合成5-羟甲基糠醛的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112898245A(43)申请公布日2021.06.04(21)申请号202110068110.1(22)申请日2021.01.19(71)申请人浙江恒澜科技有限公司地址311209浙江省杭州市萧山区衙前镇成虎路29号申请人浙江大学(72)发明人施信郑丽萍张新平王韩(74)专利代理机构北京泽南知识产权代理有限公司11656代理人罗攀李雪(51)Int.Cl.C07D307/46(2006.01)B01J31/02(2006.01)C07D487/18(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称合成5-羟甲基糠醛的方法(57)摘要本发明涉及5‑羟甲基糠醛合成领域，公开了一种合成5‑羟甲基糠醛的方法，该方法包括：在式(I)所示的离子液体的存在下，使糖源发生脱水反应，得到5‑羟甲基糠醛。通过上述技术方案，本发明避免了常规酸催化剂存在后续处理复杂、设备腐蚀严重以及大量工业废水排放等问题，且使用的催化剂在制备5‑HMF反应中表现出良好的耐热稳定性和高效的催化活性(质量收率最高可达61％)，同时反应条件温和，克服了酸催化剂对环境的污染以及对设备的腐蚀，简化了生产工艺，节约了生产成本。CN112898245ACN112898245A权利要求书1/1页1.一种合成5‑羟甲基糠醛的方法，其特征在于，该方法包括：在式(I)所示的离子液体和溶剂的存在下，使糖源发生脱水反应，得到5‑羟甲基糠醛，‑‑其中，R为C1‑C6的亚烷基，X为对甲苯磺酸、CF3SO3或HSO4。2.根据权利要求1所述的方法，其中，R为‑CH2CH2CH2‑或‑CH2CH2CH2CH2‑。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述离子液体由包括以下步骤的方法制得：(1)将乌洛托品和磺酸酯在有机溶剂中发生反应，其中，所述磺酸酯为1,3‑丙磺酸内酯和/或1,4‑丁磺酸内酯；(2)步骤(1)所得产物与硫酸反应，去除有机溶剂，得到所述离子液体。4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(1)中反应的条件包括：乌洛托品与磺酸酯的摩尔比为1:4‑10，反应温度为0‑100℃，反应时间为1‑7h。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，步骤(2)中反应的条件包括：步骤(1)所得产物与硫酸的摩尔比为1:4‑10，反应温度为30‑150℃，反应时间为1‑10h。6.根据权利要求1‑5中任意一项所述的方法，其中，相对于每100克的糖源，所述离子液体的用量为30‑250g，优选为50‑200g。7.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法，其中，相对于每克的糖源，所述溶剂的用量为5‑20g。8.根据权利要求1‑7中任意一项所述的方法，其中，所述糖源为果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、纤维素和淀粉中的至少一种。9.根据权利要求1‑8中任意一项所述的方法，其中，所述溶剂为重量比是1:4.5‑18的水和四氢呋喃的混合溶剂。10.根据权利要求1‑9中任意一项所述的方法，其中，所述脱水反应的条件包括：反应温度为100‑200℃；反应时间为20‑50min。2CN112898245A说明书1/7页合成5‑羟甲基糠醛的方法技术领域[0001]本发明涉及5‑羟甲基糠醛合成领域，具体涉及一种合成5‑羟甲基糠醛的方法。背景技术[0002]当前世界所需的能源和有机化工原料绝大部分来源于石油、煤和天然气。这些化石类资源为社会的发展和经济的繁荣做出了巨大的贡献。但是随着不可再生的化石能源的逐渐枯竭以及为了实现人类可持续发展的目的，以植物为主的生物质资源将是未来能源的理想选择，例如：生物质(如秸秆)经过水解、发酵、蒸馏制备乙醇及其下游产品如冰醋酸、乙烯等；以淀粉为原料，通过接枝共聚发制备高吸水性碳水化合物材料。目前比较热门的一个研究方向是从糖类化合物出发合成具有特殊性质的呋喃类衍生物，其中非常具有代表性的化合物是5‑羟甲基糠醛(5‑HMF)，它潜在的商业价值甚至可与对苯二甲酸媲美。5‑HMF因具有高活性的呋喃环系、芳醇、仿醛的结构而成为一种重要的精细化工产品。此外5‑HMF具有高反应活性和聚合能力，其衍生物被广泛的用作真菌剂、腐蚀抑制剂、香料；同时可以代替对苯二酸合成聚酯，也可以替代相应的苯系化合物合成可降解的生物高分子材料。5‑HMF一般以糖类化合物为原料，经过酸催化脱水而制备。由于5‑HMF高温下不稳定，在水溶液中极易发生水合分解而生成甲酸和乙酰丙酸，或者与反应中间体发生缩合反应生成不溶性的胡敏素，因此HMF生产过程中副产物多，产物选择性低，分离提纯困难，能耗大，价格昂贵，目前尚未实现大规模工业化生产。发明内容[0003]本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种合成5‑羟甲基糠醛的方法，通过使用特定的离子液体，该方法具有后处理工艺