一种合成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CN110452197A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910860502.4(22)申请日2019.09.11(71)申请人中国科学院大连化学物理研究所地址116000辽宁省大连市沙河口区中山路457号(72)发明人黄家辉徐吉磊商雪航(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人毛薇李馨(51)Int.Cl.C07D307/46(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称一种合成5-羟甲基糠醛的方法(57)摘要本发明提供一种合成5-羟甲基糠醛的方法，所述方法的原料为果糖，反应体系为饱和无机盐溶液-有机溶剂体系，反应器为静态混合器，所述静态混合器中溶液的流速为0.1-5m/s；所述方法的催化剂为有机酸、无机酸、离子液体或路易斯酸。通过控制反应溶液在静态混合器中的流速，控制反应时间，提前预热至反应温度，使反应时间大幅缩减，使得反应物在体系中的停留时间减少，副产物减少，产物的产率可达99％。CN110452197ACN110452197A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，所述方法的原料为果糖，反应体系为饱和无机盐溶液-有机溶剂体系，反应器为静态混合器，所述静态混合器中溶液的流速为0.1-5m/s；所述方法的催化剂为有机酸、无机酸、酸性离子液体或路易斯酸。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、正丁醇，2-丁醇，丁酮，甲基异丁基酮，2-甲基四氢呋喃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机盐为氯化钾，氯化钠，硫酸钠，硫酸钾，溴化钾，溴化钠，碘化钾，碘化钠，氯化锂。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述静态混合器的反应管长度为10-200m。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将饱和无机盐溶液与果糖混合得到果糖溶液，将催化剂加入到所述果糖溶液中得到反应溶液；所述果糖溶液中，果糖的质量分数为5-60wt％；(2)将预热至反应温度的有机溶剂和所述反应溶液分别通过输送设备注入静态混合器，控制于160-240℃下反应；(3)将步骤(2)中静态混合器的反应液流出物冷却、静置分层，分液，然后将上层的有机相层减压蒸馏得到所述5-羟甲基糠醛；上层为有机相，下层为饱和无机盐水相。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应溶液中，催化剂的质量分数为0.1％-5％。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机酸为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸；所述有机酸为甲酸、乙酸、丙酸；所述路易斯酸为氯化铝、氯化铁、硫酸铝、硝酸铝、硝酸铁、硝酸铬、氯化铬；所述酸性离子液体为1-(3-磺酸基丙基)-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-(3-磺酸基丙基)-3-甲基咪唑氯盐、1-(3-磺酸基丙基)-3-甲基咪唑溴盐、1-(3-磺酸基丙基)-3-甲基咪唑醋酸盐、1-(3-磺酸基丙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-(3-磺酸基丙基)-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-(3-磺酸基丙基)-3-甲基咪唑硝酸盐、1-(3-磺酸基丙基)-3-甲基咪唑磷酸二氢盐、1-(4-磺酸基丁基)-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-(4-磺酸基丁基)-3-甲基咪唑氯盐、1-(4-磺酸基丁基)-3-甲基咪唑溴盐、1-(4-磺酸基丁基)-3-甲基咪唑醋酸盐、1-(4-磺酸基丁基)-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-(4-磺酸基丁基)-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-(4-磺酸基丁基)-3-甲基咪唑硝酸盐、1-(4-磺酸基丁基)-3-甲基咪唑磷酸二氢盐。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的饱和无机盐水相用等体积的有机溶剂萃取，萃取后的有机相层与步骤(3)所述的有机相层合并减压蒸馏，得到所述5-羟甲基糠醛以及回收有机溶剂；萃取后的饱和无机盐水层补加果糖后循环使用。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，静态混合器中溶液的流速为1-3m/s。10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的有机溶剂和反应物溶液的体积比为1:1-20:1。2CN110452197A说明书1/7页一种合成5-羟甲基糠醛的方法技术领域[0001]本发明属于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]5-羟甲基糠醛(HMF)是一种重要的化工原料，是合成2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的原料。虽然5-羟甲基糠醛从被发现到现在已经有120多年时间，但是至今并没有被大规模生产，其主要原因是其制备和分离过程中存在着很大的困难。5-羟甲基糠醛主要是通过葡萄糖、果糖等六碳糖的脱水反应获得，其中从果糖脱水获得最为容易，也是由其它糖类化合物制备5-羟甲基糠醛的基础。目前由果糖