一種5-羥甲基糠醛制備2,5-呋喃二甲酸的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種5

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
小時。
[0010]更進一步的是，所述銀鹽為氯化銀、硝酸銀中的一種，所述鈀鹽為氯化鈀、硝酸鈀和醋酸鈀中的一種。
[0011]其中，反應(yīng)原料為5
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羥甲基糠醛或5
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羥甲基糠醛類衍生物；所述5
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羥甲基糠醛類衍生物包括5
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羥甲基糠醛醚類衍生物或5
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羥甲基糠醛酯類衍生物。
[0012]其中，氧氣的壓力為0.1~1 MPa。
[0013]其中，所述反應(yīng)原料溶液的質(zhì)量濃度為5%~15%；催化劑與反應(yīng)原料的質(zhì)量比為0.5：1~1：1。
[0014]其中，混合反應(yīng)體系的反應(yīng)條件是：pH值7～13，反應(yīng)溫度20～50℃，反應(yīng)時間1～6h。
[0015]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：（1）以熱催化法氧化HMF制備FDCA，以氧氣作為氧源，無需使用雙氧水。
[0016]（2）本專利技術(shù)的方法綠色無污染，溫和條件（<50℃，<1MPa O2），操作方便，工藝簡單，避免了電催化產(chǎn)物后處理麻煩、光催化工藝不成熟、生物酶催化成本偏高等問題，更易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0017]（3）以活性炭為載體，催化劑失活后通過簡單的焚燒就可以回收貴金屬活性組分，從而克服了貴金屬價格昂貴的缺點，降低了整個反應(yīng)的成本，生產(chǎn)成本低。
[0018]（4）以水作為溶劑，克服了有機溶劑有毒、價格高、后處理麻煩的問題。
具體實施方式
[0019]下面結(jié)合實施例對本專利技術(shù)進一步闡述，但本專利技術(shù)的保護范圍并不僅限于此。
[0020]實施例1：依以下步驟制備2, 5
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呋喃二甲酸（1）催化劑制備：將銀鹽和鈀鹽溶解在水溶液中，充分?jǐn)嚢韬?，然后加入活性炭，用冰水浴調(diào)節(jié)溫度在1℃范圍內(nèi)，在氮氣保護下滴加還原劑溶液，持續(xù)攪拌反應(yīng)5小時后，用去離子水洗滌和抽濾，直至濾液為中性，得到固體的銀
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鈀/碳雙金屬催化劑，封于無水乙醇中待用；其中，所述銀鹽為氯化銀，所述鈀鹽為氯化鈀；鈀和銀在載體上負載量為1wt％，銀和鈀的質(zhì)量比為1：3；所述催化劑的還原劑為硼氫化鈉，還原劑用量為銀鹽和鈀鹽摩爾量的105%，還原劑溶液中含質(zhì)量5%的氫氧化鈉；（2）2, 5
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呋喃二甲酸制備：將5
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羥甲基糠醛、催化劑和水投入反應(yīng)釜形成混合反應(yīng)體系；先用氮氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的氣體2次，然后用氧氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的氣體2次，維持氧氣壓力為0.1MPa；調(diào)節(jié)混合反應(yīng)體系的pH值7，反應(yīng)溫度20℃，反應(yīng)6h，制得2 ,5
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呋喃二甲酸；其中，所述反應(yīng)原料的質(zhì)量濃度為5%；催化劑與反應(yīng)原料的質(zhì)量比為0.5：1。
[0021]反應(yīng)完畢后，溶液過濾，液體產(chǎn)物用氣相色譜測定反應(yīng)前后的化學(xué)組成，HMF的轉(zhuǎn)化率為99.5%，F(xiàn)DCA的產(chǎn)率為91.4%。
[0022]實施例2：依以下步驟制備2, 5
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呋喃二甲酸（1）催化劑制備：將銀鹽和鈀鹽溶解在水溶液中，充分?jǐn)嚢韬?，然后加入活性炭，用冰水浴調(diào)節(jié)溫度在3℃范圍內(nèi)，在氮氣保護下滴加還原劑溶液，持續(xù)攪拌反應(yīng)3小時后，用去離子水洗滌和抽濾，直至濾液為中性，得到固體的銀
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鈀/碳雙金屬催化劑，封于無水乙醇中待用；其中，所述銀鹽為硝酸銀，所述鈀鹽為硝酸鈀；鈀和銀在載體上負載量為5.5wt％，銀
和鈀的質(zhì)量比為1：1；所述催化劑的還原劑為硼氫化鉀，還原劑用量為銀鹽和鈀鹽摩爾量的105%，還原劑溶液中含質(zhì)量5%的氫氧化鈉；（2）2, 5
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呋喃二甲酸制備：將5
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羥甲基糠醛醚、催化劑和水投入反應(yīng)釜形成混合反應(yīng)體系；先用氮氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的氣體2次，然后用氧氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的氣體2次，維持氧氣壓力為0.55MPa；調(diào)節(jié)混合反應(yīng)體系的pH值10，反應(yīng)溫度35℃，反應(yīng)3.5h，制得2 ,5
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呋喃二甲酸；其中，所述反應(yīng)原料的質(zhì)量濃度為10%；催化劑與反應(yīng)原料的質(zhì)量比為0.75：1。
[0023]反應(yīng)完畢后，溶液過濾，液體產(chǎn)物用氣相色譜測定反應(yīng)前后的化學(xué)組成，HMF的轉(zhuǎn)化率為93.5%，F(xiàn)DCA的產(chǎn)率為85.4%。
[0024]實施例3：依以下步驟制備2, 5
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呋喃二甲酸（1）催化劑制備：將銀鹽和鈀鹽溶解在水溶液中，充分?jǐn)嚢韬螅缓蠹尤牖钚蕴?，用冰水浴調(diào)節(jié)溫度在5℃范圍內(nèi)，在氮氣保護下滴加還原劑溶液，持續(xù)攪拌反應(yīng)1小時后，用去離子水洗滌和抽濾，直至濾液為中性，得到固體的銀
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鈀/碳雙金屬催化劑，封于無水乙醇中待用；其中，所述銀鹽為氯化銀，所述鈀鹽為醋酸鈀；鈀和銀在載體上負載量為10wt％，銀和鈀的質(zhì)量比為3：1；所述催化劑的還原劑為硼氫化鈉，還原劑用量為銀鹽和鈀鹽摩爾量的105%，還原劑溶液中含質(zhì)量5%的氫氧化鈉；（2）2, 5
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呋喃二甲酸制備：將5
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羥甲基糠醛酯、催化劑和水投入反應(yīng)釜形成混合反應(yīng)體系；先用氮氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的氣體2次，然后用氧氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的氣體2次，維持氧氣壓力為1MPa；調(diào)節(jié)混合反應(yīng)體系的pH值13，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)1h，制得2 ,5
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呋喃二甲酸；其中，所述反應(yīng)原料的質(zhì)量濃度為15%；催化劑與反應(yīng)原料的質(zhì)量比為1：1。
[0025]反應(yīng)完畢后，溶液過濾，液體產(chǎn)物用氣相色譜測定反應(yīng)前后的化學(xué)組成，HMF的轉(zhuǎn)化率為87.2%，F(xiàn)DCA的產(chǎn)率為81.3%。
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【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種5
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羥甲基糠醛制備2, 5
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呋喃二甲酸的方法，其特征是它包括如下步驟：采用化學(xué)還原法制備銀
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鈀/碳雙金屬催化劑；將反應(yīng)原料、催化劑和水投入反應(yīng)釜形成混合反應(yīng)體系，調(diào)節(jié)混合反應(yīng)體系的pH值；先用氮氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，然后用氧氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的氮氣，維持氧氣壓力，在一定溫度下反應(yīng)一定時間，即制得2 ,5
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呋喃二甲酸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種5
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羥甲基糠醛制備2, 5
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呋喃二甲酸的方法，其特征是所述銀
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鈀/碳雙金屬催化劑的制備方法如下：將銀鹽和鈀鹽溶解在水中，然后加入活性炭，調(diào)節(jié)溫度，在氮氣保護下滴加還原劑溶液，持續(xù)攪拌，反應(yīng)完畢后用去離子水洗滌和抽濾，直至濾液為中性，得到固體的銀
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鈀/碳雙金屬催化劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種5
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羥甲基糠醛制備2, 5
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呋喃二甲酸的方法，其特征是：所述銀
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鈀/碳雙金屬催化劑中金屬活性組分的負載量為1~10%，銀和鈀的質(zhì)量比為1：3~3：1；所述催化劑的還原劑為硼氫化鈉或硼氫化鉀中的一種，還原劑用量為銀鹽和鈀鹽摩爾量的105%，還原劑溶液中含質(zhì)量5%的氫氧化鈉。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種5
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羥甲基糠醛制備2, 5
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呋喃二甲酸的方法，其特征是所述銀

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳新德，張海榮，李波，郭海軍，
申請(專利權(quán))人：盱眙凹土能源環(huán)保材料研發(fā)中心，
類型：發(fā)明
國別省市：