[发明专利]一种合成2,5-呋喃二甲酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成2，5-呋喃二甲酸(FDCA)的方法，特别是涉及是采用催化的方法由糖类出发合成2，5-呋喃二甲酸的方法。 

背景技术

油价的不断上涨和石油资源日益匮乏，严重威胁到整个以石油为基础的化学工业，影响到国民经济的发展。由可再生的生物质源出发，经过高效的生物和化学转化，获得有重要应用前景的有机化工中间体，为生物质资源的利用和石化产品的替代寻求合理、有效的途径，是解决这一问题的有效措施。 

2，5-呋喃二甲酸(FDCA)是一类重要的，有广阔市场应用前景的新型化工产品，它由5-羟甲基糠醛氧化生成。呋喃二甲酸可以作为合成聚酯类材料的初始原料。2，5-呋喃二甲酸与来自石油中的对二甲苯氧化产物--对苯二甲酸的结构和化学性质相似，可以取代对苯二甲酸来制造聚酯类的塑胶材料，如合成常用的宝特瓶材料，从而替代石油资源，并实现生物质资源的充分利用，减少对化石资源的消耗。除可作聚酯类材料的原料外，2，5-呋喃二甲酸还可应用于其它领域，如重要的化学药物，它的二乙基酯具有与可卡因类似麻醉作用；2，5-呋喃二甲酸钙还可以抑制巨大芽孢杆菌的生长。 

到目前为止，2，5-呋喃二甲酸的制备主要是从淀粉葡萄糖在无机酸水解后，提纯出水解产物5-羟甲基糠醛出发，过程复杂，污染严重，得率低。 

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明提出一种工艺方法简单，得率高的由糖类在离子液体的反应混合物制备2，5-呋喃二甲酸的方法。 

本发明利用离子液体和固体酸催化水解萄萄糖等六碳糖，这些糖可来自农业秸秆和木材等木质纤维，催化水解的产物不提取纯化，直接在碱溶液中进行氧化，工艺方法简单，得率高，离子液体可回收，碱溶液可重复利用，不产生污染，具有良好的市场前景。 

本发明的目的通过如下技术方案实现： 

一种合成2，5-呋喃二甲酸的方法：将呋喃类物质与碱性溶液以质量比1∶5～50混合，加入呋喃类物质的摩尔量1％-5％的贵金属催化剂；室温下，不断通入氧气，按每克呋喃类物质的计，氧气通入量为5～20ml/min；反应10-30小时；反应液通过浓酸调节PH＜3，沉淀出2，5-呋喃二甲酸； 

所述的碱性溶液为氢氧化锂溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液； 

所述的贵金属催化剂为Pt/C、Au/C、Pd/C、Pt/C/CuO-Ag₂O、Au/C/CuO-Ag₂O或Pd/C/CuO-Ag₂O； 

所述的浓酸是浓盐酸或浓硫酸； 

所述呋喃类物质为5-羟甲基糠醛，或者是所述呋喃类物质为糖类在含卤化锂的离子液体的反应混合物；所述糖类在含卤化锂的离子液体的反应混合物通过如下方法得到：将糖类原料与含卤化锂的离子液体以质量比1∶3～50混合，升温到100～140℃，加入糖类摩尔量2.5-15％的催化剂，常压下反应1-10h；糖类为葡萄糖、果糖、蔗糖、菊粉、纤维素和淀粉；所述的含卤化锂的离子液体为己内酰胺-氯化锂离子液体、己内酰胺-溴化锂离子液体、N，N-二甲基乙酰胺-氯化锂离子液体、N，N-二甲基乙酰胺-溴化锂离子液体，所述的催化剂为CrCl₂、CrCl₃·6H₂O、SnCl₄·5H₂O或SnCl₂·2H₂O。 

为进一步实现本发明目的，当所述的浓酸为硫酸时，在反应后的废液通过加入Ca(OH)₂沉淀，以硫酸钙形式除去。 

所述的含卤化锂的离子液体中卤化锂的质量含量为10％～50％。 

所述浓硫酸的质量浓度为50％以上。 

所述的浓盐酸的质量浓度为36％以上。 

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明方法简单，本发明以糖类 在离子液体的反应混合物为原料，以贵金属为催化剂，通过调变催化剂活性、选择适当的碱性溶剂、合适的反应时间和后处理工艺，可以较高产率获得高纯度的2，5-呋喃二甲酸；同时，原料可以直从来自从可来自农业秸秆和木材等木质纤维的糖类化合物，可显著降低生产成本。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，需要说明的是，实施例并不局构成对本发明所要求保护范围的限定。 

实施例1 

2，5-呋喃二甲酸中间产物5-羟甲基糠醛的制取。