[发明专利]催化碳水化合物制备5-羟甲基糠醛和乙酰丙酸的方法

权利要求书

1.催化碳水化合物制备5-羟甲基糠醛和乙酰丙酸的方法，其特征在于：其以含钨和钽复合或混合氧化物为催化剂，以碳水化合物为原料，在80-300℃的温度下反应，在液相条件下将碳水化合物高效催化生成5-羟甲基糠醛(HMF)和乙酰丙酸(LA)，LA收率可达40％-95％；以三氧化钨和五氧化二钽计，催化剂中氧化钨与氧化钽的质量比为0.5-20％。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于：

所述以含钨和钽复合或混合氧化物采用下述前体在100-1000℃下焙烧活化而成；

所述前体为：含钽化合物为水合氧化钽、氢氧化钽、钽酸盐、氧化钽中的一种或多种；含钨化合物为三氧化钨、钨酸盐、偏钨酸铵中的一种或多种；催化剂是为将上述含钽化合物和含钨化合物进行掺杂形成的含钽和钨的氧化物或盐在100-1000℃下焙烧活化而成固体催化剂，如：WO₃-Ta₂O₅等；

或，在含钽化合物和含钨化合物的前体中还添加有还负载其他金属元素的复合或混合氧化物或盐；其他金属元素包括镍、钛、锆、铬、铝、钴、铂、钯、钌、钼、钒、锡中的一种或二种以上；

催化剂是为将上述含钽化合物和含钨化合物、及负载其他金属元素的复合或混合氧化物或盐、进行掺杂形成的含钽和钨的氧化物或盐在100-1000℃下焙烧活化而成固体催化剂，固体催化剂中其它金属氧合物占钨和钽氧合物的总量的百分含量为：0.1％-50％。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于：所述钽和钨的催化剂由两者前体氯化钽、乙醇钽一种或二种以上、和氯化钨、偏钨酸、偏钨酸盐、钨酸盐一种或二种以上掺杂在一起得到的，于水溶液中形成沉淀，待沉淀形成后，室温老化24小时至一周，使用前于100-1000℃下焙烧活化。

4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于：钨和钽化合物可以负载在固体的载体表面，形成负载型催化剂，载体为分子筛、氧化硅、氧化铝、二氧化钛或氧化锆；催化剂与载体的质量比例为0.0001-1；所述负载型含钨和钽化合物的催化剂使用前在100-1000℃下焙烧活化。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述碳水化合物为果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、蔗糖、淀粉、菊粉、玉米汁、经前处理的纤维素及菊芋块茎榨汁得到的菊芋汁中的一种或二种以上。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：采用的反应体系为水、或水与有机溶剂的混溶体系、或水与有机溶剂组成的两相体系、或无水体系；

其中两相体系：有机溶剂为不溶于水但能溶解HMF的溶剂，其为甲基异丁基酮、四氢呋喃、乙酸乙酯、吡咯烷酮、氯仿中的一种或二种以上的任意比的混合物；水相与有机相的体积比为1∶20-20∶1；

其中混溶体系：有机溶剂为溶于水且能溶解HMF的溶剂，其为：乙醇、正丁醇、2-丁醇、二氯甲烷、N，N-二甲基乙酰胺或丙酮中的一种或二种以上的任意比的混合物。

采用的反应体系在无水体系下进行，溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、吡咯烷酮中的一种或它们二种以上任意比的混合物。

7.按照权利要求1的方法，其特征在于：反应体系温度为80-300℃；反应时间为10min-300min；反应物原料的浓度为0.5-70wt％；催化剂与反应物的质量比例为1∶1-1∶10000。