[发明专利]一种2,5‑呋喃二甲醛的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种2,5-呋喃二甲醛的制备方法，属于化学中间体生产方法技术领域。

背景技术

随着各类化石资源的日益枯竭，世界各国都在大力发展可再生且储量丰富的生物质资源。在生物质领域，5-羟甲基糠醛是一个重要的平台分子，从5-羟甲基糠醛出发，可以得到很多重要的下游产品，2,5-呋喃二甲醛就是其中之一。2,5-呋喃二甲醛是合成精细化学品和药物以及呋喃基聚合物的重要中间体，然而2,5-呋喃二甲醛的有限产量极大地限制了它的应用和开发。这主要是它的上游原料5-羟甲基糠醛很难提纯，导致5-羟甲基糠醛的产量也很有限。

并且2,5-呋喃二甲醛传统的制备方法是通过氧化5-羟甲基糠醛来获得，在这个过程中常常使用的是二氧化锰、次氯酸钠、三氧化铬、钒氧化合物等一些氧化剂，此类方法污染严重且成本过高，不符合现在大规模生产所具有的绿色环保和控制成本的要求。或者是通过分子氧或是空气氧化5-羟甲基糠醛来制备2,5-呋喃二甲醛，此类方法一般采用贵金属作为催化剂，该类催化剂大多具有腐蚀性且毒性较大，产率较低，均不适合大规模生产。因此，从原料来源还是氧化手段上来看，现有的方法均不能满足工业生产的要求，因此，设计一种新的制备方法具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种利用大量、廉价易得且可再生的生物质原料，制备2,5-呋喃二甲醛的方法，降低了生产成本。具体技术方案如下：

一种2,5-呋喃二甲醛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（ⅰ）第一反应混合物的制备，以糖类或者木质生物质原料为基础反应物，与溶剂A和溶剂B混溶，组成第一反应混合物，所述溶剂A为盐酸溶液，所述溶剂B为水、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、4-甲基-2-戊酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环、N-甲基吡咯烷酮或乙酸乙酯中的一种或多种；

（ⅱ）5-氯甲基糠醛的制备，将步骤（ⅰ）得到的第一反应混合物中在0℃～350℃的温度条件下充分搅拌，待反应完全，得到缩合产物5-氯甲基糠醛；

（ⅲ）第二反应混合物的制备，将步骤（ⅱ）得到的5-氯甲基糠醛与溶剂C混溶，然后加入乌洛托品，得到第二反应混合物，所述溶剂C为水、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、4-甲基-2-戊酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙醇、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙腈、环丁砜或磷酸三甲酯中的一种或多种；

（ⅳ）乌洛托品盐的制备，将步骤（ⅲ）得到的第二反应混合物在0℃～250℃的温度条件下充分搅拌，生成5-氯甲基糠醛的乌洛托品盐；

（ⅴ）第三反应混合物的制备，将步骤（ⅳ）得到的5-氯甲基糠醛的乌洛托品盐与溶剂D和溶剂E混溶，得到第三反应混合物，所述溶剂D为醋酸溶液，所述溶剂E为二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、4-甲基-2-戊酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙醇、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙腈、环丁砜或磷酸三甲酯中的一种或多种；

（ⅵ）2,5-呋喃二甲醛的制备，下将步骤（ⅴ）得到的第三反应混合物在0℃～350℃的温度条件下加热，制得产物2,5-呋喃二甲醛。

作为上述技术方案的改进，所述步骤（ⅰ）中，糖类为蔗糖、葡萄糖、果糖、纤维素、菊粉或淀粉中的一种或多种。

作为上述技术方案的改进，所述步骤（ⅰ）中，木质生物质原料包括树木和采伐加工剩余物、秸秆和农业剩余物。

作为上述技术方案的改进，所述步骤（ⅱ）中，温度条件为50℃～200℃。

作为上述技术方案的改进，所述步骤（ⅱ）中，第一反应混合物中在充分搅拌并反应完全后，将生成的腐殖质过滤除去，然后通过分液除去溶剂B，得到缩合产物5-氯甲基糠醛。

作为上述技术方案的改进，所述步骤（ⅳ）中，温度条件为30℃～150℃。

作为上述技术方案的改进，所述步骤（ⅴ）中，温度条件为40℃～200℃。

作为上述技术方案的改进，所述步骤（ⅴ）中，醋酸溶液的质量浓度为0.1%～100%。

上述技术方案本发明实施方式采用常见的聚糖类或是玉米秸秆、稻草等其他植物体等生物质资源为原料，通过催化缩合得到5-氯甲基糠醛，有效的降低了制造成本，该方法工艺简单、制备方便，并且由于制备5-氯甲基糠醛的这些原料很廉价，从而降低了生产2,5-呋喃二甲醛的生产成本，有益效果显著。

附图说明

图1为本发明中2,5-呋喃二甲醛的制备流程图。

具体实施方式