[发明专利]一种5-羟甲基糠醛的制备方法

说明书

本发明公开了一种5‑羟甲基糠醛的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚苯硫醚砜放入氯磺酸与1.2‑二氯乙烷的混合液中，在30‑70℃的温度下磺化3‑6h，得到磺化聚苯硫醚砜；(2)再将糖类溶解在二甲基亚砜中，再加入步骤1)得到的磺化聚苯硫醚砜进行催化反应，在60～110℃温度下反应0.2～12h，得到5‑HMF。该方法采用固体酸磺化聚苯硫醚砜作为催化剂，不仅避免了液体酸对设备的腐蚀，而且催化剂可回收利用，回收率高，可以继续用于制备5‑HMF的过程，5‑羟甲基糠醛的得率几乎不受影响。

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体是一种5-羟甲基糠醛的制备方法。

背景技术

石油资源短缺，环境日益恶化严重影响着经济和社会的发展。如何合理开发利用可持续性资源以缓解环境和资源问题已成为目前研究的重点。生物质是可持续资源的一种，有极大的应用潜力，可作为化石基能源的替代物。其中，5-羟甲基糠醛(5-HMF)的研究备受关注，它可由糖类脱水制备而成，是化工产业中众多高附加值化学品及液体燃料的中间化合物，性质非常的活泼。因此，由己糖出发高效制备5-HMF具有重要的意义。当反应溶剂为水溶液时，以无机酸为催化剂，5-羟甲基糠醛易分解为乙酰丙酸与甲酸等非目标小分子物质和腐黑物，研究工作者都在努力寻找可以有效获得高产率5-羟甲基糠醛的催化剂和溶剂。其中，中国专利CN200710158825.6公开了一种制备5-羟甲基糠醛的方法，该方法以离子液体1-甲基-3-烷基咪唑溴等为反应溶剂，以酸性离子液体(咪唑硫酸氢盐、1-甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐)、无机酸(盐酸、硝酸、磷酸)和有机酸(甲酸、乙酸、柠檬酸)为催化剂，催化果糖生产5-羟甲基糠醛。该方法的缺点：离子液体粘度大、价格昂贵，并且盐酸、硫酸等无机酸大量使用对设备腐蚀较为严重，不易工业化生产。申请号为201210391775.7的中国专利中使用了介孔固体酸催化剂实现纤维素在离子液体中的转化。尽管该专利在催化剂回收，重复使用方面有优势，但收率仅为11％，同时离子液体有着价格昂贵，制备工艺复杂，回收利用困难等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种5-羟甲基糠醛的制备方法。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种5-羟甲基糠醛的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)将聚苯硫醚砜放入氯磺酸与1.2-二氯乙烷的混合液中，在30-70℃的温度下磺化3-6h，得到磺化聚苯硫醚砜；所述氯磺酸占混合液总体积的1％～60％；所述氯磺酸与聚苯硫醚砜的质量比为1:0.8～4.5；

(2)再将糖类溶解在二甲基亚砜中，再加入步骤1)得到的磺化聚苯硫醚砜进行催化反应，在60～110℃温度下反应0.2～12h，得到5-HMF；

所述糖类与二甲基亚砜的质量比1:2～110；所述磺化聚苯硫醚砜与糖类的质量比为1:1～9。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)该方法采用固体酸磺化聚苯硫醚砜作为催化剂，不仅避免了液体酸对设备的腐蚀，而且催化剂可回收利用，回收率高，可以继续用于制备5-HMF的过程，5-羟甲基糠醛的得率几乎不受影响。

(2)该方法工艺简单，反应条件为低温常压的反应体系，取代了传统的高温苛刻条件，反应条件温和，大大的简化了反应过程和降低了反应成本，目标产物收率高。

(3)采用的原料和催化剂廉价易得且无毒无害，生产过程无污染，环境友好，符合国家的绿色产业政策。

附图说明

图1为现有技术中采用高效液相色谱法绘制的5-HMF标准曲线图；

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。