[发明专利]5‑羟甲基糠醛催化转移加氢制备2,5‑二羟甲基呋喃的方法

摘要

本发明公开了一种5‑羟甲基糠醛催化转移加氢制备2,5‑二羟甲基呋喃的方法，该方法以磁性氢氧化锆为催化剂，以低碳醇为反应溶剂和氢供体，在高压反应釜中通过Meerwein‑Ponndorf‑Verley（MPV）转移加氢反应将5‑羟甲基糠醛选择性转化为2,5‑二羟甲基呋喃，最高收率达91.5%。本发明使用的催化剂不仅原料价格低廉，制作过程简单，催化性能优良，而且具有较强的磁性，易于分离回收和重复使用。另外，本发明使用的低碳醇不仅可以作为原位氢供体，避免氢气的使用，进一步增加反应过程的安全性，而且还可以作为反应溶剂，减少外源物质的引入，进一步降低生产成本，具有较强的应用价值和工业化前景。

主权项

5‑羟甲基糠醛催化转移加氢制备2,5‑二羟甲基呋喃的方法，以磁性氢氧化锆为催化剂，以低碳醇为反应溶剂和氢供体，在高压反应釜中通过Meerwein‑Ponndorf‑Verley（MPV）转移加氢反应将5‑羟甲基糠醛选择性转化为2,5‑二羟甲基呋喃；其特征是它包括以下具体步骤：（1）磁性氢氧化锆催化剂的合成：在氮气氛围下将一定量的纳米四氧化三铁加入到用脱氧去离子水配制的含有一定浓度的氯化锆或氧氯化锆溶液中，机械搅拌30~90 min，超声分散10~60 min；在机械搅拌条件下向上述溶液中逐滴滴加氨水溶液直至pH=9~11，继续搅拌30 min，静置陈化24 h；借助磁铁对固体沉淀进行分离，并用去离子水反复洗涤沉淀直至无氯离子存在；将洗涤后的固体沉淀105 ℃真空干燥12 h，并将其研磨粉碎至200目，得磁性氢氧化锆催化剂；所述的锆盐浓度为50~100 g/L，铁与锆的摩尔比为1:1~1:6；所述的机械搅拌速度为200~600 rpm，氨水滴加速度为3~6 mL/min；（2）MPV转移加氢反应：将一定量的磁性氢氧化锆催化剂、5‑羟甲基糠醛和低碳醇加入到100 mL Parr高压反应釜中，密封后用氮气置换釜中空气；将氮气压力调至反应压力，在一定的机械搅拌速度下升温至指定温度，反应规定时间后，得到2,5‑二羟甲基呋喃；所述的低碳醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或仲丁醇中的一种，其用量为20~50 g；所述的5‑羟甲基糠醛用量为低碳醇用量的1~5 wt%，所述的磁性氢氧化锆用量为5‑羟甲基糠醛用量的20~100 wt%；所述的氮气压力为1~10 bar，所述的搅拌速度为200~600 rpm，所述的反应温度为130~180 ℃，所述的反应时间为2~8 h。