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一种从二甲亚砜溶液中分离2,5-呋喃二甲醛的方法

  • 申请号:CN201410088001.6 申请公布号: CN103833694B
  • 申请日: 2014-03-11 申请公布日: 2015-07-08
  • 申请(专利权)人: 专利代理机构: 成都信博专利代理有限责任公司
  • 分类号:C07D307/46

专利介绍

一种从二甲亚砜溶液中分离2,5-呋喃二甲醛的方法。以活性炭为吸附剂,糠醛为脱附剂,在常温下分离2,5-呋喃二甲醛。该分离方法条件温和,工艺步骤简单,能耗低,成本低,具有良好的应用前景。
1.一种从二甲亚砜溶液中分离2,5-呋喃二甲醛的方法,其特征在于:①市售的椰壳、杏壳或煤质活性炭用去离子水洗净、除浮炭、烘干后备用;②向玻璃小瓶中依次加入2mL含0.125mmol/Lxa0DFF的待分离的DMSO溶液、磁力搅拌子和①中备用活性炭,密封后,室温搅拌吸附2~14h,过滤出活性炭;③将滤出的活性炭烘干,冷却至室温后,加入α-糠醛,搅拌脱附1~5h,xa0过滤出活性炭;④滤液用气相色谱定量分析;其中活性炭与DMSO的质量比为1:1.1~1:5.4,活性炭粒度为20~110目,活性炭与α-糠醛的质量比为1:4.1~1:29.0。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于活性炭为椰壳活性炭。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于活性炭与DMSO的质量比为1:1.2~1:1.6。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于活性炭粒度为40~80目。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于活性炭与α-糠醛的质量比为1:6.5~1:12.4。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于吸附时间为10~12h。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于脱附时间为2~3h。技术领域
本发明涉及一种从二甲亚砜溶液中分离2,5-呋喃二甲醛的方法。
背景技术
2,5-呋喃二甲醛(DFF)是一种重要的呋喃类衍生物,是一种多用途的有机合成中间体。它可以作为单体用于生产聚合物,也可以用来合成药物及其中间体、抗真菌剂、大环配体等。目前,DFF通常由5-羟甲基糠醛(HMF)氧化制得。然而,由于原料HMF价格比较昂贵而使得DFF无法实现工业化生产。CN103113327A采用果糖为原料,经由“一锅”脱水、氧化直接合成DFF,反应在具有脱水和稳定中间体功能的二甲亚砜(DMSO)溶剂中进行,副产物较多,另外DMSO沸点较高,若采用蒸馏的方法分离DFF,DFF会与副产物发生进一步反应而降低分离产率。如何从DMSO溶剂中分离出DFF成为限制其大规模生产的关键问题。Halliday等人在Organicxa0Letters5(2003)2003中报道了在DMSO溶剂中合成DFF及分离DFF的方法。首先,用环己烷索氏提纯反应液后,用硅胶过滤,最后将环己烷低温蒸干,从而达到分离提纯DFF的目的。Yang等人在Greenxa0Chemistry14(2012)2986中首先将产物混合液过滤后加入一定量的水,再用乙酸乙酯萃取出DFF;其次,向乙酸乙酯层中加入5%的NaCl溶液移除残留的DMSO;最后,用MgSO4干燥剩余的溶液,通过低温蒸馏的方式提纯DFF。采用以上几种方法提纯DFF,需加入多种有机溶剂和试剂,过程较为复杂,操作繁琐,能耗高。
发明内容
本发明旨在提供一种简便、低能耗的从DMSO溶液中分离DFF的方法,以克服已有技术中步骤长、能耗高、成本高的缺点。发明要点:①市售活性炭用去离子水洗净、除浮炭、烘干后备用;②向玻璃小瓶中依次加入2mL含0.125mmol/Lxa0DFF的待分离的DMSO溶液、磁力搅拌子和活性炭,密封后,室温搅拌吸附2~14h,过滤出活性炭;③将滤出的活性炭烘干、冷却至室温后,加入α-糠醛,搅拌脱附1~5h,过滤出活性炭;④滤液用气相色谱定量分析。其中活性炭与DMSO的质量比为1:1.1~1:5.4,活性炭粒度为20~110目,活性炭与α-糠醛的质量比为1:4.1~1:29.0。活性炭与DMSO的最佳质量比为1:1.2~1:1.6,活性炭的最佳粒度为40~80目,活性炭与α-糠醛的最佳质量比为1:6.5~1:12.4,吸附时间最佳为10~12h,脱附时间最佳为2~3h。本发明所述的活性炭是椰壳、杏壳或煤质活性炭,其中最好的是椰壳活性炭。活性炭具有高度发达的孔隙结构、巨大的比表面积、良好的吸附性能、丰富的表面官能团,因而可作为吸附剂广泛地应用于化工、医疗和环保等众多领域。采用活性炭吸附的方法从DMSO溶液中分离提纯出DFF,不但操作步骤简单,而且节约资源,降低能耗,在经济上具有更加可观的潜在应用价值。本发明所述的分离产率=吸附率×脱附率。本发明的特点为:①分离在常温常压下进行,能耗低;②DFF的分离产率高;③活性炭廉价易得,性质稳定,无毒;④工艺步骤简单,操作安全,具有良好的应用前景。
具体实施方式
实施例1-7:向玻璃小瓶中依次加入2mL含0.125mmol/Lxa0DFF的待分离的DMSO溶液、磁力搅拌子和粒度为40~80目的椰壳活性炭,活性炭与DMSO的质量比为1:5.4,密封后,室温搅拌吸附,过滤出活性炭,滤液采用气相色谱定量分析吸附率。采用不同的吸附时间进行吸附实验,结果列在表1中。表1 实施例序号 吸附时间(h) 吸附率(%) 1 2 47 2 4 48 3 6 55 4 8 58 5 10 75 6 12 80 7 14 70
实施例8-10:向玻璃小瓶中依次加入2mL含0.125mmol/Lxa0DFF的待分离的DMSO溶液、磁力搅拌子和粒度为40~80目的椰壳活性炭,活性炭与DMSO的质量比为1:1.8,密封后,室温搅拌吸附10h后,过滤出活性炭,将其烘干、冷却至室温后,加入α-糠醛与活性炭的质量比为9.7:1,搅拌脱附2h,过滤出活性炭。滤液采用气相色谱定量分析吸附率和脱附率,计算出分离产率,结果列在表2中。表2 实施例序号 活性炭类型 吸附率(%) 脱附率(%) 分离产率(%) 8 椰壳 82 84 69 9 杏壳 74 70 52 10 煤质 79 82 65
实施例11-12:按照实施例8的方法,采用不同粒度的活性炭进行分离实验,结果列在表3中。表3 实施例序号 椰壳活性炭粒度(目) 吸附率(%) 脱附率(%) 分离产率(%) 11 20-40 82 72 59 12 80-110 84 63 53
实施例13-18:按照实施例8的方法,吸附时间为12h,采用不同用量的活性炭进行吸附分离实验,结果列在表4中。表4 实施例序号 m活性炭:mDMSO 吸附率(%) 脱附率(%) 分离产率(%) 13 1:2.7 73 70 51 14 1:2.2 78 71 55 15 1:1.8 84 80 67 16 1:1.6 90 86 77 17 1:1.2 91 82 75 18 1:1.1 92 77 71
注:m活性炭:mDMSO为活性炭与DMSO的质量比。xa0实施例19-22:粒度为40~80目的椰壳活性炭与DMSO和α-糠醛的质量比分别为1:1.6和1:8.3,吸附时间为12h,按照实施例8的方法,采用不同的脱附时间,结果列在表5中。表5 ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/> 实施例23-25:粒度为40~80目的椰壳活性炭与DMSO的质量比为1:1.6,吸附时间为12h,按照实施例8的方法,采用不同的α-糠醛用量进行吸附分离实验,结果列在表6中。表6 ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/> 注:m活性炭:mα-糠醛为活性炭与α-糠醛的质量比。实施例26将本分离DFF的方法应用于已公开的中国发明专利CN103113327A反应后的混合液,反应条件为:450mg果糖,25mgxa0PMo11V1,10mLxa0DMSO,160℃反应3h,获得DFF收率为52%。按照实施例16的方法进行分离实验,获得DFF的分离产率为75%。