[发明专利]一种粗品5-羟甲基-2-呋喃甲醛的精制方法

说明书

本发明公开了一种粗品5‑羟甲基‑2‑呋喃甲醛的精制方法，包括：(1)将亚硫酸氢盐加入粗品5‑羟甲基‑2‑呋喃甲醛溶液中充分搅拌，发生羰基的加成反应，(2)降温结晶并经过固液分离、洗涤得到5‑羟甲基呋喃‑2‑(α‑羟基甲基磺酸)盐晶体，(3)5‑羟甲基呋喃‑2‑(α‑羟基甲基磺酸)盐晶体与碱反应，重新生成5‑羟甲基‑2‑呋喃甲醛，通过溶剂提取、减压蒸馏得到5‑羟甲基‑2‑呋喃甲醛。本发明提纯方法得到的5‑羟甲基‑2‑呋喃甲醛的纯度最高可达99.90wt％以上，脱色率可达99.99％，回收率可达75％。

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，具体涉及一种粗品5-羟甲基-2-呋喃甲醛的精制方法。

背景技术

5-羟甲基-2-呋喃甲醛是一种重要的生物基平台化合物，可用于制取生物液体燃料、合成医药和农药的前驱化合物等精细化工品。

5-羟甲基-2-呋喃甲醛可由葡萄糖、果糖等己糖经过多次脱水形成，但是，5-羟甲基-2-呋喃甲醛的分离和纯化还较为困难，如在酸性溶液中，葡萄糖除了脱水形成5-羟甲基-2-呋喃甲醛，还会生成乙酰丙酸、甲酸及腐黑物(humins)等；这些杂质及未反应完全的反应底物会影响5-羟甲基-2-呋喃甲醛的分离和结晶，5-羟甲基-2-呋喃甲醛的反应溶液或粗产品中的有色杂质易溶于或能溶于水和大部分有机溶剂如甲醇、乙醇、正丁醇、乙酸乙酯、丙酸乙酯、氯仿等，因此无论5-羟甲基-2-呋喃甲醛分布在什么溶剂中，这些杂质都能伴随存在，用单一的提取法得到的5-羟甲基-2-呋喃甲醛纯度不高，同时颜色较深，多为黄色或褐色。因此，精制5-羟甲基-2-呋喃甲醛成为了限制该有机化合物后续产业化的关键瓶颈问题之一，也是目前5-羟甲基-2-呋喃甲醛提纯研发过程中的焦点问题之一。

公开号为CN103709128的专利公开了一种糠醛提纯方法，通过陶瓷膜系统分离、纳滤系统除杂后，通过耐高温离子交换树脂进行洗脱，可以得到的糠醛水溶液和成品糠醛。但是，膜系统造价比较高，过膜和洗脱后产品损失较大。

公开号为CN105377825的专利公开了由糖类合成5-羟甲基-2-呋喃甲醛的方法：所涉及的糖在季铵盐充当溶剂的体系中，在酸性催化剂作用下100℃脱水生成5-羟甲基-2-呋喃甲醛后，加入2-丁酮、氯仿等使铵盐沉淀，过滤去除铵盐和催化剂后通过减压浓缩去除有机溶剂得到5-羟甲基-2-呋喃甲醛。但此发明反应温度为100℃且有水存在，反应过程中仍会生成有色杂质和副反应产物，即使通过硅胶处理也不能很好地脱色除杂，这些物质的加热蒸馏过程中会形成粘稠物质吸附在蒸馏设备中，影响产品纯度，无法达到精制目的。

公开号为CN105753819的专利公开了一种5-羟甲基-2-呋喃甲醛纯化的方法：胺基树脂吸附剂骨架上带有呋喃，咪唑杂环结构，能有效吸附5-羟甲基-2-呋喃甲醛中杂质，可得到纯度为99.9wt％的5-羟甲基-2-呋喃甲醛产品；但焦糖、聚合物等杂质也极易造成堵塞，无法达到精制目的。

公开号为CN104829563的专利公开了利用添加深度共熔溶剂能够有效溶解氢键供体分子如5-羟甲基-2-呋喃甲醛，而2,5-二甲酰基呋喃只能在有机相中分配的原理，将5-羟甲基-2-呋喃甲醛与2,5-二甲酰基呋喃分开；但脱色问题仍未解决。

采用蒸馏或直接提取的方法会使5-羟甲基-2-呋喃甲醛产品中含有物化性质相近的呋喃类衍生物，而采用吸附剂吸附成本较高，溶度共溶的方法脱色效果较差。因此，上述方法都不能解决5-羟甲基-2-呋喃甲醛溶液中有色杂质和呋喃类衍生物杂质的一并去除问题，针对目前研发阶段和市场上5-羟甲基-2-呋喃甲醛均为黄色或淡黄色晶体，脱色、提纯存在技术困难这一现状，我们需要寻求更好的5-羟甲基-2-呋喃甲醛脱色、纯化方法。

发明内容

本发明提供一种粗品5-羟甲基-2-呋喃甲醛的精制方法，可以同时去除粗品5-羟甲基-2-呋喃甲醛中的有色杂质和呋喃类衍生物杂质，解决了5-羟甲基-2-呋喃甲醛反应液和粗产品中有色杂质和呋喃类衍生物与5-羟甲基-2-呋喃甲醛难分离的问题。