[发明专利]一种2,5-二甲酰基呋喃的制备方法

说明书

一种2,5‑二甲酰基呋喃的制备方法，涉及2,5‑二甲酰基呋喃。将反应原料与主催化剂铁基化合物和助催剂组成的复合催化剂、氧化剂、氧化促进剂、反应溶剂混合，在反应器中加热反应，冷却至室温，得2,5‑二甲酰基呋喃的反应液；将2,5‑二甲酰基呋喃的反应液冷却至室温后，过滤去除催化剂，减压蒸馏回收反应溶剂，得淡黄色粉末，再溶于二氯甲烷中，再用饱和氯化钠溶液洗涤二氯甲烷溶液，减压蒸馏回收二氯甲烷，得淡黄色粉末，干燥后得2,5‑二甲酰基呋喃，所得2,5‑二甲酰基呋喃为淡黄色。所采用的氧化剂易得，催化剂便宜、用量少，产物收率高，反应条件温和，产物易分离，制备方法绿色经济，具有潜在的工业价值。

技术领域

本发明涉及2,5-二甲酰基呋喃，尤其是涉及在复合催化剂体系下，以空气或氧气为氧化剂，在温和条件下高效率催化氧化5-羟甲基糠醛或5-甲酰氧基甲基糠醛的一种2,5-二甲酰基呋喃的制备方法。

背景技术

在环境问题日益突出的今天，化石能源面临枯竭，开发绿色环保可再生的、储量丰富的生物质资源，立足于环境友好的起点上，替代或补充石油资源的短缺，走可持续发展的经济环保能源发展道路，深受国内外广泛关注与重视。5-羟甲基糠醛和5-甲酰氧基甲基糠醛是生物质转化重要的平台化合物，通过糖类化合物在酸性条件下脱水很容易制备获得(Acs Catalysis 5.11(2015):150916132449005；Chemical Reviews,2013,113(3):1499-597；Carbohyd-rate Polymers,2015,130:420-428；Green Chemistry,2014,16(2):548-572)。5-羟甲基糠醛的氧化衍生物2,5-二甲酰基呋喃是生物质转化成重要的下游产品之一，是合成多种精细化工产品和呋喃基聚合物的重要中间体，在合成纤维和聚酯方面具有潜在的应用价值。(A Chem.,2014,388,123–132；Top.Catal.,2004,27,11–30；GreenChem.,2011,13,754-793；ChemSusChem,2011,4,51–54.Adv；Synth.Catal.,2001,343,102–111.)然而5-羟甲基糠醛由于特殊的分子结构，醛基容易被氧化成羧基，呋喃环易被水解而开环发生分子间的聚合。因此，氧化5-羟甲基糠醛或5-甲酰氧基甲基糠醛制备2,5-二甲酰基呋喃的难题在于高选择性，高效性。已有报道以二氧化锰、三氧化铬、次氯酸钠作为氧化剂，这些方法对环境污大，不符合现代绿色发展的要求；目前以分子氧作为氧化剂，对反应设备要求高，转化效率较低，难以实现工业化；因此开发一种高产率、产物易分离、低成本和低污染的氧化路线在工业具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供在复合催化剂体系下，以空气或氧气为氧化剂，在温和条件下高效率催化氧化5-羟甲基糠醛或5-甲酰氧基甲基糠醛的一种2,5-二甲酰基呋喃的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)将反应原料与主催化剂铁基化合物和助催剂组成的复合催化剂、氧化剂、氧化促进剂、反应溶剂混合，在反应器中密闭进行加热反应，然后冷却至室温，得到2,5-二甲酰基呋喃的反应液；

2)将步骤1)得到的2,5-二甲酰基呋喃的反应液冷却至室温后，过滤去除催化剂，减压蒸馏回收反应溶剂，得到淡黄色粉末；

3)将步骤2)得到的淡黄色粉末溶于二氯甲烷中，再用饱和氯化钠溶液洗涤二氯甲烷溶液，减压蒸馏回收二氯甲烷，得淡黄色粉末，干燥后得2,5-二甲酰基呋喃，所得2,5-二甲酰基呋喃为淡黄色。

所述反应原料可为5-羟甲基糠醛或5-甲酰氧基甲基糠醛中的至少一种，反应原料的质量浓度可为0.001～1g/mL，优选0.021g/ml。