[发明专利]一种负载型双功能催化剂催化果糖制备2,5-呋喃二甲酸的方法

权利要求书

1.一种负载型双功能催化剂催化果糖制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于，它包括如下步骤：

(1)将果糖、催化剂和溶剂I混合，使底物进行脱水反应生成5-羟甲基糠醛；

(2)向步骤(1)反应后的体系中加入氧化剂并补加溶剂II，将反应体系密闭，进行氧化反应得到2,5-呋喃二甲酸；或者，向步骤(1)反应后的体系中补加溶剂II后充入氧气，进行氧化反应得到2,5-呋喃二甲酸；

其中，所述的催化剂为负载有杂多酸及其盐或其水合物的载体，所述的杂多酸及其盐或其水合物为K₆[Co^ⅡW₁₂O₄₀]·16H₂O、K₅[Co^ⅢW₁₂O₄₀]·20H₂O、Co₂H_6+nP₂Mo_18-nV_nO₆₂、(NH₄)₃[CoMo₆O₂₄H₆]x7H₂O和H₃PW₁₂O₄₀中的任意一种或几种，其中，n取1-4中任意自然数。

2.根据权利要求1所述的负载型双功能催化剂催化果糖制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于，所述的载体为蒙脱土K-10、H-Y分子筛、H-β分子筛、H-ZSM-5分子筛、镁铝水滑石、氧化钛、氧化锆、氧化锰、氧化铝、活性炭、石墨烯、碳纳米管中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的负载型双功能催化剂催化果糖制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于，所述的杂多酸及其盐或其水合物负载到载体上的方式为浸渍方式；所述的杂多酸及其盐或其水合物负载到载体上的负载量为1wt％-50wt％。

4.根据权利要求1所述的负载型双功能催化剂催化果糖制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的溶剂I为饱和氯化钠水溶液与四氢呋喃的混合液，饱和氯化钠水溶液与四氢呋喃的体积比为1:1～5，溶剂I用量为10-15ml/mmol果糖。

5.根据权利要求1所述的负载型双功能催化剂催化果糖制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，果糖与杂多酸及其盐或其水合物的摩尔比为1～20:1。

6.根据权利要求1所述的负载型双功能催化剂催化果糖制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，脱水反应温度为50℃-150℃，所述脱水反应时间为1min-10h。

7.根据权利要求1所述的负载型双功能催化剂催化果糖制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的溶剂II为水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、二氯甲烷、氯仿、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、四氢呋喃和乙醚中的任意一种或几种。补加溶剂II的量为10-30ml/mmol果糖。

8.根据权利要求1所述的负载型双功能催化剂催化果糖制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的氧化剂为过硫酸氢钾复合盐、过硫酸钾、过氧化氢、过氧化钠、过氧乙酸和过氧化氢叔丁醇中的任意一种或几种。

9.根据权利要求1所述的负载型双功能催化剂催化果糖制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于，步骤(2)中，氧化剂与底物5-羟甲基糠醛的摩尔比为2～10:1，或者向反应釜中充入室温下初始压力为1～10MPa的氧气。

10.根据权利要求1所述的负载型双功能催化剂催化果糖制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于，步骤(2)中，氧化反应，其反应温度为60-180℃，反应时间为1h-48h。