[发明专利]一种2,5-呋喃二甲醇的制备方法

说明书

本发明提供一种2,5‑呋喃二甲醇的制备方法，包括如下步骤：在氢气气氛下，以Y分子筛封装的纳米铂为催化剂，对5‑羟甲基糠醛进行催化加氢，制得2,5‑呋喃二甲醇。本发明以Y分子筛封装的纳米铂对5‑羟甲基糠醛进行催化加氢，能够使5‑羟甲基糠醛以端点吸附的构像吸附在铂颗粒表面，而非平躺的吸附构像。该端点吸附构像一方面使得5‑羟甲基糠醛的羟基一端呈竖直吸附，进而使羟基被加氢速率极大降低；另一方面使得5‑羟甲基糠醛的醛基基团在铂颗粒表面的加氢速率得以强化，可达到大于99％的催化加氢选择性，并完全避免呋喃环过度加氢。

技术领域

本发明属于化学化工领域，尤其涉及一种2,5-呋喃二甲醇的制备方法。

背景技术

2,5-呋喃二甲醇是一种应用十分广泛的原料，可用于合成药物中间体、核苷衍生物、1,6-己二醇和冠醚等，也可被用作湿润剂、溶剂、软化剂、粘结剂、表面活性剂、合成增塑剂等。此外，2,5-呋喃二甲醇也可作为有效单体用于制备聚酯和聚氨酯等高分子材料。

传统合成2,5-呋喃二甲醇的方法是对1,5-己二烯进行氧化，该方法在反应过程中容易出现过度氧化问题，且伴随着C-C键断裂的副反应，使产品的收率和选择性都较低。利用1,2,5,6-己四醇进行醚化也可得到2,5-呋喃二甲醇，然而该方法也存在反应较难控制、产物的收率较低的问题。以2,5-呋喃二甲醛作为底物能较好合成2,5-呋喃二甲醇，但呋喃二甲醛生产成本偏高，原料提纯和规模化生产还存在困难(CN104662009A)。

目前，负载过渡金属催化5-羟甲基糠醛选择性加氢制备2,5-呋喃二甲醇是新发展的一种技术路线，具备绿色环保和清洁高效的优点。文献已报道负载过渡金属Au、Pt和Ru等可催化该反应发生，但由于原料5-羟甲基糠醛化合物仍会不可避免的生成其他副产物，使反应产物的选择性难以提高至99％以上。日本名古屋大学Ohyama教授报道了负载型Au/Al₂O₃催化该加氢反应，产物收率为96％，5-羟甲基糠醛有部分发生了副反应；且该反应的压力高达6.5Mpa，存在较大安全隐患(RSC Adv.2013,3,1033-1036.)。日本Chatterjee等报道了Pt/MCM-41催化5-羟甲基糠醛加氢，虽然该反应的催化转化率达100％，但催化选择性仅为98.9％，仍存在1.1％的副产物5-甲基糠醛(Green Chem.2014,16,4737-4739.)。美国Dumesic课题组报道了Ru/Mg-Zr催化该反应的性能，产物2,5-呋喃二甲醇化合物的选择性仅为94％，在产物中检测到呋喃环过渡加氢的副产物(Green Chem.2012,14,1413-1419)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种2,5-呋喃二甲醇的制备方法，提高5-羟甲基糠醛加氢生成2,5-呋喃二甲醇的选择性。

本发明所采取的技术方案如下：

一种2,5-呋喃二甲醇的制备方法，包括如下步骤：在氢气气氛下，以Y分子筛封装的纳米铂为催化剂，对5-羟甲基糠醛进行催化加氢，制得2,5-呋喃二甲醇。

所述催化加氢的温度为60～90℃，优选70～80℃。

所述氢气压力为1～2.5MPa，优选2MPa。

所述催化加氢的时间为120～240min。

所述催化剂重量为5-羟甲基糠醛重量的100～300倍。

所述催化剂中纳米铂的含量为0.1wt％～5wt％，优选0.5wt％～2wt％。

所述催化剂中纳米铂的平均粒径为1～2nm。

所述催化剂的制备方法包括如下步骤：

(1)将铂源、硅源、铝源和氢氧化钠在水相中搅拌均匀，室温陈化20～30h，然后90～120℃下静态晶化10～15h，分离、烘干得到Y分子筛封装铂前驱体；