[发明专利]一种利用5-羟甲基糠醛转移加氢制备2,5-呋喃二甲醇的方法

说明书

本发明公开了一种利用5‑羟甲基糠醛转移加氢制备2，5‑呋喃二甲醇的方法，将5‑羟甲基糠醛、催化剂MnO@C‑N和低级醇加入不锈钢密闭反应器中，于150‑200℃的温度下反应1‑30h，反应的同时以300‑900rpm的速度进行搅拌。本发明首次以MnO@C‑N为催化剂催化醛为醇。本发明所使用催化剂MnO@C‑N以可再生的蔗糖和尿素为原料，制备过程简单且绿色环保。本发明以廉价的低级醇为氢源进行还原反应，反应过程安全，操作简单，且产物选择性高，具有极大的工业化应用价值。

技术领域

本发明属于2，5-呋喃二甲醇制备技术领域，具体涉及一种利用5-羟甲基糠醛转移加氢制备2，5-呋喃二甲醇的方法。

背景技术

2，5-呋喃二甲醇可由生物质基平台化合物5-羟甲基糠醛选择性加氢制得，其可用于合成树脂、药物中间体、人造纤维和功能聚酯等。

以过渡金属(如Au，Pt，Pd，Ru，Ir，Cu、Ni、Co等)为催化剂，以外源H2为氢供体，是催化5-羟甲基糠醛制备2，5-呋喃二甲醇的惯用催化体系(J.Phys.Chem.C 2016， 120(28)，15129-15136；RSC Adv.2013，3(4)，1033-1036；Green Chem.2014， 16(11)，4734-4739；Green Chem.2014，16(9)，4110-4114：Rsc Adv.2016，6(96)， 93394-93397；GreenChem.2012，14(5)，1413-1419；Catal.Today 2014，234，59-65； Chem.Commun.2013，49(63)，7034-6，Chemsuschem 2014，7(8)，2266-2275； Rsc Adv 2017，7(50)，31401-31407；Journal of Molecular Catalysis A：Chemical 2017， 426，244-256；Chemsuschem 2015，8(8)，1323-1327；Applied Catalysis B：Environmental 2017，200，192-199；AppliedCatalysis A：Generai 2014，481，49-53)。但普遍存在产物选择性低/或选择性不可控、高温高压氢气危险和设备要求高等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种利用5-羟甲基糠醛转移加氢制备2，5- 呋喃二甲醇的方法。

本发明的技术方案如下：

一种利用5-羟甲基糠醛转移加氢制备2，5-呋喃二甲醇的方法，将5-羟甲基糠醛、催化剂MnO@C-N和低级醇加入不锈钢密闭反应器中，于150-200℃的温度下反应1-30h，反应的同时以300-900rpm的速度进行搅拌；

该催化剂MnO@C-N的制备方法包括如下步骤：

(1)将蔗糖、尿素和醋酸锰溶于浓度为65-75wt％的乙醇水溶液中，然后在常压且80-90℃下蒸馏除去溶剂，获得固体；

(2)将上述固体于85-95℃干燥10-15h后，在管式炉中的氮气气氛下下经二段焙烧，即得MnO@C-N，其中，该二段焙烧中的第一段焙烧的温度为290-310℃，时间为1.5-2.5h，第二段焙烧的温度为600-800℃，时间为4-6h。

在本发明的一个优选实施方案中，所述低级醇为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。

在本发明的一个优选实施方案中，所述5-羟甲基糠醛、催化剂MnO@C-N和低级醇的比例为0.26g：0.03-0.3g：5-30mL。

进一步优选的，所述步骤(1)中，所述蔗糖、尿素、醋酸锰和乙醇水溶液的比例为1g∶4-10g∶0.5-2g∶55-65mL。

进一步优选的，所述步骤(2)中，所述二段焙烧中的第一段焙烧的温度为300℃，时间为2h，第二段焙烧的温度为600-800℃，时间为5h。