一种利用L分子筛制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法

本发明属于生物质转化领域，具体涉及一种利用l分子筛制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法。

背景技术：

1、甲壳素，又称几丁质(chitin)，是由n-乙酰氨基葡萄糖(n-acetylglucosamine,nag)通过β-1，4糖苷键连接成的聚糖，是自然界中唯一的含氮多糖。n-乙酰氨基葡萄糖和甲壳素的结构如下。

2、

3、甲壳素在天然中产量丰富，广泛存在于虾蟹壳、昆虫的外壳以及真菌、微藻等微生物中，每年生成量超过10亿吨。此外，甲壳素是天然产量最大量的含氮多糖。将甲壳素类生物质转化制备含氮化学品，对于促进“双碳”目标的实现具有重要意义。

4、3-乙酰氨基-5-乙酰基呋喃(3-acetamido-5-acetylfuran，3a5af)是一种含氮平台化合物，可转化制备系列含氮下游化学品，应用于材料制备、医药合成、农药合成和精细化学品等领域。3a5af的结构如下。

5、

6、从甲壳素的结构单元nag结构来看，甲壳素和nag是制备3a5af的理想可再生原料。然而目前的研究中多以n-乙酰氨基葡萄糖为原料，在盐酸、硼酸等质子酸或cacl2金属盐类lewis酸，或者以离子液为催化剂的均相反应中制备3a5af，存在着腐蚀性强、产物选择性低、效率低以及分离复杂等难以克服的缺点。

7、l型分子筛(国际分子筛协会代码：ltl)是一种大孔分子筛，其晶体呈圆柱状，具有与圆柱体轴相平行的一维孔道结构，由交替的六方柱笼与钙霞石笼在c轴方向上堆积而成，再按六重轴旋转产生十二元环孔道，其孔径为0.71nm，动力学直径为0.8lnm。

8、目前报道的甲壳素及nag制备3a5af主要采用均相催化体系，收率不高，均低于60％；且存在产物分离困难、催化剂不能重复利用等问题，难以实现工业化。

技术实现思路

1、本发明提供了通过分子筛高效催化转化n-乙酰氨基葡萄糖和寡聚几丁质制备3a5af的方法，建立了多相催化制备3a5af的绿色技术。本发明所述的技术效率高、产物收率高于已报道方法，催化剂易分离、可重复利用，对设备无腐蚀，具有很好的应用前景。本发明在大量实验的基础上，发现具有特定组成的l分子筛能高效催化n-乙酰氨基葡萄糖和寡聚几丁质制备3a5af，具有催化效率高、产物选择性高、无腐蚀及产物易分离等优势。

2、本发明的目的在于提供一种3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的高效制备方法。

3、为了实现上述目标，本发明采用的技术方案为：

4、一种利用l分子筛制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，所述方法至少包括：将甲壳素类生物质溶解在溶剂中，与l分子筛接触反应，得到3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃；

5、所述l分子筛的组成摩尔比为(0.9∽2.0)m2/no:al2o3:(2∽50)sio2；

6、其中m为k、na、mg和/或ca的一种或者两种及以上；n为m的价数。

7、进一步地，所述甲壳素类生物质包括n-乙酰氨基葡萄糖或几丁质寡糖。

8、进一步地，所述溶剂包括水、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、1,4-二氧六环的一种或者两种及以上的混合物。

9、进一步地，所述的几丁质寡糖的聚合度为2-10，分子量为400-2000da。

10、进一步地，所述的甲壳素类生物质的质量浓度为0.1-30％，优选质量浓度为1-20％。

11、进一步地，所述的l分子筛与甲壳素类生物质的质量比为1：1000-50：1，优选1：100-10：1；

12、进一步地，所述反应的条件为：反应温度为30-300℃，反应时间为1分钟-24小时；

13、优选地，反应温度为100-200℃，反应时间为10分钟-6小时。

14、进一步地，所述反应在反应器中进行；

15、所述反应器包括固定床反应器、流化床反应器和釜式反应器中的至少一种。

16、本发明具有如下优点：

17、1.本发明所述的3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的制备方法，采用l分子筛作催化剂，具有精确的孔择型效应，效率更高。

18、2.本发明所述的l分子筛催化制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，采用多相反应体系，产物易分离，催化剂可重复使用。

19、3.本发明所述的3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的制备方法，采用l分子筛作催化剂，对设备无腐蚀作用，过程更加绿色环保。

技术特征：

1.一种利用l分子筛制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述方法至少包括：将甲壳素类生物质溶解在溶剂中，与l分子筛接触反应，得到3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃；

2.根据权利要求1所述的利用l分子筛制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述甲壳素类生物质包括n-乙酰氨基葡萄糖或几丁质寡糖。

3.根据权利要求1所述的利用l分子筛制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述溶剂包括水、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、1,4-二氧六环的一种或者两种及以上的混合物。

4.根据权利要求2所述的利用l分子筛制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述的几丁质寡糖的聚合度为2-10，分子量为400-2000da。

5.根据权利要求1所述的利用l分子筛制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述的甲壳素类生物质的质量浓度为0.1-30％，优选质量浓度为1-20％。

6.根据权利要求1所述的利用l分子筛制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述的l分子筛与甲壳素类生物质的质量比为1：1000-50：1，优选1：100-10：1。

7.根据权利要求1所述的利用l分子筛制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述反应的条件为：反应温度为30-300℃，反应时间为1分钟-24小时；

8.根据权利要求1所述的利用l分子筛制备3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃的方法，其特征在于，所述反应在反应器中进行；

技术总结本发明公开了一种利用L分子筛制备3‑乙酰氨基‑5‑乙酰呋喃的方法，属于生物质转化领域。所述方法至少包括：将含有甲壳素类生物质的原料与L分子筛接触，反应得到3‑乙酰氨基‑5‑乙酰呋喃；本发明以基于甲壳素基的N‑乙酰氨基葡萄糖或几丁质寡糖为原料，实现了L分子筛高效催化N‑乙酰氨基葡萄糖或几丁质寡糖定向转化制备3A5AF，建立了3A5AF制备绿色技术。本发明具有产物收率高、催化剂易分离、可重复利用、对设备无腐蚀的优势，具有很好的应用前景，开辟了甲壳素类生物质转化制备高附加值化学品的新路径。技术研发人员：刘启顺,尹恒,褚德育受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/18