【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种吸附法果糖有机-无机两相连续式制5-羟甲基糠醛的方法，属于5-羟甲基糠醛的制备合成领域。
技术介绍
1、在“双碳目标”的引领下，生物基材料正逐步成为全球科技创新和经济发展的一个新产业方向之一。化石燃料储量的减少以及温室气体增加导致的环境污染，促进了从可持续和可再生资源合成燃料和化学品的巨大增长。生物质资源丰富，可再生，易于获取，作为化石资源的潜在替代品，已引起了广泛关注。从可再生的生物质资源制备化学品不仅可以缓解石油资源日益紧张的危机，而且基于生物基化学品特有的结构特性为人们开发新材料提供了创新的源动力。以5-羟甲基糠醛(hmf)为平台化合物，进而转化为其他高附加值衍生物的生物基化学品合成路线是未来的发展方向。系列产品可用于生产新型可降解塑料、新型聚胺酯、特种尼龙、新型绿色溶剂、新型油品添加剂等。这些产品不仅在民用领域有着重要的应用(包装材料、化工中间体、高端汽车内饰等)，而且在军用领域(特种兵装备、高海拔地区军用柴油发电机燃料等)也有着潜在的应用前景。
2、传统生产5-羟甲基糠醛的典型反应形式是采用间歇反应釜。反应釜需要较大的人工成本和时间，反应过程中较容易出现难以清洗的黑腐物，影响反应的继续进行，同时会导致hmf的产率的降低。目前已经开发出了各种均相或非均相催化剂，包括lewis酸和bronsted酸，这些催化剂已被发现对合成5-羟甲基糠醛有效，这些催化剂被广泛的应用到生产5-羟甲基糠醛的过程中。但由于在反应过程中生成的5-羟甲基糠醛具有较高的反应活性，在这类催化剂的催化作用下，5-羟甲基糠醛会进一
技术实现思路
1、根据本申请的一个方面，提供一种制备5-羟甲基糠醛的方法，该方法包括将含有果糖、无机盐、酸性催化剂、有机溶剂和水混合成溶液，溶液流经换热器，在连续式下反应，将反应液通过吸附剂床层吸附富集得到所述5-羟甲基糠醛，并将有机相回用。添加无机盐与特定的酸性催化剂，在连续式下反应，可起到协同作用，相比间歇式反应可有效提高反应的生产效率和转化率。同时，避免5-羟甲基糠醛发生副反应形成黑腐物导致产物收率下降和设备维护成本大大升高的问题。将反应液通过吸附剂床层，无需传统过程中有机萃取相常用的常压或减压蒸馏过程，即可将有机萃取相回用。有效降低了能耗。通过用水冲洗吸附剂床层，即可将5-羟甲基糠醛从吸附剂中解吸。本方法中使用的合成5-羟甲基糠醛的体系具有较大的经济效益，体系成本较低，对环境污染小，操作简单，易于重复，设备维护成本低，能高效的生产高纯度的5-羟甲基糠醛。
2、一种吸附法果糖有机-无机两相连续式制5-羟甲基糠醛的方法，所述制备方法包括以下步骤：
3、将包含果糖、无机盐、酸催化剂、有机溶剂和水的混合溶液，通入连续式反应器，在60～180℃，液相流速为0.1l/min～20l/min的条件下反应；
4、反应过程中水相中生成的5-羟甲基糠醛转移到有机相；采用吸附剂对有机相吸附，富集得到5-羟甲基糠醛；
5、所述溶于水的无机盐选自选自卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐中的至少一种；
6、所述有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲基异丁基酮、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、乙二醇中的至少一种。
7、可选地，所述酸性催化剂包括溶于水的酸中的至少一种。
8、可选地，所述卤素化合物包括氯化钠、氟化钠、氯化镁、氯化钙、氯化钡、氯化铬、氯化铁、氯化铜、氯化铝、溴化钠、溴化钙和溴化镁中的至少一种；
9、可选地，所述硼化物包括氟化硼、硼化镁、硼化钛、硼化铬和硼化钙中得至少一种；
10、可选地，所述硅酸盐包括硅酸钠、硅酸钙、硅酸镁、硅酸铵等中的至少一种；
11、可选地，所述铝酸盐包括铝酸钠、铝酸钙、铝酸镁、铝酸铵等中的至少一种；
12、可选地，所述磷酸盐包括磷酸钠、磷酸钙、磷酸镁、磷酸铵等中的至少一种；
13、可选地，所述溶于水的酸为易溶于水的酸。
14、可选地，所述溶于水的酸包括磷酸、盐酸、硫酸、硼酸、对甲苯磺酸中的至少一种；
15、可选地，所述盐酸为35.0～40.0wt％的盐酸溶液。
16、可选地，所述硫酸为95.0～99.0wt％的浓硫酸。
17、可选地，所述果糖和所述无机盐的质量比为0.5～10：0.001～2。
18、可选地，所述果糖和所述无机盐的质量比为5～10:0.05～2。
19、可选地，所述果糖和所述无机盐的质量比为8～10:0.5～2。
20、可选地，所述果糖和所述无机盐的质量比为8～10:1～2。
21、可选地，所述果糖和所述酸性催化剂的质量比为0.5～10：0.01～1。
22、可选地，所述果糖和所述酸性催化剂的质量比为8～10:0.01～1。
23、可选地，所述果糖和所述酸性催化剂的质量比为10:0.01～1。
24、可选地，所述有机溶剂包括乙腈、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲基异丁基酮、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、乙二醇中的至少一种；
25、可选地，所述果糖和所述有机溶剂的质量比为0.5～10：1～20。
26、可选地，所述果糖和所述有机溶剂的质量比5～10：5～20。
27、可选地，所述果糖和所述有机溶剂的质量比8～10：6～20。
28、可选地，所述果糖和所述有机溶剂的质量比为5～10：10～20。
29、可选地，所述果糖和所述有机溶剂的质量比10：15～20。
30、可选地，所述溶液的溶剂包括水；
31、可选地，所述果糖和所述溶剂的质量比为0.5～10：1～20。
32、可选地，所述果糖和所述溶剂的质量比5～10：5～20。
33、可选地，所述果糖和所述溶剂的质量比8～10：6～20。
34、可选地，所述果糖和所述溶剂的质量比为5～10：10～20。
35、可选地，所述果糖和所述溶剂的质量比10：15～20。
36、可选地，所述反应的条件包括：反应温度为60～180℃。
37、可选地，所述反应温度上限选自70℃、80℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、175℃或180℃；下限选自60℃、70℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃或175℃。
38、可选地，所述反应的条件包括：反应时间为2～10小时。
39、可选地，所述反应时间上限选自3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种吸附法果糖有机-无机两相连续式制5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸催化剂包括磷酸、盐酸、硫酸、硼酸、对甲苯磺酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和所述无机盐的质量比为0.5～10：0.001～2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和所述酸性催化剂的质量比为0.5～10：0.01～1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和所述有机溶剂的质量比为0.5～10：1～20。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和水的质量比为0.5～10：1～20。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应的条件包括：反应时间为2～10小时。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述吸附剂选自活性炭、分子筛、天然粘土矿、无定形氧化物、金属有机骨架材料中的至少一种；
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，有机相通过吸附剂后，有机溶剂进行回用；
...【技术特征摘要】
1.一种吸附法果糖有机-无机两相连续式制5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸催化剂包括磷酸、盐酸、硫酸、硼酸、对甲苯磺酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和所述无机盐的质量比为0.5～10：0.001～2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和所述酸性催化剂的质量比为0.5～10：0.01～1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果糖和所述有机溶剂的质量比为0.5～10：1～2...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢嘉成，吴浔，徐云鹏，刘中民，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。