非贵金属催化剂催化氧化5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃二甲酸的研究进展

由生物质平台化合物5-羟甲基糠醛(5-HMF)氧化获得的2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是一类具有广阔应用前景的新型生物基单体,能代替对苯二甲酸生产可降解且性能优良的生物基聚酯.非贵金属催化剂由于价格相对低廉、资源丰富,被广泛用于5-HMF合成FDCA.本文对近年来应用于该反应的非贵金属单一氧化物和非贵金属复合氧化物进行...     

5-羟甲基糠醛及糖类定向转化制备2,5-呋喃二甲酸的研究进展

2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是重要的生物质基平台化学品,具有与重要化工原料对苯二甲酸(PTA)相同的官能团和相似的芳香性,完全可以代替PTA制备绿色环保且可再生的高性能聚合物产品.生物质基5-羟甲基糠醛(HMF)是制备FDCA的最佳原料.该文综述了近十年来HMF定向氧化制备FDCA的方法,如"直接氧化法"、"贵金属催...     

高锰酸钾氧化法制备3,5-吡啶二甲酸

采用KMnO4作氧化剂,3,5-二甲基吡啶为原料,通过氧化反应制备了3,5-吡啶二甲酸,产率达到60%以上。     

过渡金属催化5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃二甲酸研究进展

随着绿色合成理念的不断提升,以具有高催化活性、高稳定性及价格低廉等优势的过渡金属催化剂代替强氧化剂和贵金属催化剂催化氧化5-羟甲基糠醛(HMF)制备精细化学品,逐渐成为研究者关注的焦点。本文综述了近年来廉价过渡金属基催化剂用于催化HMF氧化制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的相关研究,对该领域的最新研究进行了叙述,重点介绍了锰基、铜基、铁/钴基、镍基及其他催化体系在HMF氧化反应中的应用,主要包括锰基金属氧化物、CuCl_(2)催化体系、Fe_(3)O_(4)-CoO_(x)的磁性催化体系等。此外,在介绍上述催化剂的基础上,还对廉价过渡金属基催化剂催化HMF氧化制备FDCA的发展前景进行了展望。     

2,5-呋喃二甲酸的合成

以糠酸为原料,经过酯化、氯甲基化、水解、氧化得到2,5-呋喃二甲酸,并对各步反应中的工艺参数进行了优化。优化结果:酯化反应时间为10 h,氯甲基化反应温度为35～40℃,水解反应原料摩尔比为n(氢氧化钠)∶n(5-氯甲基-2-呋喃甲酸甲酯)=2.1∶1,氧化反应体系pH=7～8,反应总收率47.5%。按该工艺顺利完成了3次20 L扩试反应,平均收率可达47.3%,产品HPLC纯度大于99.4%。     

5-羟甲基糠醛无碱有氧氧化合成2,5-呋喃二甲酸负载型贵金属催化剂的研究进展

将生物质平台分子5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural,HMF）高效、绿色地催化转化为更高附加值的2,5-呋喃二甲酸（2,5-furandicarboxylic acid,FDCA）已经成为目前生物质能源转化领域的研究热点。碱性载体负载贵金属催化剂用于HMF无碱氧化为FDCA已经得到广泛研究,并取得了一系列成果。本文综述了水滑石、羟基磷灰石、碳材料、金属氧化物等不同载体负载的贵金属催化剂用于HMF无碱氧化为FDCA的最新进展,详细介绍了各类催化剂的结构性质、催化反应参数及催化活性,重点讨论了催化剂与催化反应的构效关系及催化反应机理等研究工作。最后,指出了今后在HMF转化为FDCA的研究工作中负载型贵金属催化剂的设计开发及机理探究等方面的努力方向。     

从生物质衍生原料到2,5-呋喃二甲酸产品的合成研究进展

2,5-呋喃二甲酸（2,5-FDCA）作为呋喃的衍生物,是一种具有良好稳定性和高附加值的生物基平台化合 物,在聚酯、聚酰胺、聚氨酯、热固性材料和塑化剂等众多领域都得到了广泛应用,如何绿色高效地制备 2,5-FDCA是近年来的研究重点。本文综述了以5-羟甲基糠醛（HMF）、糠酸、己糖二酸等生物质衍生原料合成 2,5-FDCA的方法及特点。己糖二酸等其他路线产率较低,不利于工业化的发展。HMF路线与之相比具有产率高和副产物少的优势,但由于原料来源与食品行业相冲突且生产成本较高,所以利用不可食用的生物质衍生原料糠酸低成本合成目标产物将成为未来可持续发展的重要研究方向。在此基础上,本文通过对比糠酸各路线的优缺点后发现,CO{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}-}促进的糠酸羧基化合成方法无需反应溶剂,催化剂组分简单可再生,这些都有利于低成本合成产品。且由于工艺流程简单,产物选择性和收率高,糠酸羧基化方法将成为绿色大规模生产2,5-FDCA极具潜力的路线。     

HMF路线合成生物基单体2,5-呋喃二甲酸的研究进展

2,5-呋喃二甲酸（FDCA）是合成聚（呋喃二甲酸乙二醇酯）（PEF）等生物基聚酯的重要单体,具有广阔的应用前景。FDCA能否实现低廉、高效的大规模生产,是生物基聚酯开发的关键。目前,FDCA合成的研究广受关注,工业化开发也正在进行中。本文对合成生物基单体FDCA的5-羟甲基糠醛（HMF）路线进行综述,重点介绍了水、高沸点有机溶剂、低沸点有机溶剂、双相体系和离子液体中的糖类脱水合成HMF,无碱水溶液、碱性水溶液和有机溶剂中的HMF氧化合成FDCA以及糖类一锅法合成FDCA的研究进展。在比较各种合成方法的基础上,认为当前应着重研究开发低沸点溶剂中糖类脱水合成HMF以及无碱水溶液或有机溶剂中低廉高效的HMF氧化新方法,并向着糖类一锅法合成FDCA的方向发展。     

5-羟甲基糠醛催化氧化为2,5-呋喃二甲酸的研究进展

综述了近年来羟甲基糠醛选择性氧化为2,5-呋喃二甲酸的研究现状,探讨了作为对苯二甲酸聚酯的原料替代物,2,5-呋喃二甲酸用于合成可生物降解、资源可再生的生物基聚酯材料,缓解目前的白色污染及资源紧缺等问题的重大意义,分析了不同中间产物的羟甲基糠醛的氧化催化反应路线机理,评述了不同催化体系及工艺条件下HMF催化氧化的效果,并对该工艺新型催化剂的开发及应用前景做出展望。     

氯化亚铁催化合成呋喃-2,5-二甲酸及其二甲酯

以氯化亚铁为催化剂,呋喃、四氯化碳和甲醇回流反应10 h合成了呋喃-2,5-二甲酸二甲酯,产率97.5%;呋喃-2,5-二甲酸二甲酯经碱性条件下水解、酸化合成了呋喃-2,5-二甲酸,总产率90.7%。     

噻吩-2，5-二甲酸配合物的研究进展

概述了以噻吩-2,5-二甲酸为配体的配合物的研究进展。按照主族金属配合物、过渡金属配合物、稀土金属配合物进行分类,并介绍了它们的合成、结构特点以及突出性能等。     

合成噻吩-2,5-二甲酸的简便方法

在氯化亚锡的催化作用下,硫代二甘醇酸与过量的甲醇或乙醇回流反应合成了硫代二甘醇酸二甲酯(Ⅰa)或硫代二甘醇酸二乙酯(Ⅰb),反应的较佳条件是:x(SnCl2)=4.0%,回流3 h,收率分别为93.5%和96.4%。然后在强碱氢氧化钾的作用下,化合物Ⅰa或Ⅰb与二水合三聚乙二醛经缩合和水解反应合成了噻吩-2,5-二甲酸(Ⅱ),反应的较佳条件是:n(硫代二甘醇酸二甲酯或硫代二甘醇酸二乙酯)∶n(二水合三聚乙二醛)∶n(氢氧化钾)=1∶0.4∶4.4,在环己烷中回流5 h,收率为89.3%~90.0%。     

合成3,4-二取代呋喃-2,5-二甲酸的简便方法

报道了一种合成标题化合物的简便方法。在KOH的作用下,1,2-二羰基化合物二水合三聚乙二醛、草酸二乙酯或二苯乙二酮与二甘醇酸二甲酯在环己烷中回流6～8h,缩合成呋喃-2,5-二甲酸、3,4-二羟基呋喃-2,5-二甲酸和3,4-二苯基呋喃-2,5-二甲酸,产率为73.4%～98.6%。     

3,4-二取代呋喃-2,5-二甲酸二甲酯的合成

以二甘醇酸二甲酯和1,2-二羰基化合物(二苯乙二酮、二水合三聚乙二醛或草酸二乙酯)为原料,甲醇为溶剂,在CH3ONa的作用下,回流6 h,经一步反应合成了3个标题化合物,产率69.1%~97.4%。     

高锰酸钾法研制淀粉胶

本文以高锰钾为氧化剂，研制出了符合用户需要的淀粉胶，西方对反应原理和工艺条件进行了论述。     

Efficient base-free oxidation of 5-hydroxymethylfurfural to 2,5-furandicarboxylic acid over copper-doped manganese oxide nanorods with tert-butanol as solvent

2,5-Furandicarboxylic acid (FDCA) is an important and renewable building block and can serve as an alternative to terephthalic acid in the production of bio-based degradable plastic. In this study, Cu-doped MnO₂ nanorods were prepared by a facile hydrothermal redox method and employed as catalysts for the selective oxidation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to FDCA using tert-butyl hydroperoxide (TBHP) as an oxidant. The catalysts were characterized using X-ray diffraction analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, and transmission electron microscopy. The effects of oxidants, solvents, and reaction conditions on the oxidation of HMF were investigated, and a reaction mechanism was proposed. Experimental results demonstrated that 99.4% conversion of HMF and 96.3% selectivity of FDCA were obtained under suitable conditions, and tert-butanol was the most suitable solvent when TBHP was used as an oxidant. More importantly, the Cu-doped MnO₂ catalyst can maintain durable catalytic activity after being recycled for more than ten times.