[发明专利]用季铵盐生产和分离5-羟甲基糠醛的方法

权利要求书

1.一种生产和分离5-羟甲基糠醛(HMF)的方法，其包括以下步骤：

1)在80-130℃的温度下，在水和至少一种季铵盐的存在下，将选自由具有6个碳原子的单糖和由具有6个碳原子的单元形成的二糖、寡糖和多糖或其混合物组成的组中的至少一种糖脱水，获得包含所述季铵盐、HMF和任何未反应的糖的反应混合物；

2)对所述反应混合物进行选自由纳滤、反渗透、电渗析及其组合组成的组中的至少一种膜分离操作，获得包含HMF的含水渗透物和包含季铵盐的渗余物，

其中，步骤1)的脱水和步骤2)的分离操作均在不存在有机溶剂的情况下进行。

2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤2)包括一个或多个纳滤操作。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括在步骤2)之前的用于除去高分子量化合物的初步纯化步骤。

4.如权利要求5所述的方法，其中，所述初步纯化步骤包括选自以下的一种或多种操作：倾析、离心、微滤或超滤。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其包括在步骤1)结束时和在分离步骤2)之前的用水稀释反应混合物的步骤。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述季铵盐具有式R3R'N+X-，其中：

-R相同或不同，表示具有取代基或不具有取代基的C1-C16烷基；

-R'属于由以下基团组成的组：氢、具有取代基或不具有取代基的C1-C16烷基、具有取代基或不具有取代基的单环芳基；

-X-表示选自氯、溴、碘、氟、氢氧根、BF4-和PF6的阴离子。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述季铵盐的分子量等于或大于220g/mol。

8.如权利要求7所述的方法，其中，步骤2)的所述膜是纳滤膜。

9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，在步骤1)开始时的季铵盐与糖的重量比小于5:1。

10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述糖是果糖，并且在步骤1)开始时，相对于季铵盐和果糖的总和，水的存在量小于10重量％。

11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，步骤1)在酸催化剂的存在下进行。

12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，步骤1)的反应时间为1分钟至240分钟。

13.一种HMF组合物，其中所述HMF的纯度大于98.5重量％，并且所述组合物包含至少一种季铵盐，相对于HMF的重量，所述至少一种季铵盐的量换算成氮原子为大于0且小于0.25重量％。

14.如权利要求13所述的组合物，其中，所述组合物还包含选自由以下成分组成的组中的一种或多种成分：有机酸、具有至少一种酮或醛官能的化合物(不同于HMF)、二聚体、低聚物和腐黑物，其作为起始糖类的脱水反应的副产物形成，其总量相对于HMF的重量为小于1重量％。

15.如权利要求13或14所述的组合物，其中，所述组合物包含糠醛，其中，糠醛与HMF的重量比小于0.10％。

16.如权利要求13-15中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含的果糖量相对于HMF的重量小于3重量％。

17.如权利要求13-16中任一项所述的HMF组合物在制备2,5-呋喃二甲酸中的用途。