由碳水化合物合成2,5-呋喃二甲醛的方法
【专利摘要】本发明公开了一种由碳水化合物合成2,5-呋喃二甲醛的方法。以碳水化合物为原料，酸性离子液体为溶剂，Keggin结构的钼钒磷杂多酸为催化剂，空气为氧化剂，在常压下反应制得2,5-呋喃二甲醛。该方法所用反应条件温和，操作步骤短，能耗低，催化剂安全无毒、易于制备，活性高，具有良好的工业化应用前景。
【专利说明】由碳水化合物合成2, 5-呋喃二甲醛的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法。
【背景技术】
[0002]2，5-呋喃二甲醛①--)是一种重要的呋喃类衍生物，是具有多种用途的有机合成中间体。它可以用作生产聚合物的单体，也可以作为原料用来合成药物、药物中间体、抗真菌剂、大环配体等。目前，工业上唯一可行的生产0？？的方法是采用5-羟甲基糠醛(册?)为原料，经由选择性氧化反应制得。由于腿？是一种不稳定、且较难分离得到的化合物，使得它的产量很低，价格昂贵，仅以克为单位在市场上流通，因而使得采用常规的氧化剂氧化册？制备0？？的路线成本过高，目前仍未实现工业化生产。
[0003]生物质是一种可再生资源，可用以替代日益枯竭的化石资源。碳水化合物是生物质的主要成分。直接以碳水化合物为原料，通过先脱水合成腿？中间体，在不用分离出腿？的情况，使腿？原位选择性氧化合成0？？，就可实现由生物质资源直接制备高附加值化工产品。这对于节约资源、降低能耗、以及进一步开发利用可再生的生物质资源具有重要的意义。
[0004]现有技术中合成2，5-呋喃二甲醛，过程较为复杂，操作麻烦，能耗较高。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、低能耗的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，以克服已有技术中步骤长、操作复杂、能耗高、成本高等缺点。
[0006]本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:
[0007]一种由碳水化合物催化合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于以葡萄糖、果糖或蔗糖为原料，酸性离子液体为溶剂，1(6^111结构的钥钒磷杂多酸为催化剂，空气为氧化齐0，在常压下反应制得2，5-呋喃二甲醛，其中碳水化合物浓度为30.0-45.08凡，钥钒磷杂多酸的分子式为- 12！！20、！！5？101072040 - 1祖20 或 4？109%04。- 12！！20，催化剂用量为1.0-10.0^/1,反应温度为80-120。。，反应时间为0.5-2小时。
[0008]所述酸性离子液体为1-(3-磺酸)-丙基-3-乙基咪唑盐酸盐-((?)
01、1~ (3-横酸)-丙基-3-乙基咪唑憐酸盐-(0?) 3^111] 02？04、1- (3-横酸)-丙基-3-乙基咪唑硫酸盐-磺酸)-丙基-3-乙基咪唑苯磺酸盐-(0?) 3-0111] 1“、1- 丁基-3-甲基咪唑盐酸盐-[(^化]01。
[0009]所述酸性离子液体的一般制备方法如下:在装有搅拌、温度计、冷凝管的100此三口烧瓶中加入1,3-丙烷磺内酯，然后加入适量的去离子水溶解，待溶解完全后，缓慢滴加相应的酸，保持常温反应30-1然后缓慢升温至901，最后减压脱水，即得。
[0010]所述碳水化合物浓度优选358/1。
[0011]所述钥钒磷杂多酸的分子式优选！！4？1011704。- 12！！20。
[0012]所述催化剂用量优选2.5-5.08/1。
[0013]所述反应温度优选110-1200。
[0014]所述反应时间优选1小时。
[0015]本发明具有如下有益效果:合成工艺步骤仅一锅一步，操作安全，无设备腐蚀，具有良好的工业化应用前景。②钥钒磷杂多酸兼具酸性和氧化性，对目标反应活性高，副产物少；③钥钒磷杂多酸是非均相催化剂，易于制备，性质稳定，无毒，易于分离；④反应采用酸性离子液体作为溶剂，产物收率高，选择性好，后处理简单，在温和的条件下进行，常压、低能耗。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
[0017]实施例1
[0018]向一单口圆底烧瓶中依次加入转子、45.01118果糖、11111 1-(3-磺酸)-丙基-3-乙基咪唑盐酸盐和20.0呢催化剂，连接好冷凝管。将油浴锅温度升至1201，待温度恒定后将烧瓶放入，在空气气氛中搅拌回流反应1小时。反应停止后，将反应体系自然冷却至室温，离心分离出催化剂粉末，溶液进行％和即仏分析，0？？收率为45%。
[0019]实施例2
[0020]向一单口圆底烧瓶中依次加入转子、45.01118果糖、111111-(3-磺酸)-丙基-3-乙基咪唑苯磺酸盐-003-((?)3-111111] 和20.0呢催化剂，连接好冷凝管。将油浴锅温度升至1101，待温度恒定后将烧瓶放入，在空气气氛中搅拌回流反应1小时。反应停止后，将反应体系自然冷却至室温，离心分离出催化剂粉末，溶液进行％和即仏分析，0？？收率为42%。
[0021]以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于，以葡萄糖、果糖或蔗糖为原料，酸性离子液体为溶剂，Keggin结构的钥钒磷杂多酸为催化剂，空气为氧化剂，在常压下反应制得2，5-呋喃二甲醛，其中碳水化合物浓度为30.0-45.0g/L，钥钒磷杂多酸的分子式为 H4PMonV04Q.12H20、H5PMo10V2040.14H20 或 H6PMo9V304(l.12H20，催化剂用量为1.0-10.0g/L,反应温度为80-120。。，反应时间为0.5-2小时。
2.根据权利要求1所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于，所述酸性离子液体为1-(3-磺酸)_丙基-3-乙基咪唑盐酸盐-[H03S-(CH2)3-min]Cl、1- (3-横酸)-丙基-3-乙基咪唑憐酸盐 _ [H03S_ (CH2) 3_min] H2P04、1- (3-横酸)-丙基-3-乙基咪唑硫酸盐-[!1035-(012)3-1^11]肥04、1-(3-磺酸)-丙基-3-乙基咪唑苯磺酸盐-[H03S- (CH2) 3-min] TsA、1_ 丁基-3-甲基咪唑盐酸盐-[C4min] Cl。
3.根据权利要求1或2任一所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于，碳水化合物浓度为35g/L。
4.根据权利要求1或2任一所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于，钥钒磷杂多酸的分子式为H4PMonV04(l.12H20。
5.根据权利要求1或2任一所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于催化剂用量为2.5-5.0g/L。
6.根据权利要求1或2任一所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在反应温度为110-120C。
7.根据权利要求1或2任一所述的由碳水化合物合成2，5-呋喃二甲醛的方法，其特征在于反应时间为1小时。
【文档编号】C07D307/46GK104402846SQ201410682611
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】李卓才, 李苏杨 申请人:苏州乔纳森新材料科技有限公司