一种制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法

本发明属于生物质转化领域，具体的说是甲壳素类生物质制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法。

背景技术：

1、3-乙酰氨基-5-乙酰基呋喃(3-acetamido-5-acetylfuran，3a5af)一种含氮平台化合物，可转化制备系列含氮下游化学品，应用于材料制备、医药合成、农药合成和精细化学品等领域。3a5a的结构如下。

2、

3、甲壳素，又称几丁质(chitin)，是由n-乙酰氨基葡萄糖(n-acetylglucosamine,nag)通过β-1，4糖苷键连接成的聚糖，是自然界中唯一的含氮多糖。n-乙酰氨基葡萄糖和甲壳素的结构如下。

4、

5、甲壳素在自然界中产量丰富，仅次于纤维素。甲壳素可用来制备3a5af。然而目前的研究中多以n-乙酰氨基葡萄糖为原料，在盐酸、硼酸等质子酸或cacl2金属盐类lewis酸，或者以离子液为催化剂的均相反应中制备3a5af，存在着腐蚀性强、产物选择性低、效率低以及分离复杂等难以克服的缺点。

技术实现思路

1、本发明提供了通过分子筛高效催化转化n-乙酰氨基葡萄糖和寡聚几丁质制备3a5af，建立了多相催化制备3a5af的绿色技术。本发明所述的技术效率高、产物收率高于已报道方法，催化剂易分离、可重复利用，对设备无腐蚀，具有很好的应用前景。

2、本发明的目的在于提供一种3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的高效制备方法。

3、为了实现上述目标，本发明采用的技术方案为：

4、一种甲壳素类生物质制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，所述方法至少包括：将n-乙酰氨基葡萄糖或寡聚几丁质溶解在溶剂中，与固体酸催化剂接触反应，得到3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃；

5、所述固体酸催化剂包括酸性沸石分子筛。

6、进一步地，上述技术方案中，所述溶剂包括水、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、1,4-二氧六环、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇的一种或者两种及以上的混合物。

7、进一步地，上述技术方案中，所述的寡聚几丁质聚合度为2-10，分子量为400-2000da。

8、进一步地，上述技术方案中，所述的n-乙酰氨基葡萄糖或/和寡聚几丁质的质量浓度为0.1-30％，优选质量浓度为1-20％。

9、进一步地，上述技术方案中，所述酸性沸石分子筛包括具有bea结构的酸性沸石分子筛、具有emt结构的酸性沸石分子筛、具有fau结构的酸性沸石分子筛、具有mfi结构的酸性沸石分子筛、具有mor结构的酸性沸石分子筛的至少一种；

10、所述酸性沸石分子筛的硅铝原子比为5～120。

11、进一步地，上述技术方案中，所述酸性沸石分子筛选自hβ、hemt、hy和zsm-5分子筛中的一种或两种以上。

12、进一步地，上述技术方案中，所述的固体酸催化剂与n-乙酰氨基葡萄糖或/和寡聚几丁质的质量比为1：1000-50：1，优选1：100-10：1；

13、进一步地，上述技术方案中，所述反应的条件为：反应温度为30-300℃；

14、优选地，所述反应温度为100-200℃。

15、进一步地，上述技术方案中，所述反应在反应器中进行；

16、所述反应器包括固定床反应器、流化床反应器和釜式反应器中的至少一种。

17、本发明具有如下优点：

18、1.本发明所述的3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的制备方法，采用分子筛作催化剂，酸性可调，效率更高。

19、2.本发明所述的3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，采用多相反应体系，产物易分离，催化剂可重复使用。

20、3.本发明所述的3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，采用分子筛固体酸作催化剂，对设备无腐蚀作用，过程更加绿色环保。

技术特征：

1.一种甲壳素类生物质制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述方法至少包括：将n-乙酰氨基葡萄糖或寡聚几丁质溶解在溶剂中，与固体酸催化剂接触反应，得到3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃；

2.根据权利要求1所述的甲壳素类生物质制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述溶剂包括水、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、1,4-二氧六环、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇的一种或者两种及以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的甲壳素类生物质制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述的寡聚几丁质聚合度为2-10，分子量为400-2000da。

4.根据权利要求1所述的甲壳素类生物质制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述的n-乙酰氨基葡萄糖或/寡聚几丁质的质量浓度为0.1-30％，优选质量浓度为1-20％。

5.根据权利要求1所述的甲壳素类生物质制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述酸性沸石分子筛包括具有bea结构的酸性沸石分子筛、具有emt结构的酸性沸石分子筛、具有fau结构的酸性沸石分子筛、具有mfi结构的酸性沸石分子筛、具有mor结构的酸性沸石分子筛的至少一种；

6.根据权利要求1或5所述的甲壳素类生物质制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述酸性沸石分子筛选自hβ、hemt、hy和zsm-5分子筛中的一种或两种以上。

7.根据权利要求1所述的甲壳素类生物质制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述的固体酸催化剂与n-乙酰氨基葡萄糖或/寡聚几丁质的质量比为1：1000-50：1，优选1：100-10：1。

8.根据权利要求1所述的甲壳素类生物质制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述反应的条件为：反应温度为30-300℃；

9.根据权利要求1所述的甲壳素类生物质制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述反应在反应器中进行；

技术总结
本发明公开了一种甲壳素类生物质制备3‑乙酰氨基‑5‑乙酰呋喃的方法，属于生物质转化领域。所述方法至少包括：将含有N‑乙酰氨基葡萄糖或寡聚几丁质的原料与固体酸催化剂接触，反应，得到3‑乙酰氨基‑5‑乙酰呋喃；固体酸催化剂包括酸性沸石分子筛。本发明以基于甲壳素类基的N‑乙酰氨基葡萄糖或寡聚几丁质为原料，首次实现了固体酸催化N‑乙酰氨基葡萄糖或寡聚几丁质定向转化制备3A5AF，建立了3A5AF制备绿色技术。本发明具有产物收率高、催化剂易分离、可重复利用、对设备无腐蚀的优势，具有很好的应用前景，开辟了甲壳素类生物质转化制备高附加值化学品的新路径。

技术研发人员：刘启顺,尹恒,刘红超
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12