一种制备二羟甲基四氢呋喃的方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备二羟甲基四氢呋喃的方法, 包括下述步骤：将5-羟甲基糠醛和负载金属的氮化碳材料置于反应装置中，加入蒸馏水，通入氢气，在40～80℃下反应1～6h，得到二羟甲基四氢呋喃；所述金属为负载钌、钯、铂的氮化碳材料；所述金属的负载量为1%-10%；所述氢气的压力为0.5～2 MPa；所述负载金属的氮化碳材料与所述5-羟甲基糠醛的质量比为0.2～0.8：1。所述方法的反应条件温和，具有较高的二羟甲基四氢呋喃产率。
【专利说明】一种制备二羟甲基四氢映喃的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种制备二羟甲基四氢呋喃的方法。
【背景技术】
[0002] 加氢反应是转化生物质原料制备燃料和精细化学品的重要反应之一。来自于生物 质原料的5-羟甲基糠醛是优秀的平台化合物，能够通过加氢反应制备其它重要的精细化 学品。5-羟甲基糠醛能够选择性加氢为二羟甲基四氢呋喃，其中DHMTHF是一种具有价值的 化学品，它能够作为溶剂，单体和作为生产其他高附加值化学品的前体，是一种能够用于生 产聚合物和特殊精细化学品的平台化学品。
[0003] 然而现有技术当中，从5-羟甲基糠醛选择性加氢到二羟甲基四氢呋喃需要较高 的反应条件（反应温度或反应压力）。为了在更加温和的反应条件下制备二羟甲基四氢呋 喃，人们需要开发出更具活性的催化剂。
【发明内容】
[0004] 本发明为克服上述现有技术的缺陷，提供了一种制备二羟甲基四氢呋喃的方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 一种制备二羟甲基四氢呋喃的方法，包括下述步骤：将5-羟甲基糠醛和负载金属的氮 化碳材料置于反应装置中，加入蒸馏水，通入氢气，在40?80°C下反应1?6h，得到二羟甲 基四氢呋喃； 所述负载的金属为钌、钯、钼； 所述金属的负载量为1%?10% ; 所述氢气的压力为〇· 5?2 MPa ; 所述负载金属的氮化碳材料与所述5-羟甲基糠醛的质量比为0. 2?0. 8 :1。
[0006] 所述氮化碳材料具有类似于石墨状的共轭结构，整个结构富含电子，有利于5-羟 甲基糠醛加氢。所述5-羟甲基糠醛与所述氮化碳材料的氮元素作用，固定在氮化碳材料的 平面上，更利于与负载的金属作用。
[0007] 优选地，所述金属的负载量为5%。
[0008] 优选地,所述氢气的压力为I MPa。
[0009] 优选地，所述反应温度为60°C。
[0010] 优选地，所述负载金属的氮化碳材料与所述5-羟甲基糠醛的质量比为0. 5 :1。
[0011] 优选地，所述负载金属的氮化碳材料的目数为100目?800目。
[0012] 优选地，所述反应时间为4 h。
[0013] 所述负载金属的氮化碳材料可采用现有的方法制备，优选采用如下方法制备：将 氮化碳分散到蒸馏水中，加入金属盐溶液，混合，然后慢慢滴加硼氢化钠溶液，反应4h，过 滤，蒸馏水洗涤，真空干燥。
[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 本发明公开了一种制备二羟甲基四氢呋喃的方法，所述负载金属的氮化碳材料能有 效催化5-羟甲基糠醛制二羟甲基四氢呋喃，所需反应条件温和，具有较高的二羟甲基四氢 呋喃产率。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合【具体实施方式】对发明作进一步的说明。这些实施例仅是对本发明的典型 描述，但本发明不限于此。下述实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法，所 使用的原料，试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市购等商业途径得到的原料和试剂。
[0016] 实施例1 负载金属的氮化碳材料的制备： 将500 mg氮化碳分散到10 ml的蒸馈水中，加入含有70 mg氯亚钮酸钾水溶液，80 °C 搅拌I h，然后慢慢滴加硼氢化钠溶液（NaBH4/ Pd的摩尔量之比为5:1)，室温搅拌4 h，过 滤，蒸馏水洗涤，80 °C真空干燥，得到负载5%钯的氮化碳材料（5% Pd/ C3N4)。
[0017] 催化5-羟甲基糠醛（HMF)制备二羟甲基四氢呋喃： 准确称取200 mg 5-羟甲基糠醛和100 mg的催化剂加入到高压反应釜的内衬中，加入 3 ml的水。封装好不锈钢的高压反应釜后，用氢气换气3次，然后在室温下冲入I MPa氢 气。将油浴锅预热到要求的温度，放入高压反应釜，60°C反应4h，停止反应，冷却至室温。
[0018] 反应过后，通过过滤将产物与催化剂分离，对滤液进行处理后，利用高效液相色谱 (HPLC)对产物以及反应物进行分析，计算出二羟甲基四氢呋喃的产率为95% 实施例2~11 与实施例1的不同之处在于，反应温度、氢气压力、金属的负载量、负载金属的氮化碳 材料与5-羟甲基糠醛的质量比（X)和不同金属，其结果见如表1。
[0019] 表 1
【权利要求】
1. 一种制备二羟甲基四氢呋喃的方法，包括下述步骤：将5-羟甲基糠醛和负载金属的 氮化碳材料置于反应装置中，加入蒸馏水，通入氢气，在40?80°C下反应1?6h ; 所述负载的金属为钌、钯、钼； 所述金属的负载量为1%?10% ; 所述氢气的压力为〇? 5?2 MPa ; 所述负载金属的氮化碳材料与所述5-羟甲基糠醛的质量比为0. 2?0. 8 :1。
2. 根据权利要求1所述的制备二羟甲基四氢呋喃的方法，其特征在于：所述金属的负 载量为5%。
3. 根据权利要求1所述的制备二羟甲基四氢呋喃的方法，其特征在于：所述氢气的压 力为1 MPa。
4. 根据权利要求1所述的制备二羟甲基四氢呋喃的方法，其特征在于：所述反应温度 为 60。。。
5. 根据权利要求1所述的制备二羟甲基四氢呋喃的方法，其特征在于：所述负载金属 的氮化碳材料与所述5-羟甲基糠醛的质量比为0. 5 :1。
6. 根据权利要求1所述的制备二羟甲基四氢呋喃的方法，其特征在于：所述负载金属 的氮化碳材料的目数为100目?800目。
7. 根据权利要求1所述的制备二羟甲基四氢呋喃的方法，其特征在于：所述反应时间 为4 h。
【文档编号】B01J27/24GK104496943SQ201410701695
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】林康艺 申请人:林康艺