[发明专利]一种合成2,5-呋喃二甲酸的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及医药中间体制备领域，具体的涉及一种合成2,5-呋喃二甲酸的方法。

背景技术：

2,5-呋喃二甲酸作为一种很有价值的化工原料及中间体，经常应用在医药、农药、杀虫剂、抗菌剂、香水等。国外制备2,5-呋喃二甲酸的传统方法是在通入氧气的环境用贵金属催化氧化。但该方法催化剂成本高,反应时间一般要几个小时。因此，探索低成本，少能耗，高效率的制备方法是必然的趋势。

专利201410834523.6公开了一种2,5-呋喃二甲酸的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：a、将5-羟甲基糠醛加入到有机溶剂中，然后再加入催化剂四甲基哌啶氮氧化物、催化剂活化剂硝酸铁及添加剂碱金属卤化物，在空气中室温下搅拌反应4～12h，得含2,5-呋喃二甲醛的反应混合液；在所述含2,5-呋喃二甲醛的反应混合液中加入过氧叔丁醇水溶液，在100～120℃下搅拌4～8h，然后自然冷却至室温，得反应产物；对所述反应产物离心分离得沉淀，洗涤所述沉淀并烘干，即得目标产物2,5-呋喃二甲酸。本发明的方法反应条件温和、廉价、且产物收率高。但是其采用的催化剂有一定的毒性。

发明内容：

本发明的目的是提供一种2,5-呋喃二甲酸，其合成步骤简单，反应条件温和，采用的催化剂绿色环保，价格低廉，目标产物收率高，纯度高。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种合成2,5-呋喃二甲酸的方法，包括以下步骤：

(1)以去离子水为溶剂，制备浓度为1moL/L的硝酸铝溶液、1moL/L的硝酸镁溶液；1moL/L的硝酸钙溶液；

(2)向硝酸钙溶液中滴加氢氧化钠溶液，搅拌30min，然后加入聚丙烯酸钠，置于三辊研磨机中研磨1-2h，得到混合物料；

(3)将混合物料转移至三口烧瓶中，然后同时加入上述制得的硝酸铝溶液、硝酸镁溶液，边加入边搅拌，加入完毕后升温至70-90℃，搅拌反应1-3h，反应结束后冷却至室温，然后向反应体系中，加入对氨基苯磺酸钠，升温至40℃，搅拌混合10min，继续升温至80℃，搅拌反应1-1.5h，反应结束后冷却至室温，将反应液过滤，得到过滤洗涤干燥，得到固体；

(4)将固体置于马弗炉中，在200-300℃，惰性气体保护下处理1-3h，处理结束后冷却至室温，研磨得到纳米催化剂；

(5)将5-羟甲基糠醛置于N,N-二甲基甲酰胺中搅拌混合均匀，转移至三口烧瓶中，加入上述制得的纳米催化剂，向三口烧瓶中持续通入氧气，在30℃下搅拌反应2-3h，然后升温至90℃，继续通入氧气，搅拌反应2-4h，反应结束后冷却至室温，过滤，得到的沉淀洗涤后干燥，得到2,5-呋喃二甲酸。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，硝酸钙、聚丙烯酸钠的质量比为(5-11)：1。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述硝酸钙、硝酸铝、硝酸镁的摩尔比为3:1:1。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述硝酸钙、对氨基苯磺酸钠的质量比为1：(0.01-0.03)。

作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述5-羟甲基糠醛、N,N-二甲基甲酰胺的用量比为(20-300)g：1L。

作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述5-羟甲基糠醛、纳米催化剂的质量比为1：(0.003-0.006)。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为20％。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，硝酸钙与氢氧化钠的摩尔比为1:(2.2-3)。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用硝酸钙、硝酸铝、硝酸镁制备金属氧化物复合催化剂，在制备的过程中首先采用硝酸钙溶液和氢氧化钠溶液混合，并添加过量的氢氧化钠溶液，制得混合浆液；且在硝酸钙沉淀的过程中加入聚丙烯酸钠，然后加入硝酸镁、硝酸铝混合，在一定温度下混合，有效控制了硝酸镁、硝酸铝的沉淀速度，有效控制了金属氢氧化物前驱体的结晶性能和粒径大小；然后加入对氨基苯磺酸钠进行修饰，并在一定温度下处理，制得的纳米级的对氨基苯磺酸钠修饰的催化剂，其催化活性高，可以充分与反应物接触；

本发明公开的方法合成步骤简单，反应条件温和，采用的催化剂绿色环保，价格低廉，目标产物收率高，纯度高。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1