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锰基尖晶石催化剂上选择氧化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲醛的方法


技术摘要:
本发明公开了一种锰基尖晶石催化剂上选择氧化5‑羟甲基糠醛制备2,5‑呋喃二甲醛的方法,将5‑羟甲基糠醛(HMF)溶于有机溶剂中,加入锰基尖晶石催化剂,通入氧化剂,获得2,5‑呋喃二甲醛(DFF)。该方法转化率或选择性高,原料和催化剂廉价易得,反应条件温和,采用“绿  全部
背景技术:
近年来,将可再生木质纤维素转化为平台化合物及其平台化合物进一步转化为更 具有附加值的化合物的研究引起人们的广泛关注。5-羟甲基糠醛(HMF)可经加氢、氧化、酯 化等转化途径制备高附加值化学品和燃料,是重要平台化合物之一。其中,2,5-呋喃二甲醛 (DFF)是HMF选择氧化的重要的下游产品。DFF通过氧化、加氢、聚合、水解等反应,可合成许 多重要的精细化学品和高分子材料。因此,DFF被用作医药、大环配套、有机导体、抗真菌剂、 粘合剂、有机荧光粉等原料或中间体。 鉴于DFF的重要作用和用途,碳水化合物尤其是HMF选择氧化制DFF的研究,催化剂 包括:(1)主要利用计量的二氧化锰、四乙酸铅、次氯酸钠、三氧化铬及其他金属盐,(2)贵金 属(Ru、Pt、Au)等负载型催化剂,(3)钒基催化剂,(4)铁基催化剂等,但这些催化剂体系存在 各自的缺点,如计量反应,催化剂量大,毒性大,反应条件苛刻,贵金属价格昂贵。因此,开发 一种高效低成本低毒环保的多相催化体系,具有重要的实际意义。
技术实现要素:
发明目的:本发明目的是提供锰铜尖晶石催化剂上选择氧化5-羟甲基糠醛制备2, 5-呋喃二甲醛的方法。 技术方案:本发明提供的锰铜尖晶石催化剂上选择氧化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋 喃二甲醛的方法,将5-羟甲基糠醛(HMF)溶于有机溶剂中,加入锰基尖晶石催化剂,通入氧 化剂,获得2,5-呋喃二甲醛(DFF)。 进一步地,所述锰基尖晶石为锰铜尖晶石、锰锂尖晶石或锰钒尖晶石。包括但不限 于以上三种尖晶石。 进一步地,所述锰基尖晶石催化剂通过水热法、溶胶凝胶法或共沉淀方法制备。包 括但不限于以上三种制备方法。 进一步地,所述HMF为纯的HMF或由六碳糖脱水后得到的HMF。 进一步地,所述氧化剂为分子氧或空气。 进一步地,所述有机溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、乙酸或乙醇。 包括但不限于以上有机溶剂。 进一步地,所述锰基尖晶石催化剂与HMF的物质的量比为0.13-2.06∶1。 进一步地,所述反应温度为20-120℃;所述反应时间为0.5-40h。 有益效果:本发明转化率或选择性高,原料和催化剂廉价易得,反应条件温和,采 用“绿色氧化剂”氧气或空气,并且催化剂易于分离和回收、重复使用性好,针对HMF制备 3 CN 111548330 A 说 明 书 2/3 页 DFF,本发明率先将成本较低的锰基尖晶石材料应用于HMF制备DFF多相催化体系,具有良好 的工业化应用前景。 附图说明 图1为CuMn2O4尖晶石催化剂催化氧化HMF制DFF的循环稳定性测试图。
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