[发明专利]一种从5-甲基糠醇5-MFA合成双(5-甲基呋喃-2-基)甲烷BMFM的方法

说明书

本发明涉及生物质转化技术领域，具体涉及一种无催化参与的从5‑甲基糠醇(5‑MFA)合成双(5‑甲基呋喃‑2‑基)甲烷(BMFM)的方法，按如下步骤：依次将5‑MFA、添加剂、溶剂加入到反应容器中，达到反应时间冷却到室温后，将有机相萃取出来，然后减压分馏转移的有机相即可得到BMFM，产品收率可高达81％。本方法通过在温和的常压条件下，对生产设备非常低，符合绿色，高效，安全生产的原则；无催化剂参与，原料可从自然界中广泛存在的，制造成本低的生物质中获取，此发明反应条件非常温和，工艺操作非常简单，产物非常容易分离，并且在工业生产中可实现溶剂的循环利用，实现生物质资源的绿色高效转化，同时也避免了工艺过程中带来的环境问题。

技术领域

本发明属于生物质转化技术领域，涉及一种无催化剂参与的从5-甲基糠醇(5-MFA)合成双(5-甲基呋喃-2-基)甲烷(BMFM)的方法。

背景技术

当前，生物质作为地球上具有重大潜力的可持续有机碳来源，在生产燃料、材料和重要化工产品的工艺过程中是石油资源的替代品，但大多数生物基衍生的化学品转化中，常常使用到一些贵金属催化剂，酸，高压条件等，苛刻的反应条件和反应产生的环境问题制约着其大规模应用。葡萄糖和果糖是自然界最常见的己糖，其下游衍生物5-羟甲基糠醛，5-甲基糠醛，糠醛被认为是非常重要的生物基平台分子化合物，5-甲基糠醇可以通过5-羟甲基糠醛，5-甲基糠醛等的选择性还原氢化得到，是一种非常常见的生物质基的呋喃衍生物，因此，它的绿色高效转化合成重要的化工产品具有极其重要的意义。

目前工业上双呋喃甲烷衍生物还没有成熟的工业化合成方法，有文献中报道的合成双呋喃甲烷衍生物的方法主要有以下几种：

1.一些是利用糠醇衍生物和另外一分子的呋喃在酸的作用下发生一个傅瑞德尔-克拉夫慈型反应生成双呋喃甲烷衍生物，例如三氟乙酸(Chem.Eur，2000，6，4091-4103)，硫酸(ChemSusChem.，2010，3，1158-1161)，磺酸类似物(Green Chem.，2017，19，4804-4810)。

2.一些是在酸的催化下使用生物质基呋喃衍生物和甲醛，乙醛，烷基醛等进行聚合得到双呋喃甲烷衍生物，例如Villandier研究小组(Angew.Chem.，Iht.Ed.，2011，50，2375-2378.)，Linhua Song研究小组(Green Chem.，2014，16，1436-1443.)。

3.一些通过使用金属催化剂催化糠醇聚合形成双呋喃甲烷衍生物，例如U.M.Dzhemilev研究小组使用了铑催化剂(Russ.J.Appl.Chem.，2007，80，1687-1690.)，Ramasastry研究小组使用镱催化剂(Org.Biomol.Chem.，2013，11，8030-8035.)。

上面反应都不可避免的使用到贵金属催化剂，腐蚀性的酸等，为此，我们发明了一种无需催化剂催化的，反应条件温和的，工艺简单的绿色高效的制备BMFM的方法。

发明内容

本发明的目的是为解决现有制备BMFM的技术中存在的催化剂昂贵，酸腐蚀，工艺复杂等缺点，本发明提供一种从5-MFA合成BMFM的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的，步骤如下：

将5-MFA、添加剂、溶剂加入到反应容器中进行搅拌加热至25-160℃，反应时间0.1-12h，冷却到室温后，将有机相萃取出来，然后通过减压分馏移除有机相即可得到BMFM，产品收率可高达81％。

反应式如下：

基本原理：5-MFA在添加剂和空气条件下加热被氧化成5-甲基糠酸(MFCA)，然后MFCA脱羧生成C₅带负离子的2-甲基呋喃，同时的5-MFA在氢离子的作用下脱水生成相应位点带正离子的5-MFA，最后C₅带负离子的2-甲基呋喃与带正离子的5-MFA反应得到BMFM。