一种制备5‑羟甲基糠醛的方法技术

一种制备5‑羟甲基糠醛的方法，即采用

Method for preparing 5- hydroxymethyl furfural

A method for preparing 5- hydroxymethyl furfural, method of preparation of 5- HMF using biomass catalytic double acid catalyst of sugar, which is characterized in that the double acid type compounds with alkyl sulfonic acid functional quaternary ammonium cations and Lewis anions formed by acidic catalyst, adjustable characteristics and synergistic catalytic effect by the acid strength between the two, to improve the yield of the HMF. Reaction conditions: water and organic solvent volume ratio of 1: 5 to 1: 20, catalyst and biomass sugar (fructose, glucose and sucrose) mass ratio of 1: 2 to 1: 10, reaction temperature 160 to 220 DEG C, the reaction time is 5min ~ 60min, the preparation of HMF. Compared with the prior art, the 1 catalyst has unique catalytic properties, and the catalytic performance is stable, easy to separate and can be reused. 2 simple process, less waste discharge. 3 the raw material has a wide range of choice, and it can be used as a reactant to produce high value-added products.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及米用Bransted-Lewis双酸型尚子液体催化生物质糖脱水制备5-轻甲基糠醛，即涉及采用Bransted-Lewis双酸型离子液体催化果糖、葡萄糖和蔗糖等生物质糖高效转化成产物5-羟甲基糠醛的新方法。
技术介绍
5-羟甲基糠醛(HMF)是一种重要的新型平台化合物，可通过加氢、脱氢、酯化、卤化、聚合和水解等反应制备出数百种化学品，并被广泛应用于医药、树脂类塑料、柴油燃料添加物等方面。淀粉、纤维素等生物质水解可生成葡萄糖和果糖等生物质糖，再经过脱水能够制备出HMF。制备HMF常用的催化剂有酸、固体酸、离子交换树脂等。传统酸催化具有副反应多、产品收率偏低、产物分离操作复杂、腐蚀设备和环境污染大等问题；固体超强酸等多相催化剂的制备成本高、易中毒并结焦失活等缺陷；离子交换树脂类催化剂存在分离时易流失、制备重现性差以及传质和扩散阻力大等问题，限制了它们在HMF制备过程中的应用。室温离子液体因其具有分子溶剂性和催化剂特性，且环境友好，被广泛应用于催化和非催化反应中。其中，酸功能化离子液体具有一系列的优点:酸性的调节更容易、更精细，利于其催化机理的研究和作为催化剂的筛选。此外，离子液体还具有液体的流动性、酸位密度高和算强度分布均匀、可循环使用、结构可设计的优点。由此，酸功能化离子液体作为替代传统酸碱催化剂具有极大的应用潜力。酸功能化离子液体催化果糖等生物质糖制备HMF已有文献报道，并在提高转化率、选择性和催化剂循环使用等方面获得了理想效果，但这些文献所采用的离子液体均为Brensted或Lewis酸性的单酸型离子液体。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用一种催化性能优良的Brensted-Lewis双酸型离子液体为催化剂催化生物质糖制备HMF。本专利技术涉及一种制备HMF的方法，即一种米用Bronsted-Lewis双酸型尚子液体催化生物质糖制备HMF的方法，其特征在于采用烷基磺酸功能化的Bransted酸性咪唑盐阳离子与Lewis酸性的无机阴尚子构成的Bronsted-Lewis双酸型尚子液体为催化剂，利用两者间的酸强度可调变特性和具有协同催化效应，达到提高HMF产率的目的。反应条件为:水与有机溶剂体积比为1: 5 1: 20，催化剂离子液体、生物质糖(果糖、葡萄糖、蔗糖)质量比为1: 2 1: 10，反应温度160°C 220°C，反应时间5min 60min的条件下，制备HMF0本专利技术所使用Bransted-Lewis双酸型催尚子液体结构通式为:权利要求1.一种米用Bransted-Lewis双酸型离子液体催化生物质糖制备5-轻甲基糠醒的方法，其特征在于米用烧基磺酸功能化的Bransted酸性咪唑盐阳尚子与Lewis酸性的无机阴尚子构成的Bransted-Le wis双酸型尚子液体为催化剂，利用两者间的酸强度可调变特性和具有协同催化效应，达到提高HMF产率的目的。反应条件为:水与有机溶剂体积比为1: 5 I: 20，催化剂离子液体和生物质糖(果糖、葡萄糖、蔗糖)质量比为1: 2 1: 10，反应温度160°C 220°C，反应时间5min 60min的条件下，制备HMF。2.如权利要求1所述的方法，Bransted-Lewis双酸型催尚子液体结构通式为:3.如权利要求1所述的方法，其特征在于制备HMF所诉的反应条件以蔗糖、葡萄糖和果糖等生物质糖为反应物，催化剂离子液体占反应物的质量20% 50%，反应温度180°C 200°C，反应时间5min 30min为佳。全文摘要，即采用双酸型催化剂催化生物质糖制备5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于采用烷基磺酸功能化的酸性季铵盐阳离子与Lewis酸性的无机阴离子构成的双酸型化合物为催化剂，利用两者间的酸强度可调变特性和协同催化效应，达到提高HMF产率的目的。反应条件为水与有机溶剂体积比为1∶5～1∶20，催化剂和生物质糖(果糖、葡萄糖、蔗糖)质量比为1∶2～1∶10，反应温度160℃～220℃，反应时间5min～60min的条件下，制备HMF。与现有技术相比1.催化剂具有独特催化特性，且催化性能稳定、易分离、可重复使用。2.工艺简单、三废排放量少。3.原料生物质糖选择范围宽，可使用廉价的蔗糖等生物质糖作为反应物生产高附加值的产品。文档编号C07D307/46GK103204836SQ201310133179公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月31日 优先权日2013年3月31日专利技术者刘仕伟, 李露, 于世涛, 解从霞, 刘福胜, 孔珊珊 申请人:青岛科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用双酸型离子液体催化生物质糖制备5?羟甲基糠醛的方法，其特征在于采用烷基磺酸功能化的酸性咪唑盐阳离子与Lewis酸性的无机阴离子构成的双酸型离子液体为催化剂，利用两者间的酸强度可调变特性和具有协同催化效应，达到提高HMF产率的目的。反应条件为：水与有机溶剂体积比为1∶5～1∶20，催化剂离子液体和生物质糖(果糖、葡萄糖、蔗糖)质量比为1∶2～1∶10，反应温度160℃～220℃，反应时间5min～60min的条件下，制备HMF。FSA00000880306800011.tif,FSA00000880306800012.tif,FSA00000880306800013.tif

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仕伟，李露，于世涛，解从霞，刘福胜，孔珊珊，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：