡單工藝，在低溫條件下制備該化合物具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種直接以低濃度生物質(zhì)解聚產(chǎn)物為原料，加入常規(guī)酸堿為催化劑與酸化試劑，溫和條件下制備高附加值C10呋喃酸的方法，所得C10呋喃酸收率大于52％，純度高于86％。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種制備C10呋喃酸的方法：以糠醛和另一物質(zhì)為原料，在室溫至60℃條件下加入碳鏈增長催化劑延長分子碳鏈，反應(yīng)1.0～3.0h；然后加入酸化試劑進(jìn)行酸化，通過碳鏈增長和酸化過程的耦合制得C10呋喃酸；所述另一物質(zhì)為乙酰丙酸或乙酰丙酸酯；

所述碳鏈增長催化劑為NaOH、KOH、Na₂CO₃、K₂CO₃、NaHCO₃、KHCO₃和三乙胺中的一種；

所述酸化試劑為鹽酸、硫酸或磷酸。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述乙酰丙酸酯中酯基碳鏈長度為C1-C6。

優(yōu)選地，所述碳鏈增長催化劑的用量與反應(yīng)底物糠醛的物質(zhì)的量之比為0.05～0.4：1。

優(yōu)選地，所述加入酸化試劑進(jìn)行酸化后溶液的pH值為4～6。

優(yōu)選地，所述糠醛與另一物質(zhì)的濃度均為0.1～0.5mol/L。

優(yōu)選地，所述糠醛與另一物質(zhì)的濃度之比為1.0～1.5：1。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為室溫至50℃。