[发明专利]一种呋喃乙酸酯类化合物的合成方法

说明书

本发明公开了一种呋喃乙酸酯类化合物的合成方法，是以糠醇类化合物为原料，一氧化碳气体为羰源，酯类化合物为添加剂，在有机溶剂中、催化剂的作用下进行羰化反应，得到呋喃乙酸酯类化合物。其中催化剂为碱、钯金属盐、含膦配体的组合体。本发明利用糠醇类化合物为原料，通过羰化实现糠醇类化合物的碳数的增长合成了呋喃乙酸酯类化合物，其合成工艺简单，合成条件温和，成本低，呋喃乙酸酯类的收率高，同时实现了可再生资源生物质糠醇的转化利用。

技术领域

本发明涉及一种呋喃乙酸酯类化合物的制备方法，尤其涉及一种以糠醇类化合物为原料，通过羰化增长糠醇类化合物的碳链合成呋喃乙酸酯类化合物的方法，属于化学合成领域及再生资源生物质的转化利用领域。

背景技术

呋喃乙酸酯类，是一种生物质基重要的精细化学品和中间体，具有广泛的用途，其结构式如下：

其中，取代基R₁、R₂、R₃和R₄选自氢、烷氧基、烷基、芳基、硝基、氰基、羧基、醛基、羟基、氨基。

呋喃乙酸酯类可以用作有机合成中间体，以转化为酰氯、酸酐、酰胺等衍生物，广泛用作涂料添加剂、医药、香料等的中间体。呋喃乙酸酯类用于合成乙基呋喃、四氢呋喃乙酸酯类、羟基羧酸酯类及其盐。在塑料工业中可用于增塑剂，热固性树脂等；在食品工业中用作防腐剂。目前制备呋喃乙酸酯类主要方法是呋喃或糠醇与氰化物反应后水解得酸，再进一步酯化得到对应的酯类化合物，虽然此方法反应条件温和、效率也较高，但是缺点在于：1)反应路线较长，总体收率低；2)综合成本较高（耗能、耗时）；3)环境污染大（大量三废）；4)后处理复杂；5)更严重的是氰化物是剧毒。

随着世界经济的发展和煤、石油等化石资源的枯竭以及环境污染问题的日益严重，发展生物质能和生物质基化学品以（部分）替代化石原料，实现能源资源可持续发展受到世界各国的高度重视。生物质基糠醇可由纤维素、葡萄糖、果糖等水解制备而得，来源广泛且不受食品的限制，成为当前合成可再生燃料和化学品的重要平台分子。因此，针对糠醇的转化研究引起科研工作者的关注。但是，目前的主要研究集中在糠醇加氢合成或氢解反应，通过羰化实现碳链的增长的研究还没有报道，无法定向的实现碳链的增长。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过羰化增长糠醇类碳链合成呋喃乙酸酯类化合物的方法，以拓宽糠醇类化合物生物质的转化利用。

本发明合成呋喃乙酸酯类化合物的方法，是以糠醇类化合物为原料，一氧化碳气体为羰源，酯类化合物为添加剂，在有机溶剂中、催化剂的作用下进行羰化反应，得到呋喃乙酸酯类化合物。其具体合成方法为：将糠醇类化合物、添加剂和催化剂加入到有机溶剂中，通入一氧化碳气体，在温度30-200℃，压力0.1-6MPa下羰化反应0.5-20小时；反应产物即为呋喃乙酸酯类。

原料糠醇类化合物的结构式为

R₁、R₂、R₃选自氢、烷氧基、烷基、芳基、硝基、氰基、羧基、醛基、羟基、氨基。

添加剂酯类化合物为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、原甲酸三甲酯、原甲酸三乙酯、原甲酸三丙酯、原甲酸三丁酯中的至少一种，其加入量为糠醇类化合物摩尔比量的2-10倍。糠醇类化合物首先与添加剂作用形成活性中间体（对应的酯类），有利于提高反应速率和选择性。