[发明专利]利用5-羟甲基糠醛制备2,5-己二酮和3-甲基环戊烯酮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用5-羟甲基糠醛制备2,5-己二酮和3-甲基环戊烯酮的方法，属于 能源化工技术领域。

背景技术

对煤炭、石油、天然气这些化石能源的过度依赖和消耗使得人类面临着严重的能源 和环境危机。开发利用如太阳能、风能、潮汐能、生物质能等可再生的清洁能源备受关 注。生物质能源具有低污染、分布广泛、来源丰富、储量大等优点。对生物质资源的有 效利用可以在一定程度上缓解人类对化石能源的需求。目前国内外对使用生物质衍生物 5-羟甲基糠醛制备2,5-己二酮报道很少，且产率低，而从5-羟甲基糠醛制备3-甲基环戊 烯酮尚无文献报道。因此开发新型绿色高效的2,5-己二酮和3-甲基环戊烯酮合成方法是 必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的高效简便的利用生物质衍生物5-羟甲基糠醛 制备2,5-己二酮和3-甲基环戊烯酮的方法。该方法转化效率高，产物选择性好，无 需外加催化剂，操作简单，使用水作为溶剂对环境污染小，有利于工业化生产。产 物2,5-己二酮作为二酮类衍生物可被广泛用作合成二醇、二胺和环酮的原料，还可 作为合成其它高附加值化工产品的化学中间体。产物3-甲基环戊烯酮(3-MCO)是 合成前列腺素(prostanoids)、茉莉酮(jasmonoids)、肾上腺皮质酮(cortisone)、 麝香酮(muscone)类化合物等生物活性物质的重要中间体。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种利用5-羟甲基糠醛制备2,5-己二酮和3-甲基环戊烯酮的方 法，其包括如下步骤：

将5-羟甲基糠醛、还原剂和溶剂混合后，在惰性气氛中，于100～250℃下进行 水热反应；

所述水热反应结束后，将产物进行固液分离，收集混合有2,5-己二酮和3-甲基 环戊烯酮的液相产品。

反应路线为：

作为优选方案，所述5-羟甲基糠醛、还原剂摩尔比为0.2:(5～35)。当5-羟甲基糠 醛、还原剂摩尔比小于0.2:5时，会使得在实际生产过程中增大不必要的还原剂用量， 增加成本；当5-羟甲基糠醛、还原剂摩尔比大于0.2:35时，2,5-己二酮和3-甲基环戊烯 酮的收率会降低。

作为优选方案，所述5-羟甲基糠醛、还原剂摩尔比为0.2:25。

作为优选方案，所述还原剂为金属粉末，利用金属粉末和水反应产氢，可以有效避 免高压氢气的使用，成本降低，安全性提高。

作为优选方案，所述金属粉末为锌粉，锌粉相对于其它金属粉末而言，对2,5-己二 酮和3-甲基环戊烯酮的选择性最好。

作为优选方案，所述溶剂为水，水作为溶剂的优势在于它是最清洁的溶剂，并且可 以作为氢源。

作为优选方案，所述惰性气氛为氩气、氦气、氮气中的任意一种。惰性气体可以避 免产物的发生不必要的副反应。

作为优选方案，所述固液分离的方法为离心分离或过滤。

作为优选方案，所述水热反应的时间为0.16～8h。

作为优选方案，所述惰性气体为氮气。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、使用生物质衍生物5-羟甲基糠醛作原料合成2,5-己二酮和3-甲基环戊烯酮，5- 羟甲基糠醛可以从生物质资源木质纤维素(来自于自然界广泛存在的植物中)制得，无 需消耗化石能源，可部分缓解如今全球面临的能源问题；

2、使用水作溶剂，可以有效减少污染，实现高效低耗转化有机资源；

3、使用廉价易得的金属还原剂，无需使用储存运输困难、易燃易爆性质的氢气；

4、无需使用额外催化剂，易于分离，成本低廉；

5、制备得到的2,5-己二酮和3-甲基环戊烯酮产率分别可达27.3％和30.5％，选择性 好，反应副产物少。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中实施例1的产物的GC/MS谱图。

具体实施方式