[发明专利]利用四氢呋喃乙酸及其酯类制备ε-己内酯和6-羟基己酸及其酯的方法

说明书

本发明提供了一种利用四氢呋喃乙酸及其酯类制备ε‑己内酯和6‑羟基己酸及其酯的方法，是在溶剂中，还原气氛下，催化剂作用下，四氢呋喃乙酸及其酯类化合物在压力0.1‑10MPa，温度20‑200℃的条件下还原反应0.5‑48小时，分离催化剂，蒸馏出溶剂，得到目标产物ε‑己内酯和6‑羟基己酸及其酯类化合物。本发明在相对温和的条件下，实现了生物基的四氢呋喃乙酸及其酯类的高效转化，生产的ε‑己内酯和6‑羟基己酸及其酯类化合物是聚合物单体，用途广泛，扩大了生物质的应用范围；同时解决ε‑己内酯和6‑羟基己酸及其酯的制备必须依靠化石资源的困境。

技术领域

本发明涉及一种ε-己内酯和6-羟基己酸及其酯的制备方法，尤其涉及一种用四氢呋喃乙酸及其酯类制备ε-己内酯和6-羟基己酸及其酯的方法。

背景技术

聚ε-己内酯（PCL），是一种人工合成的高分子有机聚合物。其外观为白色固体粉末，无毒，不溶于水，易溶于多种极性溶剂。具有良好的生物相容性、良好的有机高聚物相容性，以及良好的生物降解性，可用作细胞生长支持材料，可与多种常规塑料互相兼容，自然环境下6-12个月即可完全降解。此外，PCL还具有良好的形状记忆温控性质，被广泛应用于药物载体、增塑剂、可降解塑料、纳米纤维纺丝、塑形材料的生产与加工领域。聚ε-己内酯的合成单体ε-己内酯和6-羟基己酸及其酯类目前都是依靠化石资源的转化合成。

随着世界经济的发展和煤、石油等化石资源的枯竭以及环境污染问题的日益严重，发展生物质能和生物质基化学品以（部分）替代化石原料，实现能源资源可持续发展受到世界各国的高度重视。生物质基糠醛可由纤维素、葡萄糖、木糖、果糖等水解制备而得，来源十分广泛并且不受食品的限制，成为当前合成可再生燃料和化学品的重要平台分子。因此，糠醛的高效转化的研究越来越引起人们的关注，衍生合成了一系列的生物制基的具有商业价值的终端产品和中间体。四氢呋喃乙酸及其酯类就是由生物制衍生而来的一类重要的化工产品，经过长期的尝试和探索，本发明实现了以四氢呋喃乙酸及其酯类为原料制备ε-己内酯和6-羟基己酸及其酯的方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种利用四氢呋喃乙酸及其酯类制备ε-己内酯和6-羟基己酸及其酯的方法，以克服现有技术中的不足和扩大生物质平台化合物的应用。

本发明制备ε-己内酯和6-羟基己酸及其酯类的方法，是在溶剂中，还原气氛下，催化剂作用下，四氢呋喃乙酸酯在压力0.1-10MPa，温度20-200℃的条件下还原反应0.5-48小时，分离催化剂，蒸馏出溶剂，得到目标产物ε-己内酯和6-羟基己酸酯。其合成式如下：

所述溶剂为甲醇、苯、戊醇、异丙醇、甲基四氢呋喃、环己烷、新丁醇、甲苯、二甲苯、己烷、1,4-二氧六环、庚烷、乙醇、丙醇、四氢呋喃、丁醇、异丁醇、己醇、乙酸乙酯中至少一种。

所述的还原性气体为氢气或含氢气的混合气体。优选纯氢气。

所述四氢呋喃乙酸酯为：四氢呋喃乙酸及其酯类包括：四氢呋喃乙酸、四氢呋喃乙酸甲酯、四氢呋喃乙酸乙酯、四氢呋喃乙酸正丙酯、四氢呋喃乙酸异丙酯、四氢呋喃乙酸正丁酯、四氢呋喃乙酸异丁酯、四氢呋喃乙酸正戊酯、四氢呋喃乙酸异戊酯、四氢呋喃乙酸新戊酯、四氢呋喃乙酸己酯中的至少一种。