一种5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法与流程

本发明属于有机化学物制备，具体涉及一种5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法。

背景技术：

1、5-羟甲基-2-呋喃甲酸是一种白细胞介素（j.am.chem.soc.,2003,125,3714），此外5-羟甲基-2-呋喃甲酸具有抗肿瘤活性(agric.biol.chem.,1981,45,2149)。在医学治疗中具有很好的应用市场。

2、5-羟甲基-2-呋喃甲酸（hmfca）是hmf制备2,5呋喃二甲酸的中间产物，制备5-羟甲基-2-呋喃甲酸采用生物质催化剂，但是其制备难度大，耗时长，且不能重复利用。

3、公开号为 cn 110331174 a的中国专利中用石花菜制备5-羟甲基-2-呋喃甲酸，是属于生物化工领域，其中生物质催化剂制备较难，不太容易实现重复利用。公开号为cn112341415a的中国专利中公开了用光催化来制得5-羟甲基-2-呋喃甲酸，其中hmf反应生成hmfca的反应过程中使用有机溶剂乙腈，不适用于工业生产。

4、公开号为cn 116024239 a的中国专利公开了用生物质催化剂醛脱氢酶突变体制备5-羟甲基-2-呋喃甲酸，生物质催化剂然容易被破坏，限制了其应用范围，而且较难循环回收利用。公开号为cn112844487a的中国专利公开了木质素负载卟啉催化剂，其制作复杂，制作工时长，价格相对较贵，不适用工业生产。

5、为此，本发明的提出了一种催化剂可以重复利用的5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种绿色环保且反应简单的5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法，特别是催化剂可以循环多次利用。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法，包括如下步骤：

4、首先将hmf溶液和催化剂加入圆底烧瓶中，然后滴加双氧水，在常压搅拌下使hmf高效选择性氧化成5-羟甲基-2-呋喃甲酸。

5、进一步地，hmf与催化剂的质量比为1:0.1-1；hmf与双氧水的摩尔比为1:2-10；hmf水溶液质量浓度为3%-12%。

6、进一步地，所述催化剂为甲壳素基ago/ac催化剂，其制备过程具体如下：

7、1）称取甲壳素在n2气氛中高温煅烧，煅烧结束后得到的物料备用；

8、2）称取硝酸银加纯净水，充分搅拌均匀得到硝酸银溶液备用；

9、3）将步骤1）煅烧结束后的物料加入至步骤2）配制的硝酸银溶液中进行搅拌，搅拌均匀后，一边搅拌一边滴加naoh溶液，滴加完毕后通入臭氧进行反应，反应结束后即可得到甲壳素基ago/ac催化剂。

10、进一步地，步骤1）中称取适量甲壳素在n2气氛中500-800℃高温煅烧3-6h。

11、进一步地，步骤2）中硝酸银与纯净水摩尔比为1:13-20。

12、进一步地，步骤3）的具体过程如下：

13、将高温煅烧好的甲壳素加入硝酸银溶液，搅拌30min，然后一边搅拌一边滴加质量浓度为20%的氢氧化钠，滴加完毕后继续搅拌30min，接着持续通入臭氧1h进行反应，反应结束后得到甲壳素基ago/ac催化剂。

14、进一步地，步骤3）的硝酸银与氢氧化钠的摩尔比为1:1-1.5。

15、进一步地，将hmf溶液和催化剂加入圆底烧瓶中，然后流量计或者蠕动泵滴加双氧水，在常压搅拌下，控制反应温度为10-30℃，反应时间为10min-80min进行反应。

16、与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

17、1）本发明将hmf溶液和催化剂加入圆底烧瓶中，然后滴加双氧水，在常压搅拌下使hmf高效选择性氧化成5-羟甲基-2-呋喃甲酸，制备的5-羟甲基-2-呋喃甲酸产率达94.30%；

18、2）与传统的催化剂相比较，本发明采用臭氧还原制备的甲壳素基ago/ac催化剂可以循环多次利用，其中制备催化剂的原料采用甲壳素，甲壳素为虾壳蟹壳生物质原料，环保且生产成本低，生产成本低；

19、3）本发明采用的氧化剂为双氧水，绿色环保，对环境友好；

20、4）本发明整个反应操作简单，有利于大规模工业生产。

技术特征：

1.一种5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法，其特征在于hmf与催化剂的质量比为1:0.1-1；hmf与双氧水的摩尔比为1:2-10；hmf水溶液质量浓度为3%-12%。

3.根据权利要求1或2所述的一种5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法，其特征在于所述催化剂为甲壳素基ago/ac催化剂，其制备过程具体如下：

4.根据权利要求3所述的一种5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法，其特征在于步骤1）中称取适量甲壳素在n2气氛中500-800℃高温煅烧3-6h。

5.根据权利要求3所述的一种5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法，其特征在于步骤2）中硝酸银与纯净水摩尔比为1:13-20。

6.根据权利要求3所述的一种5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法，其特征在于步骤3）的具体过程如下：

7.根据权利要求6所述的一种5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法，其特征在于步骤3）的硝酸银与氢氧化钠的摩尔比为1:1-1.5。

8.根据权利要求1所述的一种5-羟甲基-2-呋喃甲酸的制备方法，其特征在于将hmf溶液和催化剂加入圆底烧瓶中，然后用流量计或者蠕动泵滴加双氧水，在常压搅拌下，控制反应温度为10-30℃，反应时间为10min-80min进行反应。

技术总结
本发明公开了一种5‑羟甲基‑2‑呋喃甲酸的制备方法，包括如下步骤：首先将HMF溶液和催化剂加入圆底烧瓶中，然后滴加双氧水，在常压搅拌下使HMF高效选择性氧化成5‑羟甲基‑2‑呋喃甲酸，制备的5‑羟甲基‑2‑呋喃甲酸产率达94.30%，整个反应操作简单，有利于大规模工业生产，且本发明制备催化剂的原料采用甲壳素，甲壳素为虾壳蟹壳生物质原料，环保且生产成本低，制得的催化剂可以循环多次利用，生产成本低。

技术研发人员：吕丹丹,王艳涛,王磊
受保护的技术使用者：中科国生（杭州）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15