[发明专利]糠醛化合物的氧化反应催化剂及糠醛化合物的氧化方法

说明书

一种糠醛化合物的氧化反应催化剂及糠醛化合物的氧化方法，该催化剂包括含镍材料、含锰材料以及含溴材料。其中，氧化反应催化剂中的溴元素摩尔数(mole)除以含氧化反应催化剂中镍元素摩尔数与锰元素摩尔数二者加总的值介于0.01至7.5之间。该糠醛化合物的氧化方法包含：提供上述氧化反应催化剂；以及在一氧气气氛中将至少一糠醛化合物氧化。本发明采用包含有镍、锰、溴三种元素的材料的氧化反应催化剂来取代现有技术包含贵重金属的氧化反应催化剂，借以对糠醛化合物进行氧化反应。并且将氧化反应催化剂中的溴元素浓度控制在特定范围之内，以减少其对反应系统的腐蚀。可确保催化剂的应用不受干扰，增加工艺产率，大幅降低工艺成本。

技术领域

本发明是有关于一种制备糠醛化合物的衍生物的氧化反应催化剂及糠醛化合物的氧化方法，且特别是有关于一种可用来氧化糠醛化合物的氧化反应催化剂及其糠醛化合物的氧化方法。

背景技术

2,5-呋喃二甲酸(2,5-Furandicarboxylic acid，FDCA)、2,5-二甲酰基呋喃(2,5-diformylfuran，DFF)、5-甲酰基呋喃-2-甲酸(5-Formyl-2-furancarboxylic Acid，FFCA)、5-羟甲基-2-呋喃甲酸(5-hydroxymethyl-2-furancarboxylic acid，HMFCA)，是由六碳(C6)果糖或葡萄糖先行脱水反应生成5-羟甲基糠醛(HMF)，再经由氧化反应所产生的化合物。其中2,5-呋喃二甲酸是双羧酸类(diacid)的结构，可应用于聚酯产业中，做为聚酯的双酸单体，与各种双醇类(diol)进行酯化反应以聚合成一系列的聚酯化合物及弹性体材料。2,5-呋喃二甲酸因其具有呋喃五圆环，除了可形成特殊性质的聚酯材料适用于各种产业或其它新领域之外，2,5-呋喃二甲酸也可以与各种双胺类(diamine)进行反应以聚合成一系列的尼龙材料。2,5-呋喃二甲酸除了能够衍生聚合物材料，也可衍生其它化合物适用于例如界面活性剂和可塑剂领域的新应用。

一般而言以5-烃甲基糠醛来制备2,5-呋喃二甲酸可粗略分为碱法与酸法两种制程。其中，采用碱法来制备2,5-呋喃二甲酸的工艺虽然产率较高，但其催化剂多为贵重金属，例如金属元素铂(Pt)，价格较为昂贵，而且会产生大量的含盐废水。相反的，以酸法来制备2,5-呋喃二甲酸的工艺，所采用的催化剂较为便宜，所使用的溶剂也可回收，因此较具商业价值和竞争力。然而，在采用酸法(例如醋酸法)来制备2,5-呋喃二甲酸的过程中，由于所使用的催化剂中溴浓度较高，例如高于2000ppm，容易造成反应系统腐蚀，进而影响后续工艺的进行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种糠醛化合物的氧化反应催化剂及糠醛化合物的氧化方法，用来氧化糠醛化合物，以克服现有技术的方法容易造成反应系统腐蚀的问题。

本说明的一个实施例，是提供一种糠醛化合物的氧化反应催化剂，其包括含镍(Ni)材料、含锰(Mn)材料、含溴(Br)材料。其中，氧化反应催化剂中的溴元素摩尔数(moles)除以含氧化反应催化剂中之镍元素摩尔数与锰元素摩尔数二者加总的值实质介于0.01至7.5之间。

其中，该糠醛化合物具有如以下的一通式：

其中，R为H、CH₃、C₂H₅、COCH₃、COCH₂CH₃或COCH₂CH₂CH₃。

其中，该溴元素摩尔数除以该镍元素摩尔数介于0.01至20之间；且该溴元素摩尔数除以该锰元素摩尔数介于0.01至20之间。

其中，该溴元素摩尔数除以该镍元素摩尔数介于0.01至5之间；该溴元素摩尔数除以该锰元素摩尔数介于0.01至5之间；且该溴元素摩尔数除以该镍元素摩尔数和该锰元素摩尔数二者加总的值介于0.01至0.5之间。