[發(fā)明專利]一種由生物質(zhì)糖制備2,5-呋喃二甲醇的方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011363827.0 | 申請(qǐng)日： | 2020-11-27 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112574142A | 公開（公告）日： | 2021-03-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 傅杰;楊惠 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C07D307/42 | 分類號(hào)： | C07D307/42 |
| 代理公司： | 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224 | 代理人： | 白靜蘭;胡紅娟 |
| 地址： | 310013 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 生物 制備 呋喃 甲醇 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種生物質(zhì)糖制備2,5?呋喃二甲醇的方法，所述方法包括：(1)脫水階段：生物質(zhì)糖在水?有機(jī)兩相溶劑體系中經(jīng)固體酸催化劑和脫水促進(jìn)劑的作用水解轉(zhuǎn)化為5?羥甲基糠醛(HMF)，HMF經(jīng)原位萃取，從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中，經(jīng)油水分離后，得到富含HMF的有機(jī)溶劑；(2)加氫階段：向富含HMF的有機(jī)溶劑中通入H2，在高效穩(wěn)定的加氫催化劑作用下將其轉(zhuǎn)化為BHMF。本發(fā)明提供的方法所制備的2.5?呋喃二甲醇工藝流程不僅可以得到高收率的目標(biāo)產(chǎn)物，而且符合綠色環(huán)保的理念。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于能源領(lǐng)域中生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高附加值的化學(xué)品的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種由生物質(zhì)糖制備2,5-呋喃二甲醇(BHMF)的方法。
背景技術(shù)
化石能源危機(jī)和日益嚴(yán)峻的全球環(huán)境問題使得尋找替代能源變得極為重要。可再生資源因于其綠色自然、豐富易得和具有可再生性成為石油基燃料的良好替代品，可以有效地解決化石燃料枯竭和人們對(duì)能源的高需求之間日益擴(kuò)大的矛盾。
2,5-呋喃二甲醇(BHMF)是一種具有重要用途的生物質(zhì)基化學(xué)品。它不僅是優(yōu)良的溶劑，還可以作為軟化劑、潤濕劑、膠粘劑、表面活性劑、阻燃劑等在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮作用。以它為原料可以合成很多重要的化學(xué)品，如藥物中間體、樹脂、冠醚、具有形狀記憶和自我修復(fù)功能的高分子材料等。此外，它還可以作為單體合成聚酯、聚酰胺等可降解的聚合材料，有望部分替代乙二醇、丙二醇等二醇。
在目前已報(bào)道的BHMF的制備方法中，主要以5-羥甲基糠醛(HMF) 為原料。但是HMF不穩(wěn)定，且價(jià)格昂貴。HMF可經(jīng)由己糖脫水制得，而己糖可由含量豐富的纖維素基生物質(zhì)制得。由此可知己糖兩步法制備 BHMF是一條有競爭力、可持續(xù)、低污染的技術(shù)路線。此技術(shù)路線包括：第一步，六碳糖脫水轉(zhuǎn)化為HMF；第二步，HMF加氫轉(zhuǎn)化為BHMF。張濤等在CN103848802 A專利中以果糖為原料，在[BMIm]Cl中先得到 HMF，然后向反應(yīng)液中添加水，通入6MPa H2，以5％Ir/TiO2為催化劑，得到了收率為71％的BHMF。Zhao等(Fuel 217(2018)365–369)以果糖為原料，以Amberlyst-15為酸催化劑，在120℃的DMSO中反應(yīng)45min，得到HMF，分離出去Amberlyst-15后，添加KF和供氫劑，在室溫下反應(yīng)6h后得到收率為88％的BHMF。以上報(bào)道的BHMF的收率雖然較高，但是存在諸如使用了昂貴的離子液體、高沸點(diǎn)溶劑，而且脫水階段用到的溶劑因在加氫階段添加了其他物質(zhì)而不能再循環(huán)使用等問題。徐杰在 CN 103804329 A專利中以果糖為原料，以固體酸離子交換樹脂為酸催化劑，以甲醇:水(7:3，wt:wt)為溶劑，先制取了HMF，分離酸催化劑后通入5mL/min的H2，以Ru/AC為催化劑，在25℃下反應(yīng)30min，得到了高選擇性的BHMF。該報(bào)道兩步反應(yīng)均使用了固體催化劑，溶劑也可以進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)反應(yīng)，但是BHMF的收率只有37％。因此開發(fā)高效穩(wěn)定的加氫催化劑在較溫和的反應(yīng)條件下將HMF轉(zhuǎn)化為BHMF也是值得關(guān)注的問題。
綜上，有必要構(gòu)建以來源廣泛的生物質(zhì)糖為原料，在可循環(huán)利用的雙相溶劑體系中制備高收率的BHMF的工藝路線。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種由生物質(zhì)糖制備2,5-呋喃二甲醇的方法，制備的2,5-呋喃二甲醇具有高收率和高選擇性，且溶劑體系可循環(huán)使用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種由生物質(zhì)糖制備2,5-呋喃二甲醇的方法，所述方法為：
(1)脫水階段：生物質(zhì)糖在水-有機(jī)兩相溶劑體系中經(jīng)固體酸催化劑和脫水促進(jìn)劑的作用水解轉(zhuǎn)化為5-羥甲基糠醛HMF，HMF經(jīng)原位萃取，從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中，經(jīng)油水分離后，得到富含HMF的有機(jī)溶劑；
(2)加氫階段：向富含HMF的有機(jī)溶劑中通入H2，在加氫催化劑作用下將其轉(zhuǎn)化為BHMF。
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