[发明专利]利用生物基呋喃类化合物制备1,5-戊二醇或1,6-己二醇的方法

说明书

本发明公开了一种利用生物基呋喃类化合物制备1,5‑戊二醇或1,6‑己二醇的方法，是以生物基呋喃类化合物为原料，在合适的溶剂中，还原性气体氛围中，催化剂的作用下，于压力0.5~10MPa，温度20~200℃的条件下反应1~48小时，分离催化剂，蒸馏出溶剂，得到目标产物1,5‑戊二醇或1,6‑己二醇。本发明利用化学合成的可再生资源生物基呋喃类在相对温和环境友好的条件下，实现了生物基呋喃类化合物的高效转化，生产的1,5‑戊二醇或1,6‑己二醇是聚合物单体，扩大了生物基呋喃类化合物的应用范围，进而推进了秸秆的综合利用，促进了碳中和。

技术领域

本发明涉及一种1,5-戊二醇或1,6-己二醇的制备方法，尤其涉及一种利用生物基呋喃类化合物制备1,5-戊二醇或1,6-己二醇的方法，属于化学合成领域。

背景技术

1,5-戊二醇、1,6-己二醇的，有机化学品，能与水、低分子醇、丙酮混溶。用作切削油、特殊洗涤剂、乳胶漆的溶剂，油墨的溶剂或润湿剂。也用于制造增塑剂、刹车油、醇酸树脂、聚氨酯树脂等。

目前，1,5-戊二醇的制备方法主要有两条线路，1）以四氢糠醛为原料，经催化加氢而得。即先将四氢糠醇制成二氢吡喃，再由二氢吡喃水合制5-羟基戊醛（具体为：将二氢吡喃、水及少量盐酸加入水合釜内，于50℃反应30-40min，用氢氧化钠溶液中和反应液后进行蒸馏，先脱除水分，再收集60-64℃（0.4kPa）馏分得到5-羟基戊醛），然后经催化加氢而得到1,5-戊二醇（高压釜中，镍催化剂作用下，于120-150℃、约6兆帕压力下加氢；然后再压力为22-42MPa，反应温度300-310℃下进行反应；反应结束后，减压蒸馏，收集119-120℃（0.4kPa）馏分，即为成品1,5-戊二醇）。该方法加氢操作在高温高压下进行，工业化有一定困难。而且反应路线长，综合成本高（耗能、耗时），总体收率低（总收率为70-80%），环境压力大（大量三废），不利于能源资源可持续发展。2）由环戊二烯光氧化而得环氧戊烯醛，再于70-100℃、约7MPa压力催化加氢而得，产率也低。

1,6-己二醇的制备，目前主要由己二酸二乙酯或已二酸二甲酯在金属钠、乙醇或在铅铬氧化物的存在下进行催化还原，或将2,4二炔-1,6-二醇催化还原而制得。例如由乙二酸二乙酯加氢还原。上述反应催化剂为亚铬酸铜，通氢压力为3.79-20.68 MPa，反应温度为255℃，所得产品收率为85%-90%。其反应条件较为苛刻，成本高，产率也低。因此，开发绿色、节能、高效、精准制备1,5-戊二醇、1,6-己二醇的方法是非常必须的、紧迫的。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种利用生物基呋喃类化合物为原料，绿色、节能、高效、精准制备1,5-戊二醇或1,6-己二醇的方法。

本发明制备1,5-戊二醇或1,6-己二醇的方法，是以生物基呋喃类为原料，在合适的溶剂中，还原性气体氛围中，催化剂的作用下，于压力0.5~10MPa，温度50~200℃的条件下反应1~48小时，分离催化剂，蒸馏出溶剂，得到目标产物1,5-戊二醇或1,6-己二醇。其合成式如下：

所述生物基呋喃类为五个碳的糠醛、糠醇、四氢糠醇，得到的产物是1,5-戊二醇；生物基呋喃类为六个碳的5-羟甲基糠醛、2,5-呋喃二甲醇、2,5-二羟甲基四氢呋喃，得到的产物为1,6-己二醇。

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

所述还原性气体为氢气或含氢气的混合气体，优选纯氢气。