一种催化转化果糖制备5‑羟甲基糠酸的方法

摘要

本发明涉及催化反应技术领域，具体涉及一种双功能催化剂用于催化生物质果糖转化合成5‑羟甲基糠酸中的方法。本发明所采用的双功能催化剂为磷钨酸铯盐负载金属钌催化剂。在常压下该催化剂能催化分子氧氧化生物质重要的平台化合物5‑羟甲基糠醛，高选择性地氧化5‑羟甲基糠醛中的醛基而不氧化该分子的羟基得到一种高附加值化学品5‑羟甲基糠酸。进一步，该双功能催化剂能直接催化生物质果糖转化合成5‑羟甲基糠酸。该催化剂中酸性载体催化果糖脱水为5‑羟甲基糠醛，金属钌原位催化5‑羟甲基糠醛氧化为5‑羟甲基糠酸。本发明的催化剂具有催化反应收率高，产物易分离，催化剂回收重复利用简便等诸多优点，具备广泛的应用前景。

主权项

一种催化转化果糖“一锅法”合成5‑羟甲基糠酸的方法，其特征在于，步骤如下：以果糖为底物，在溶剂中，第一步，采用磷钨酸铯盐负载金属钌双功能催化剂催化果糖脱水生成5‑羟甲基糠醛；第二步，采用磷钨酸铯盐负载金属钌双功能催化剂原位将生成的5‑羟甲基糠醛氧化为5‑羟甲基糠酸；所述磷钨酸铯盐负载金属钌双功能催化剂为Cs_xH_3.0‑xPW₁₂O₄₀/Ru，其中酸性载体磷钨酸铯盐Cs_xH_3.0‑xPW₁₂O₄₀中x范围为0.5～3.0，所述双功能催化剂上负载的金属钌质量百分数为0.1％‑10％；所述溶剂为二甲基亚砜与对氯甲苯混合溶剂，所述二甲基亚砜与对氯甲苯体积比为1:4；所述第一步：在惰性气氛下下，先催化果糖脱水合成5‑羟甲基糠醛；所述第二步：采用鼓入氧气或者转移到高压反应釜中一定氧气压力下或者以空气为氧源直接氧化第一步反应体系，将第一步生成的5‑羟甲基糠醛氧化为5‑羟甲基糠酸；所述氧气压力为1bar‑30bar；所述双功能催化剂中金属钌与果糖的质量比为0.01～1：1；所述第一步和第二步反应的温度均为：60～150℃。