[发明专利]一种制备C10呋喃酸的方法

说明书

本发明公开了一种制备C10呋喃酸的方法。该方法以糠醛和另一物质为原料，在室温至60℃条件下加入碳链增长催化剂延长分子碳链，反应1.0～3.0h；然后加入酸化试剂进行酸化，通过碳链增长和酸化过程的耦合制得C10呋喃酸；所述另一物质为乙酰丙酸或乙酰丙酸酯。本发明碳链增长催化剂为NaOH、KOH、Na₂CO₃、K₂CO₃、NaHCO₃、KHCO₃和三乙胺中的一种，成本低，易得；本发明直接以源于可再生原料生物质解聚后的产物为原料，使用廉价的催化剂，所得产物可直接分离，无需进一步纯化。本发明方法具有原料可再生、工艺流程简单、反应条件温和、产物易分离、产品纯度高等显著优点。

技术领域

本发明涉及C10呋喃酸，具体涉及一种以低浓度生物质解聚产物温和条件下制备C10呋喃酸的方法；属于可再生资源利用和生物化学品制备技术领域。

背景技术

生物质是自然界中唯一含碳的可再生资源，其催化转化制备高品质生物化学品和高品位生物燃油对于缓解当今社会对化石资源的依赖具有十分重要的意义。近年来，有关将生物质中的碳水化合物转化为糠醛、5-羟甲基糠醛(HMF)、以及乙酰丙酸及其酯等小分子生物质平台化合物的研究更是当前研究的热点。围绕上述生物质平台化合物的资源化与能源化(例如Aldol缩合、加氢制备含氧燃料、加氢脱氧制备生物汽油等烃类燃料、氧化制备小分子有机酸等)的研究也广有报道，但上述过程均基于高浓度的生物质平台化合物模型化合物展开，而实际上，对于生物质催化解聚真实体系来说，其产物物质的量浓度大多数在0.1～0.5mol/L之间，而针对该浓度范围的平台化合物的高值化利用报道较少。此外，上述平台化合物直接加氢或氧化后的产物碳链长度在C5左右，且分子中官能团单一。

C10呋喃酸分子(式1)中同时具有羰基、羧基、呋喃环及碳碳双键等功能化基团，且具有合适的碳链长度。因此，该附加值生物化学品既可通过催化加氢脱氧制备高品位生物汽油(C9)又可通过均聚或异聚制备生物质材料。目前该化合物主要以化石资源为原料，通过复杂的工艺条件制备。因此，根据可持续发展的原则，直接采用低浓度的可再生生物质解聚产物为原料，通过简单工艺，在低温条件下制备该化合物具有十分重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种直接以低浓度生物质解聚产物为原料，加入常规酸碱为催化剂与酸化试剂，温和条件下制备高附加值C10呋喃酸的方法，所得C10呋喃酸收率大于52％，纯度高于86％。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种制备C10呋喃酸的方法：以糠醛和另一物质为原料，在室温至60℃条件下加入碳链增长催化剂延长分子碳链，反应1.0～3.0h；然后加入酸化试剂进行酸化，通过碳链增长和酸化过程的耦合制得C10呋喃酸；所述另一物质为乙酰丙酸或乙酰丙酸酯；

所述碳链增长催化剂为NaOH、KOH、Na₂CO₃、K₂CO₃、NaHCO₃、KHCO₃和三乙胺中的一种；

所述酸化试剂为盐酸、硫酸或磷酸。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述乙酰丙酸酯中酯基碳链长度为C1-C6。

优选地，所述碳链增长催化剂的用量与反应底物糠醛的物质的量之比为0.05～0.4：1。

优选地，所述加入酸化试剂进行酸化后溶液的pH值为4～6。

优选地，所述糠醛与另一物质的浓度均为0.1～0.5mol/L。

优选地，所述糠醛与另一物质的浓度之比为1.0～1.5：1。

优选地，所述反应的温度为室温至50℃。