[发明专利]2,5-二甲酰基呋喃制备2,5-二甲胺基呋喃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种通过催化还原胺化2,5-二甲酰基呋喃制备2,5-二甲胺基呋喃的方法。具体的说是一种使用负载金属催化剂体系，以氨气为胺源，以氢气为氢源，在温和条件下，还原胺化2,5-二甲酰基呋喃制备2,5-二甲胺基呋喃。

背景技术

将可再生的生物质资源高效转化为能源化学品、聚合物单体，来替代或补充石油等化石资源的不足，缓解石油基聚合物难于降解给环境造成的压力，具有重要的科学背景和应用前景。5-羟甲基糠醛被广泛认为是重要的生物质基平台化合物之一，可以通过酸催化碳水化合物，如果糖、葡萄糖、蔗糖、纤维素等脱水制得，已经取得了很大的进展（Chem.Rev.2013,113,1499-1597;Chin.J.Catal.2013,34,492-507）。选择氧化5-羟甲基糠醛制备2,5-二甲酰基呋喃是其重要的下游产品开发过程之一。中国专利(CN200810012159.X;CN200910012844.7)报道了钒基催化体系，可以将5-羟甲基糠醛高效转化为2,5-二甲酰基呋喃。2,5-二甲酰基呋喃是合成多种精细化学品和呋喃基聚合物的重要中间体，在合成树脂和有机聚合物多孔材料中具有重要的潜在应用价值（Polym.Chem.2012,3,2346-2349；Eur.Polym.J.2009,45,595-598;CN201110163338.5;CN201110163339.X）。

2,5-二甲酰基呋喃还原胺化可以得到2,5-二甲胺基呋喃。2,5-二甲胺基呋喃广泛应用于染料、医药、生物活性化合物合成等方面。此外，2,5-二甲胺基呋喃进一步加氢还原得到1,6-己二胺，是尼龙-66或尼龙-610的重要单体。2,5-二甲酰基呋喃经胺化、加氢还原得到2,5-二甲胺基呋喃。经认真查阅文献，据我们所知，还没有这方面的研究。在我们已有工作的基础上，本发明的目标是开发一种高收率、产物易分离、低成本、低污染的还原胺化新技术，高效还原胺化2,5-二甲酰基呋喃制备2,5-二甲胺基呋喃。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高活性、高收率还原胺化2,5-二甲酰基呋喃制备2,5-二甲胺基呋喃的方法，催化剂用量少，产物收率高,反应条件温和，产物易于分离，该制备方法绿色、经济、环保。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

以氨气为胺源，以氢气为氢源，在催化剂作用下，30-225°C，反应0.5-72h，分离产物，得到2,5-二甲胺基呋喃。

所述氨气分压为0.1-1.0MPa，氢气分压为0.1-1.0MPa。

分析2,5-二甲酰基呋喃还原胺化制备2,5-二甲胺基呋喃的过程可知，2,5-二甲酰基呋喃首先与氨气发生胺化反应，生成亚胺，然后在催化剂作用下，生成的亚胺被氢气还原，得到2,5-二甲胺基呋喃。此过程的关键步骤是原位生成的亚胺被氢气高效还原。因此，本发明提供的催化剂体系为具有强还原能力的负载型催化剂。

本发明所述的催化体系是指负载型（M/M_xO_y）催化剂，包括活性金属组分（M）和金属氧化物（M_xO_y）载体。

所述金属（M）是指：Ni、Cu、Co、Cr、Sn、Al、Bi、Ce、Pt、Pd、Au、Ag、Rh、Ru、Ir、Re中的一种；所述载体金属氧化物（M_xO_y）是指：CaO、MgO、La₂O₃、Y₂O₃、CeO₂、ZrO₂、Al₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、SnO₂、V₂O₅、MnO₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄、MoO₃中的一种。

金属的负载量，以金属（M）计，其含量为催化剂质量的0.1-30wt%。

加入催化剂的量，以金属（M）计，为底物2,5-二甲酰基呋喃量的0.1-20mol%。

催化剂采用负载法制备，将活性组分的可溶性盐负载在载体上，干燥后，在氮气保护下经过200-600°C焙烧处理，之后对催化剂进行还原活化。