具有兩個氮原子 的那些。此外,優(yōu)選的是芳族雜環(huán)。
[0041 ]用于本發(fā)明的方法的離子液體(即在1013.25hPa下的熔點〈180°C且沸點>200°C的 有機鹽)的優(yōu)選陽離子是未取代或取代的咪唑鑰離子。特別合適的咪唑鑰離子是1-甲基咪 唑鑰、1-乙基咪唑鑰、ι-(ι-丙基)咪唑鑰、ι-(ι-烯丙基)咪唑鑰、ι-(ι-丁基)咪唑鑰、ι-(ι-辛基)咪唑鑰、1-( 1-十二烷基)咪唑鑰、1-( 1-十四烷基)咪唑鑰、1-( 1-十六烷基)咪唑鑰、1, 3-二甲基咪唑鑰、1,3-二乙基咪唑鑰、1 -乙基-3-甲基咪唑鑰、1 - (1 -丁基)-3-甲基咪唑鑰1 -(1_丁基)_3-乙基味唑鐵、1-( I-己基)-3-甲基味唑鐵、1-( I-己基)-3-乙基味唑鐵、1-( I-己 基)_3_ 丁基味唑鐵、1_( 1_辛基)_3_甲基味唑鐵、1_( 1_辛基)_3_乙基味唑鐵、1_( 1_辛基)-3_丁基味唑鐵、1_(1_十二烷基)_3_甲基味唑鐵、1_( 1_十二烷基)_3_乙基味唑鐵、1_( 1_十 二烷基)_3_丁基味唑鐵、1_( 1_十二烷基)_3_辛基味唑鐵、1_( 1_十四烷基)_3_甲基味唑鐵、 1_( 1_十四烷基)_3_乙基味唑鐵、1_( 1_十四烷基)_3_丁基味唑鐵、1_( 1_十四烷基)_3_辛基 咪唑鑰、1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑鑰、1-(1-十六烷基)-3-乙基咪唑鑰、1-(1-十六烷 基)-3-丁基咪唑鑰、1-(1-十六烷基)-3-辛基咪唑鑰、1,2-二甲基咪唑鑰、1,2,3-三甲基咪 唑鑰、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鑰、1-(1-丁基)-2,3_二甲基咪唑鑰、1-(1-己基)-2,3_二甲 基咪唑鑰、1-( 1-辛基)-2,3-二甲基咪唑鑰、1,4-二甲基咪唑鑰、1,3,4-三甲基咪唑鑰、1,4-二甲基-3-乙基咪唑鑰、3-甲基咪唑鑰、3-乙基咪唑鑰、3-正丙基咪唑鑰、3-正丁基咪唑鑰、 1,4-二甲基-3-辛基咪唑鑰、1,4,5-三甲基咪唑鑰、1,3,4,5-四甲基咪唑鑰、1,4,5-三甲基-3-乙基咪唑鑰、1,4,5-三甲基-3-丁基咪唑鑰、1,4,5-三甲基-3-辛基咪唑鑰、1-丙-1-烯-3-基-3-甲基咪唑鑰和1-丙-1-烯-3-基-3-丁基咪唑鑰。尤其合適的咪唑鑰離子(IVe)是1,3_ 二乙基咪唑鑰、1 -乙基-3-甲基咪唑鑰、1 -(正丁基)-3-甲基咪唑鑰。
[0042] 用于本發(fā)明的方法的離子液體的陰離子優(yōu)選選自:
[0043] 1)下式的陰離子:F-、Cl-、Br-、I-、BF4-、PF6-、CF3SO3-、(CF3SO3)2N-、CF3CO2-、CC1 3C〇2-、 CN-、SCN-、0CN-〇
[0044] 2)下式的陰離子:S〇42-、HS〇4-、S03 2-、HS〇3-、Rc0S03-、RcS03-。
[0045] 3)下式的陰離子:P〇43-、HP〇42-、H 2P〇4-、RcP〇42-、HRcP〇4-、RcR dP〇4-。
[0046] 4)下式的陰離子:RcHP03-、RcRdP0 2-、RcRdP03-。
[0047] 5)下式的陰離子:P〇33-、HP〇32-、H2PO3-、R cP〇32-、RcHP〇3-、RcRdP〇3-。
[0048] 6)下式的陰離子:RcRdP02-、R cHP02-、RcRdP0-、RcHP0-。
[0049] 7)下式的陰離子:1^〇)0一。
[0050] 8)下式的陰離子:B〇33-、HB〇32-、H 2B〇3-、RcRdB03-、RcHB〇3-、R cB032-、B (0RC) (0Rd) (0Re) (0Rf)-、B(HS〇4)4-、B(RcS〇4)4-。
[0051 ] 9)下式的陰離子:RcB022-、R cRdB0-。
[0052] 10)下式的陰離子:HC03-、C032-、R cC03-。
[0053] 11)下式的陰離子:Si〇44-、HSi〇43-、H 2Si〇42-、H3Si〇4-、RcSi〇43-、R cRdSi〇42-、 RcRdReS i 〇4-、HRCS i 〇42-、H2RCS i 〇4-、HRcRdS i 〇4-。
[0054] 12)下式的陰離子:RcSi033-、R cRdSi022-、RcR dReSiO-、RcRdReSi0 3-、RcRdReSi02-、 RcRdSi032-〇
[0055] 13)下式的陰離子:
[0056] .·
[0057] 14)下式的陰離子:
[0058]
[0059] 15)下式的陰離子:RC0-。
[0060] 16)下式的陰離子:批_、[3¥]2_、[!^]_、[1?]_,其中¥是2至10的正整數(shù)。
[0061 ] 基團R°、Rd、RlPRf,優(yōu)選彼此獨立地,是
[0062] -氫;
[0063] -未取代或取代的烷基,優(yōu)選未取代或取代的C1-C30-烷基,特別優(yōu)選未取代或取 代的C1-C18-烷基,其可以被至少一個雜原子或含雜原子的基團插入;
[0064] -未取代或取代的芳基,優(yōu)選未取代或取代的C6-C14-芳基,特別優(yōu)選未取代或取 代的C6-C10-芳基;
[0065]-未取代或取代的環(huán)烷基,優(yōu)選未取代或取代的C5-C12-環(huán)烷基;
[0066] -未取代或取代的雜環(huán)烷基,優(yōu)選具有5或6個環(huán)原子的未取代或取代的雜環(huán)烷基, 其中該環(huán)除碳環(huán)原子外還具有1、2或3個雜原子或含雜原子的基團;
[0067] -未取代或取代的雜芳基,優(yōu)選具有5至10個環(huán)原子的未取代或取代的雜芳基,其 中該環(huán)除碳環(huán)原子外還具有1、2或3個雜原子或含雜原子的基團,這些選自氧、氮、硫和NR a; 其中在具有多個基團P至Rf的陰離子中,在每種情況中這些基團中的兩個與它們鍵合至的 陰離子的一部分一起構(gòu)成至少一個具有1至12個碳原子的飽和、不飽和或芳族環(huán)或環(huán)系,其 中該環(huán)或環(huán)系可具有1至5個優(yōu)選選自氧、氮、硫和NRa的不相鄰雜原子或含雜原子的基團, 且其中該環(huán)或環(huán)系未取代或可以被取代。
[0068]優(yōu)選陰離子是Cl'Br'甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、乳酸根、糖精酸根、碳酸 根、碳酸氫根、硫酸根、亞硫酸根、C1-C4-烷基硫酸根、甲磺酸根、甲苯磺酸根、三氟乙酸根、 C1-C4-二烷基磷酸根和硫酸氫根。
[0069] 特別優(yōu)選的陰離子是Cl-、Br-、HC00-、CH3C00-、CH3CH2COO-、碳酸根、碳酸氫根、硫酸 根、亞硫酸根、甲苯磺酸根、ch3s〇3^ch3〇s〇3 一。
[0070]該陰離子非常特別優(yōu)選選自cr和ch3s〇3-(甲磺酸根)。
[0071 ]適用于本發(fā)明的方法的離子液體可購得,例如以商品名Basi〇nie@購自BASF SEo
[0072] 氯化咪唑鑰或甲磺酸咪唑鑰或其混合物有利地用于本發(fā)明的方法。
[0073] 例如氯化1-乙基-3-甲基咪唑鑰(EMIM Cl,Basionic ST 80)、甲磺酸1-乙基-3-甲 基咪唑鑰(EMIM CH3S03,Basionic ST 35)、氯化 1-丁基-3-甲基咪唑鑰(BMIM Cl,Basionic ST 70)、甲磺酸1-丁基-3-甲基咪唑鑰(BMM CH3S03,Basionic ST 78)、氯化甲基咪唑鑰 (HM頂 Cl,Basionic AC 75)、硫酸氫甲基咪唑鑰(HMIM HS〇4 Basionic AC 39)、硫酸氫 1-乙基-3-甲基咪唑鑰(EMM HS〇4 Basionic AC 25)、硫酸氫1-丁基-3-甲基咪唑鑰(BMIM HS〇4 Basionic AC 28)、乙酸 1-乙基_3_甲基咪唑鐵(EMIM Acetate,Basionic BC 01)、乙 酸1-丁基-3-甲基咪唑鑰(BMIM Acetate,Basionic BC 02)也有利地用于本發(fā)明的方法。 [0074] 特別優(yōu)選的是氯化1 -乙基-3-甲基咪唑鑰、氯化1-丁基-3-甲基咪唑鑰、氯化甲基 咪唑鑰、甲磺酸1-乙基-3-甲基咪唑鑰、甲磺酸1-丁基-3-甲基咪唑鑰及其混合物。
[0075] 非常特別優(yōu)選的是氯化1-乙基-3-甲基咪唑鑰(EMM Cl,Basionic ST 80)、氯化 1-丁基-3-甲基咪唑鑰(BMIM Cl,Basionic ST 70)和甲磺酸1-乙基-3-甲基咪唑鑰(EMM CH3SO3,Basionic ST 35)。
[0076] 在本發(fā)明的方法中,所提供或制備的起始混合物任選另外包含一種或多種用于將 所述一種起始化合物或所述兩種或更多種起始化合物中的至少一種轉(zhuǎn)化成5-羥甲基糠醛 (HMF)的催化劑。在大量的應用情況中,優(yōu)選存在一種或多種這樣的附加催化劑。特別優(yōu)選 存在催化果糖轉(zhuǎn)化成HMF的催化劑。當使用包含葡萄糖或葡萄糖單元的起始化合物時,優(yōu)選 存在催化葡萄糖異構(gòu)化成果糖的催化劑。
[0077] 在本發(fā)明的方法中用于將果糖轉(zhuǎn)化成HMF的催化劑優(yōu)選是酸。優(yōu)選的酸以分散或 溶解形式存在于起始混合物中。優(yōu)選的是溶解在起始混合物中的酸,優(yōu)選為在1013.25hPa 下的沸點>200°C的溶解酸。
[0078] 溶解在用于本發(fā)明的方法的起始混合物中的酸是無機或有機酸。特別優(yōu)選使用質(zhì) 子酸。例如,可以提到對甲苯磺酸、甲磺酸(CH 3S03H)、草酸、硫酸、鹽酸或磷酸。在溶解的質(zhì)子 酸中,優(yōu)選的是在1 〇 13.25hPa下的沸點>200°C的那些酸。因此特別優(yōu)選使用甲磺酸。
[0079] 如果該起始混合物包含溶解酸作為催化劑,該起始混合物中的溶解酸的總量優(yōu)選 為0.1至10摩爾%,特別優(yōu)選0.1至5摩爾% (基于所用己糖和己糖單元的摩爾量計)。
[0080] 用于葡萄糖異構(gòu)化成果糖的優(yōu)選催化劑是金屬鹽。有利地,使用通式1?"的金屬氯 化物或金屬硝酸鹽作為異構(gòu)化催化劑,其中Μ是金屬,X是氯或硝酸根,且η是1至4的整數(shù)。如 果起始混合物包含葡萄糖和/或葡萄糖單元(如在使用蔗糖的情況中),在起始混合物中優(yōu) 選存在這些異構(gòu)化催化劑。異構(gòu)化催化劑的使用已描述在文獻中(Science 2007,316, 1597-1600,Carbohydr.Pol.2012,90,792-798,Chem.Eur.J.2011,17,5281-5288,Green Chem. 2009,11,1746-1749)。在本發(fā)明的方法中,優(yōu)選使用選自CrCl2、CrCl3、AlCl 3、FeCl2、 FeCl3、CuCl、CuCl2、CuBr、VCl3、MoCl3、PdCl2、PtCl2、RuCl3、RhCl3、Ni(N〇3)2、Co(N〇3)2、Cr (N0 3)3、SnCl4的金屬氯化物或金屬硝酸鹽。特別優(yōu)選的是CrCl2和CrCl 3。使用IrCl3也是有利 的?;蛘呋蛄硗?,在本發(fā)明的方法中,優(yōu)選使用其陽離子優(yōu)選選自Cr、Al、Fe、Cu、V、Mo、Pd、 卩1:、1?11、1?11、111、附、(:〇和311和/或其陰離子選自(:1-、131'-、甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、乳酸 根、糖精酸根、碳酸根、碳酸氫根、硫酸根、亞硫酸根、C1-C4-烷基硫酸根、CH 3S(V(甲磺酸 根)、甲苯磺酸根、三氟乙酸根、C1-C4-二烷基磷酸根和硫酸氫根的金屬鹽。特別優(yōu)選的陰離 子是Cl_、Br_、HC00_、CH 3C00_、CH3CH2COO_、碳酸根、碳酸氫根、硫酸根、亞硫酸根、甲苯磺酸根、 CH3S03-或CH30S03-。非常特別優(yōu)選地,該陰離子選自C1,CH 3S03-。優(yōu)選使用其陰離子與所述 在1013.25hPa下的熔點<180°C且沸點>200°C的有機鹽(離子液體)或至少一種所述有機鹽 的陰離子相同的金屬鹽。由此避免陰離子交換;優(yōu)選使用甲磺酸Cr(m)(當同時使用以甲 磺酸根作為陰尚子的尚子液體時)。
[0081]或者或另外,可以使用金屬氧化物、離子交換樹脂和沸石作為本發(fā)明的方法中的 催化劑。
[0082]本發(fā)明中使用的并且在1013.25hPa下的熔點<180°C且沸點>200°C的有機鹽(離子 液體)通常同樣具有催化作用。但是,在本情況中,為了定量考慮要提供或制備的起始混合 物的組成,這些有機鹽不被視為催化劑,而是單獨考慮。
[0083]在用于制備HMF的本發(fā)明的方法中,所提供或制備的起始混合物任選包含水。有利 地,該起始混合物包含基于所提供或制備的起始混合物的總量小于50重量%的量的水。優(yōu) 選地,水分數(shù)為基于所提供或制備的起始混合物的總量1至50重量%,優(yōu)選1至30重量%。 [0084]優(yōu)選地,在用于制備起始混合物的本發(fā)