[发明专利]光催化5-羟甲基糠醛脱氢制备2,5-呋喃二甲醛的方法

说明书

一种光催化5‑羟甲基糠醛脱氢制备2，5‑呋喃二甲醛的方法。所述制备方法包括：在光敏型催化剂和光的存在下，使5‑羟甲基糠醛发生脱氢反应而转化为2，5‑呋喃二甲醛；其中，光敏型催化剂选自负载金属或未负载金属的氧化铁、氧化铝、二氧化钛、二氧化锡、三氧化钨、硫化钼、硫化镉、硫化铟锌和氮化碳中的一种或多种，金属选自铁、钴、镍、铜、铂、钯、钌、铑、铱中的一种或多种。本发明可以在温和条件下进行，5‑羟甲基糠醛的转化率较高，且反应选择性较好。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种光催化5-羟甲基糠醛脱氢制备2，5-呋喃二甲醛的方法。

背景技术

2，5-呋喃二甲醛(DFF)是5-羟甲基糠醛(HMF)选择性氧化所得的重要下游产品。它的分子中含有2个较活泼的醛基和1个呋喃环，可以通过加氢、氧化、聚合、水解以及其他化学反应，用于合成许多有用的化合物和新型的高分子材料，包括医药、有机导体、荧光剂和大环配体等。工业生产2，5-呋喃二甲醛多使用HMF氧化的方法，在高温、使用氧化剂、催化剂催化的反应条件下将HMF选择性氧化为DFF。传统生产中常使用高锰酸钾等对环境有害的氧化剂，不符合绿色化学理念。现在的工业生产选择更为绿色环保的H₂O₂、空气和分子氧作为终端氧化剂，贵金属为催化剂催化氧化HMF合成DFF，但仍然存在反应能耗大，极易过度氧化导致副反应，目标产物与副产物不易分离等问题。并且在氧气环境下的氧化过程中，往往伴随易燃、易爆等问题，无法得到解决。因此，需要开发一种绿色化学路径高选择性制备2，5-呋喃二甲醛。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光催化5-羟甲基糠醛脱氢制备2，5-呋喃二甲醛的方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种光催化5-羟甲基糠醛脱氢制备2，5-呋喃二甲醛的方法，所述方法包括：在光敏型催化剂和光的存在下，使5-羟甲基糠醛发生脱氢反应而转化为2，5-呋喃二甲醛；其中，所述光敏型催化剂选自负载金属或未负载金属的氧化铁、氧化铝、二氧化钛、二氧化锡、三氧化钨、硫化钼、硫化镉、硫化铟锌和氮化碳中的一种或多种，所述金属选自铁、钴、镍、铜、铂、钯、钌、铑、铱中的一种或多种。

从上述技术方案可以看出，本发明的光催化5-羟甲基糠醛脱氢制备2，5-呋喃二甲醛的方法至少具有以下技术效果其中之一或其中一部分：

(1)本发明利用光敏型催化剂在一定光源条件下，催化5-羟甲基糠醛脱氢制备2，5-呋喃二甲醛，可以在温和条件下顺利进行，5-羟甲基糠醛的转化率较高，并且发生的副反应较少，具有较高的反应选择性。

(2)本发明所使用的光敏型催化剂容易从反应液中去除并回收利用，且不易导致副反应的发生，也无需加入其他添加剂如氧化剂等，符合绿色化学理念。

附图说明

图1是本发明实施例1的2，5-呋喃二甲醛氢谱；

图2是本发明实施例1的2，5-呋喃二甲醛液相谱图。

具体实施方式

在实现本发明的过程中，发现了一种光催化5-羟甲基糠醛脱氢制备2，5-呋喃二甲醛的方法，在合适的光敏型催化剂和光源下，5-羟甲基糠醛发生脱氢反应而转化为2，5-呋喃二甲醛。在光照下这些光敏型催化剂有利于产生电子-空穴，空穴和电子会对5-羟甲基糠醛进一步活化，经脱氢反应制备得到2，5-呋喃二甲醛。

为了进一步阐明本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。