[发明专利]一种以糠醛为原料制备δ-戊内脂的方法

说明书

一种以糠醛为原料制备δ‑戊内脂的方法，涉及一种高分子材料制备方法，该方法以硝酸镍、氧化镁为原料，采用燃烧法制备得到Ni/MgO催化剂；以糠醛为原料，Ni/MgO催化剂，乙醇为溶剂，催化加氢得到四氢糠醇；以硝酸铜、硝酸铈为原料，以MCM‑41为载体，制备得到CuO/CeO/MCM‑41双金属催化剂；催化剂采用自蔓延燃烧法制备，即将溶液系统构成氧化还原反应体系，将制备得到的催化剂加入反应（釜）体系，加入双氧水（30%），将初产品加入环己烷，萃取分离，得到δ‑戊内脂。产品δ‑戊内脂聚合生成的高分子材料又可以生物降解，这样就构建了一条绿色可持续的可循环的工艺过程，符合绿色为可持续发展的要求。

技术领域

本发明涉及一种高分子材料的制备方法，特别是涉及一种以糠醛为原料制备δ-戊内脂的方法。

背景技术

δ-戊内脂，分子式:C₅H₈O₂，分子量:100.12，中文名称:1,5-戊内酯，熔点 ，-13℃；沸点 ，230℃；密度 ，1.105 g/mL （ 20 ℃），是一种无色或者浅黄色为液体，冷却则凝固，微溶于水，与乙醇和乙醚混溶，静置时易聚合成高分子聚合物。δ-戊内脂是一种重要的有机中间体，可用于生产纤维聚酯、医药材料和植物保护剂等，自然界中存在于烤烟的烟叶中。

目前，国际上只有美国和德国几家公司生产，我国对该产品的需求，主要依赖进口，2017年，我国第一家生产企业开始1000吨规模试生产。德国BASF公司申报了1,5-戊二醇气相催化脱氢的美国专利，采用两种催化剂级配装填技术，在260℃～350℃温度范围内，0.05～1.00MPa压力， CuO/SiO₂ 和Ce、Yb、Lu等稀土改性的 CuO/SiO₂催化剂，1,5-戊二醇转化率99.0%，δ-戊内脂的选择性达到了95%。

近年来，δ-戊内脂作为一种绿色、无毒的新型聚酯单体，其聚合物聚戊内脂被称为绿色化学品。由于具有良好的应用灵活性、较低的生物毒性、较多的衍生物、易于聚合和大幅增加涂料的粘性等特点，δ-戊内脂被广泛用于聚酯、聚氨酯、特殊溶剂、涂料、医药等领域，尤其在高分子材料合成和改性方面具有不可替代的作用，且可以完全生物降解。

糠醛（呋喃甲醛，英文：furfural）是一种工业用化学制品，可由各种农副产品中萃取，包括玉米穗轴、燕麦与小麦的麦麸和锯木屑。糠醛是一种环状结构的芳香族醛，其化学式为 C₅H₄O₂，纯糠醛是有杏仁味的无色的油状液体，暴露于空气中会快速变成黄色。

以糠醛为原料制备δ-戊内脂，原料糠醛来源于农副产品，属于绿色可持续可再生资源，而产品δ-戊内脂聚合生成的高分子材料又可以生物降解，这样就构建了一条绿色可持续的可循环的工艺过程，符合绿色为可持续发展的要求，具有广阔前途。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以糠醛为原料制备δ-戊内脂的方法，本发明采用燃烧法制备得到Ni/MgO催化剂；以糠醛为原料，采用催化还原、催化氧化以及萃取分离等技术，实现了以糠醛为原料制备δ-戊内脂，原料糠醛来源于农副产品，产品δ-戊内脂聚合生成的高分子材料又可以生物降解，构建了一条绿色可持续的可循环的工艺过程。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种以糠醛为原料制备δ-戊内脂的方法，所述方法以硝酸镍、氧化镁为原料，采用燃烧法制备得到Ni/MgO催化剂；包括以下制备过程：

第一步，以硝酸镍、氧化镁为原料，采用燃烧法制备得到Ni/MgO催化剂；

第二步，以糠醛为原料，Ni/MgO催化剂，乙醇为溶剂，催化加氢得到四氢糠醇；

第三步，以硝酸铜、硝酸铈为原料，以MCM-41为载体，制备得到CuO/CeO/MCM-41双金属催化剂；