[发明专利]一种2,5-二氰基呋喃的制备方法

说明书

本申请公开了一种2,5‑二氰基呋喃的制备方法，在氧化剂存在的条件下，将含有2,5‑二甲酰基呋喃、氮源和催化剂的混合物反应，获得2,5‑二氰基呋喃；其中，所述催化剂包括经有机化合物修饰的金属氧化物。本申请提供的高效催化氨氧化2,5‑二甲酰基呋喃制备2,5‑二氰基呋喃的方法，在温和条件下将2,5‑二甲酰基呋喃高选择性氨氧化制备高品质2,5‑二氰基呋喃。本申请氧化效率高，产品收率高；以空气或氧气为氧源，以铵盐为氮源，氮源利用率高，清洁环保；产物和催化剂容易分离，后处理简单，具有良好的应用前景。

技术领域

本申请涉及一种2,5-二氰基呋喃的制备方法，属于化工产品制备技术领域。

背景技术

二元腈是一类重要的化工中间体，具有非常广泛的用途。其衍生物二元胺在染料、医药、固化剂和高分子聚合物等方面表现出独特而优异的性能。目前，二元腈主要通过烃类的气相氨氧化反应制备，反应条件苛刻，生产过程具有很高的安全和环保成本。相比之下，从生物基醇醛出发，可以在温和的条件下，经液相氨氧化制备腈。开发生物基二元腈的合成路线，对于提高生物基化学品的附加值，缓解和部分替代不可再生的化石资源，具有重要的意义。

碳水化合物经过脱水氧化可以得到生物及平台化合物2,5-二甲酰基呋喃(DFF)。DFF中的醛基在温和的条件下即可实现催化氨氧化。然而，DFF容易与氨发生不可逆的缩聚反应；另一方面，反应生成的2,5-二氰基呋喃中的两个氰基之间存在强的吸电子效应，在催化剂的酸碱性活性位点活化作用下，氰基容易进一步水解生成酰胺。如何提高DFF氨氧化反应生成二元腈的选择性，目前仍面临很大挑战。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种2,5-二甲酰基呋喃制备2,5-二氰基呋喃的方法，该方法氧化效率高，产品收率高。

一种2,5-二氰基呋喃的制备方法，其特征在于，在氧化剂存在的条件下，将含有2,5-二甲酰基呋喃、氮源和催化剂的混合物反应，获得2,5-二氰基呋喃；

其中，所述催化剂包括经有机化合物修饰的金属氧化物。

本申请提供一种催化氨氧化2,5-二甲酰基呋喃制备2,5-二氰基呋喃的方法，以铵盐为氮源，以空气或氧气为氧化剂，在有机修饰金属氧化物催化剂作用下，2,5-二甲酰基呋喃被高选择性氨氧化为2,5-二氰基呋喃。

可选地，将有机化合物和金属氧化物投入溶剂中，然后加入2,5-二甲酰基呋喃和氮源，在氧化剂存在的条件下反应，得到2,5-二氰基呋喃。

可选地，所述有机化合物包括乙酰丙酮、3-甲基乙酰丙酮、1,1,1-三氟乙酰丙酮、六氟乙酰丙酮、N,N-二甲基环己胺、N-甲基哌啶、N-甲基四氢吡咯、脯氨酸中的至少一种。

可选地，所述金属氧化物包括锰的氧化物、钴的氧化物、镍的氧化物中的至少一种。

具体地，钴的氧化物了Co₃O₄、CoO中的至少一种。

镍的氧化物为NiO。

优选地，所述锰的氧化物包括无定型二氧化锰、α-MnO₂、β-MnO₂、γ-MnO₂、δ-MnO₂中的至少一种。

可选地，金属氧化物为无定型二氧化锰、α-MnO₂、β-MnO₂、γ-MnO₂、δ-MnO₂、NiO、Co₃O₄、CoO中的至少一种。

可选地，所述有机化合物的摩尔数为2,5-二甲酰基呋喃摩尔数的0.5～5％。