[发明专利]一种2,5-呋喃二甲醇的制备方法

说明书

本发明公开了2,5‑呋喃二甲醇的制备方法，采用含有杂原子掺杂磷酸铝分子筛的催化剂，以含有生物质和氢源的原料制备2,5‑呋喃二甲醇；杂原子选自过渡金属元素；过渡金属元素选自Cu、Ni、Fe、Co中的至少一种。本申请采用的方法过程简单、能耗低、适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种2,5-呋喃二甲醇的制备方法，属于化学化工领域。

背景技术

2,5-呋喃二甲醇(BHMF)作为一种重要的生物质平台衍生物，既可应用于粘结剂、增塑剂、表面活性剂、药物中间体等，也可以作为单体合成树脂材料、纤维材料、泡沫材料等(CN107442177A)，具有广泛的应用价值。

目前，报道较多的方法为采用5-羟甲基糠醛(HMF)经贵金属(Pt、Pd、Ru等)或非贵金属(Co、Ni、Cu等)作为催化剂，氢气直接加氢或者催化转移氢化来制取2,5-呋喃二甲醇。但是，5-羟甲基糠醛作为生物质平台化合物，其本身性质活泼不稳定，长时间存储倾向于聚合或氧化，制备过程中还难免残留较多杂质，且市场价格昂贵，成为制约其下游衍生物合成研究和工业化发展的瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种催化生物质一步法制备2,5-呋喃二甲醇的方法，该方法过程简单、能耗低、适合工业化生产。

根据本申请的一方面，提供了一种一步法制备2,5-呋喃二甲醇的方法，采用含有杂原子掺杂磷酸铝分子筛的催化剂，以含有生物质和氢源的原料制备2,5-呋喃二甲醇；根据本申请的另一方面，提供了一种兼具Lewis酸性和还原性能的杂原子掺杂的磷酸铝分子筛催化剂的制备方法。

根据本申请的一方面，提供了一种2,5-呋喃二甲醇的制备方法，采用含有杂原子掺杂磷酸铝分子筛的催化剂，以含有生物质和氢源的原料制备2,5-呋喃二甲醇；

所述杂原子选自过渡金属元素；

所述过渡金属元素选自Cu、Ni、Fe、Co中的至少一种。

所述氢源选自甲酸、异丙醇、乙醇、甲醇、氢气中的至少一种。

优选地，所述氢源选自氢气。

可选地，所述生物质包括糖类化合物；所述糖类化合物选自果糖、蔗糖、葡萄糖中的至少一种，优选果糖。

可选地，所述杂原子掺杂磷酸铝分子筛的质量为糖类化合物质量的4～60wt％。

可选地，所述杂原子掺杂磷酸铝分子筛的质量为糖类化合物质量的上限独立地选自60％、50％、40％、30％、20％、10％，下限独立地选自50％、40％、30％、20％、10％、4％。

可选地，所述磷酸铝分子筛选自AlPO₄-5分子筛、AlPO₄-11分子筛、AlPO₄-41分子筛、AlPO₄-42分子筛中的至少一种。

可选地，杂原子在所述杂原子掺杂磷酸铝分子筛中的质量含量为0.1～20wt％。

可选地，杂原子在所述杂原子掺杂磷酸铝分子筛中的质量含量上限独立地选自20％、10％、5％、1％，下限独立地选自10％、5％、1％、0.1％。

可选地，所述杂原子掺杂磷酸铝分子筛是在卤化咪唑类离子液体的存在下，采用离子热方法制备得到。

可选地，所述方法至少包括：

(a)在卤化咪唑类溶剂中加入生物质和含有杂原子掺杂磷酸铝分子筛的催化剂，反应I，得到中间产物；

(b)向所述中间产物中加入氢源，反应II，得到所述2,5-呋喃二甲醇。

可选地，所述方法至少包括：