[發明專利]一種從糠醛生產呋喃二甲酸及其衍生物的方法

有效

• 申請號: 202010030966.5
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111153876B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 趙晨;趙磊;李愽龍
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C07D307/68
• 分類號: C07D307/68
• 代理公司: 上海翰信知識產權代理事務所(普通合伙) 31270
• 代理人: 張維東

1.一種從糠醛生產呋喃二甲酸及其衍生物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將糠醛、加氫催化劑混合加入反應器中，所述加氫催化劑為Pd、Ni、Cu、Ru中的一種或者多種金屬的負載或水熱催化劑，通入惰性氣體置換反應器中的空氣，再通入氫氣置換反應器中的惰性氣體，將氫氣壓力保持在0.1MPa-6MPa，將反應器溫度升溫至100-350℃，持續反應0.1-24小時，得到2-甲基呋喃；

(2)2-甲基呋喃與乙酸酐混合后，通過床層溫度為30-120℃的、裝有分子篩催化劑的固定床反應器，所述分子篩催化劑為經酸修飾的分子篩，所述分子篩為ZSM-5、Hβ、HY、USHY中的一種或幾種，得到5-甲基-2-乙酰基呋喃；

(3)5-甲基-2-乙酰基呋喃與酯、催化劑混合后加入反應器中，催化劑為CaO、BaO、MgO、SrO、ZrO₂、CeO₂、La₂O₃、LaCO₃OH、La₂O₂CO₃、NaOH、KOH、NaHCO₃、Na₂CO₃、水滑石類材料中的一種或幾種，通入惰性氣體置換反應器中的空氣，最后將惰性氣體壓力保持在0.1MPa-6MPa，將反應器溫度升溫至100-350℃，持續反應0.1-24小時，得到5-甲基-2-呋喃甲酸甲酯；

(4)5-甲基-2-呋喃甲酸甲酯與催化劑混合后加入反應器中，催化劑為鈷、錳或溴，通入惰性氣體置換反應器中的空氣，再通入氧氣或空氣置換反應器中的惰性氣體，最后將氧氣或空氣的壓力保持在0.1MPa-6MPa，將反應器溫度升溫至100-350℃，持續反應0.1-24小時，得到2,5-呋喃二甲酸單甲酯；

(5)2,5-呋喃二甲酸單甲酯與堿性催化劑或酸性催化劑、溶劑混合后加入反應器中，堿性催化劑為NaOH、KOH、Na₂CO₃中的一種或多種，酸性催化劑為H₂SO₄、H₃PO₄、Amberlyst15、磷鎢酸中的一種或幾種，將反應器溫度升溫至100-350℃，持續反應0.1-24小時，發生水解或酯化反應得到2,5-呋喃二甲酸或2,5-呋喃二甲酸二甲酯。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)或步驟(4)在反應前還加入溶劑。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(1)～(4)中的溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、四氫呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氯乙烷、乙酸、C6-C12的長鏈烷烴中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，加氫催化劑的金屬負載量占載體質量比為0.1％-15％，載體為活性炭、納米碳纖維、二氧化硅、純硅分子篩中的一種或者多種。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，加氫催化劑和糠醛的質量比為20：1到1：200之間。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，2-甲基呋喃與乙酸酐的摩爾比為1:1到1:10之間。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，酯為草酸二甲酯、硫酸二甲酯、磷酸二甲酯、碳酸二甲酯、富馬酸二甲酯、丙二酸二甲酯中的一種或幾種。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，催化劑和5-甲基-2-乙酰基呋喃的質量比為20：1到1：200之間。

9.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，5-甲基-2-呋喃甲酸甲酯和溶劑的質量比為20：1到1：200之間。