284

折射率 1。563

HMF被美国能源部列为基于生物质资源的十大平台化合物之一,也被认为是联系生物质资源与石油基工业的桥梁和关键物质[12],这是因为从HMF出发不仅可以制备各种高品质的液体燃料如2,5-二甲基呋喃(DMF)[13]、乙酰丙酸乙酯(EL)[14]、5-乙氧基甲基糠醛[15]和长链烷烃[16]等,还可以制备各种高附加值的化学品如2,5-呋喃二甲醇(DHMF)[17]、乙酰丙酸(LA)[18-19]、2,5-呋喃二甲醛(DFF)[20]和2,5-呋喃二甲酸(FDCA)[21]。

图2 HMF作为平台化合物合成各种衍生物

1。2 DHMF简介

2,5-二羟甲基呋喃(DHMF)可以通过HMF中醛基的选择性氢化来制备,是HMF的重要衍生物,广泛应用于合成聚酯类和聚醚类等高分子材料,被广泛用作中间体合成树脂、纤维、泡沫、药物、聚合物和冠醚。传统上,DHMF容易在硼氢化钠(NaBH4)的帮助下化学计量氢化HMF而获得,分子式是C6H8O3,结构式如下图:来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

图3 DHMF结构图表2 DHMF的物性参数

参数 数值

密度(g/cm3) 1。283

熔点°C 74-77

沸点°C 275。4

闪点°C 120。3

蒸汽压(mmHg) 0。00248

分子量 128。1259

1。3 HMF制备DHMF的研究进展论文网

传统HMF制备DHMF方法仍还有很大的问题,例如还原剂的处理和等价盐的生产。为了克服这些缺点,人们已经进行了相当大的努力来寻求能够有效地和选择性地将HMF氢化成DHMF的合适的催化系统。2012年,Balakrishnan等人研究了HMF在碳负载铂(Pt/C)催化条件下于乙醇中的选择性氢化。他们在14bar分子氢(H2)、23C条件下反应18h获得82。0%的中等DHMF产率。在该研究之后,OHyama、Chen和Tamura等人在2013年研究了HMF在水中的选择性氢化。他们通过使用氧化铝负载金(Au/Al2O3)、氧化锆-二氧化硅负载钌(Ru/ZrO2-SiO2)和二氧化硅负载氧化铼和铱(Ir-ReOx/SiO2)作为催化剂,在65barH2、120C下反应2h,5barH2、25C下反应4h,8barH2、30C下反应6h,DHMF的产率明显增加到96%、90。4%和98%。

2014年和2016年在相同的反应介质中,Cai、Chatterjee和Satsuma等人还采用了二氧化钛负载铱(Ir/TiO2)、沸石负载铂(Pt/CM-41)和氧化铁负载金(Au/FeOx)作为作为HMF选择性氢化的催化剂。在50C、60barH2下反应3h,35C、8barH2下反应2h,80C、30barH2下反应2h,在和下DHMF的产率高达94。9%、98。9%和96。0%。

最近,Pasini等人研究了在甲苯和Shvo催化剂的情况下HMF的选择性氢化,以90C、10barH2反应1h实现99。0%的优异DHMF产率。此外应当强调的是,当将贵金属催化剂用于HMF的氢化时,DHMF可以在不同的反应介质中选择性地产生。但是从经济化和工业化的观点来看,廉价非贵金属催化剂的发展仍然是高度需要的。

为了更深入地了解非贵金属催化剂的潜力,在2015年Kumalaputri、Bottari和Yu等人分别设计合成了铜掺杂多孔金属氧化物(Cu/PMO)、铜-锌纳米合金(CuZn)和碳纳米管负载镍和铁(Ni-Fe/CNT)。当前两种催化剂和第三种催化剂用于HMF在乙醇和1-丁醇中的选择性氢化时,在100C、50barH2下反应3h,120C、70barH2下反应3h,110C、30barH2下反应18h,观察到的DHMF产率为分别为99。0%,95。0%和96。1%。

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