本發(fā)明屬于有機(jī)合成，具體涉及一種二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑在制備2，5-呋喃二甲酸二甲酯中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、2，5-呋喃二甲酸二甲酯是一種重要的生物基平臺化合物，是2，5-呋喃二甲酸下游的典型衍生物，其溶解性高，穩(wěn)定性好，在聚酯合成領(lǐng)域具有很好的發(fā)展前景?，F(xiàn)有報導(dǎo)中，2，5-呋喃二甲酸二甲酯一般是由2，5-呋喃二甲酸與甲醇在濃硫酸催化作用下酯化合成，此方法以甲醇為溶劑，在常壓、加熱回流條件下酸催化2，5-呋喃二甲酸和甲醇酯化。然而，由于常壓下的反應(yīng)溫度僅可達(dá)到甲醇的沸點(diǎn)，而2，5-呋喃二甲酸在甲醇中的溶解度低，導(dǎo)致了酯化反應(yīng)速度較慢、單釜2，5-呋喃二甲酸二甲酯產(chǎn)量低。此外，濃硫酸的使用不僅對設(shè)備腐蝕性較大，危險性較大，也帶來了溶劑回收、廢水處理等難題，無法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、經(jīng)濟(jì)地合成2，5-呋喃二甲酸二甲酯。因此，急需開發(fā)一種合成2，5-呋喃二甲酸二甲酯的方法，且該方法實(shí)驗(yàn)步驟簡便、反應(yīng)條件溫和、后續(xù)處理操作簡易，同時確保過程的安全性、低成本以及環(huán)境可持續(xù)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑在制備2，5-呋喃二甲酸二甲酯中的應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

2、為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

3、本發(fā)明實(shí)施例提供了二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑在制備2，5-呋喃二甲酸二甲酯中的應(yīng)用，所述2，5-呋喃二甲酸二甲酯是由二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑催化2，5-呋喃二甲酸與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)獲得的；其中，所述二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑是由二氧化硅與硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行接枝、氧化、磺化處理制得的。

4、本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種2，5-呋喃二甲酸二甲酯的制備方法，其包括：使至少包含2，5-呋喃二甲酸、甲醇、二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑的混合反應(yīng)體系反應(yīng)，制得2，5-呋喃二甲酸二甲酯；

5、其中，所述二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑是由二氧化硅與硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行接枝、氧化、磺化處理制得的。

6、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

7、(1)本發(fā)明中的二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑顯著提高了其催化酯化活性和目標(biāo)產(chǎn)物選擇性；

8、(2)本發(fā)明中的二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑易于回收，且具有良好的熱穩(wěn)定性，可重復(fù)使用性；

9、(3)本發(fā)明制備2，5-呋喃二甲酸二甲酯時得益于目標(biāo)產(chǎn)物的高選擇性，經(jīng)簡單的旋蒸即可獲得高純度產(chǎn)品，精制成本低；

10、(4)本發(fā)明中的二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑催化2，5-呋喃二甲酸酯化實(shí)驗(yàn)易放大，且后處理操作簡便，對環(huán)境友好，具有工業(yè)化應(yīng)用前景；

11、(5)本發(fā)明提供的2，5-呋喃二甲酸二甲酯的制備工藝對設(shè)備的腐蝕小，廢水處理簡單，反應(yīng)溫和，并且具有較高的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)驗(yàn)操作也更為簡便。

技術(shù)特征：

1.二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑在制備2,5-呋喃二甲酸二甲酯中的應(yīng)用，其特征在于：所述2,5-呋喃二甲酸二甲酯是由二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑催化2,5-呋喃二甲酸與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)獲得的；其中，所述二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑是由二氧化硅與硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行接枝、氧化、磺化處理制得的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑的制備方法包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于：所述二氧化硅為大孔介孔二氧化硅，所述二氧化硅的孔徑為2～12nm；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于：所述二氧化硅與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為5：1～1：5，優(yōu)選為1：1～1：3；

5.一種2,5-呋喃二甲酸二甲酯的制備方法，其特征在于，包括：使至少包含2,5-呋喃二甲酸、甲醇、二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑的混合反應(yīng)體系反應(yīng)，制得2,5-呋喃二甲酸二甲酯；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑與2,5-呋喃二甲酸的質(zhì)量比為0.01～1：1，優(yōu)選0.05～0.5：1；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述堿性物質(zhì)包括nahco3；

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述二氧化硅-磺酸型固體酸催化劑的制備方法包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于：所述二氧化硅為大孔介孔二氧化硅，所述二氧化硅的孔徑為2～12nrm；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種二氧化硅?磺酸型固體酸催化劑在制備2，5?呋喃二甲酸二甲酯中的應(yīng)用。所述2，5?呋喃二甲酸二甲酯是由二氧化硅?磺酸型固體酸催化劑催化2，5?呋喃二甲酸與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)獲得的；其中，所述二氧化硅?磺酸型固體酸催化劑是由二氧化硅與硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行接枝、氧化、磺化處理制得的。本發(fā)明中的二氧化硅?磺酸型固體酸催化劑易于回收，且具有良好的熱穩(wěn)定性，可重復(fù)使用性；同時提供的2，5?呋喃二甲酸二甲酯的制備工藝對設(shè)備的腐蝕小，廢水處理簡單，反應(yīng)溫和，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)研發(fā)人員：陳瀅,游訓(xùn),張維,陳佳輝,李長鈺
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江糖能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7