[發明專利]光催化5-羥甲基糠醛脫氫制備2,5-呋喃二甲醛的方法

在審

• 申請號: 202110658961.1
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113387911A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 傅堯;朱瑞;梁婉瑩;李興龍
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C07D307/46
• 分類號: C07D307/46
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

一種光催化5?羥甲基糠醛脫氫制備2，5?呋喃二甲醛的方法。所述制備方法包括：在光敏型催化劑和光的存在下，使5?羥甲基糠醛發生脫氫反應而轉化為2，5?呋喃二甲醛；其中，光敏型催化劑選自負載金屬或未負載金屬的氧化鐵、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化錫、三氧化鎢、硫化鉬、硫化鎘、硫化銦鋅和氮化碳中的一種或多種，金屬選自鐵、鈷、鎳、銅、鉑、鈀、釕、銠、銥中的一種或多種。本發明可以在溫和條件下進行，5?羥甲基糠醛的轉化率較高，且反應選擇性較好。

技術領域

本發明屬于化工領域，涉及一種光催化5-羥甲基糠醛脫氫制備2，5-呋喃二甲醛的方法。

背景技術

2，5-呋喃二甲醛(DFF)是5-羥甲基糠醛(HMF)選擇性氧化所得的重要下游產品。它的分子中含有2個較活潑的醛基和1個呋喃環，可以通過加氫、氧化、聚合、水解以及其他化學反應，用于合成許多有用的化合物和新型的高分子材料，包括醫藥、有機導體、熒光劑和大環配體等。工業生產2，5-呋喃二甲醛多使用HMF氧化的方法，在高溫、使用氧化劑、催化劑催化的反應條件下將HMF選擇性氧化為DFF。傳統生產中常使用高錳酸鉀等對環境有害的氧化劑，不符合綠色化學理念。現在的工業生產選擇更為綠色環保的H₂O₂、空氣和分子氧作為終端氧化劑，貴金屬為催化劑催化氧化HMF合成DFF，但仍然存在反應能耗大，極易過度氧化導致副反應，目標產物與副產物不易分離等問題。并且在氧氣環境下的氧化過程中，往往伴隨易燃、易爆等問題，無法得到解決。因此，需要開發一種綠色化學路徑高選擇性制備2，5-呋喃二甲醛。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種光催化5-羥甲基糠醛脫氫制備2，5-呋喃二甲醛的方法，以期至少部分地解決上述提及的技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種光催化5-羥甲基糠醛脫氫制備2，5-呋喃二甲醛的方法，所述方法包括：在光敏型催化劑和光的存在下，使5-羥甲基糠醛發生脫氫反應而轉化為2，5-呋喃二甲醛；其中，所述光敏型催化劑選自負載金屬或未負載金屬的氧化鐵、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化錫、三氧化鎢、硫化鉬、硫化鎘、硫化銦鋅和氮化碳中的一種或多種，所述金屬選自鐵、鈷、鎳、銅、鉑、鈀、釕、銠、銥中的一種或多種。

從上述技術方案可以看出，本發明的光催化5-羥甲基糠醛脫氫制備2，5-呋喃二甲醛的方法至少具有以下技術效果其中之一或其中一部分：

(1)本發明利用光敏型催化劑在一定光源條件下，催化5-羥甲基糠醛脫氫制備2，5-呋喃二甲醛，可以在溫和條件下順利進行，5-羥甲基糠醛的轉化率較高，并且發生的副反應較少，具有較高的反應選擇性。

(2)本發明所使用的光敏型催化劑容易從反應液中去除并回收利用，且不易導致副反應的發生，也無需加入其他添加劑如氧化劑等，符合綠色化學理念。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的2，5-呋喃二甲醛氫譜；

圖2是本發明實施例1的2，5-呋喃二甲醛液相譜圖。

具體實施方式

在實現本發明的過程中，發現了一種光催化5-羥甲基糠醛脫氫制備2，5-呋喃二甲醛的方法，在合適的光敏型催化劑和光源下，5-羥甲基糠醛發生脫氫反應而轉化為2，5-呋喃二甲醛。在光照下這些光敏型催化劑有利于產生電子-空穴，空穴和電子會對5-羥甲基糠醛進一步活化，經脫氫反應制備得到2，5-呋喃二甲醛。

為了進一步闡明本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為了進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。