[发明专利]酸性溶剂和水在2,5‑呋喃二甲酸生产中的用途

说明书

交叉引用

本申请要求2014年10月9日提交的题为“酸性溶剂和水在2,5-呋喃二甲酸生产中的用途”(Use of Acidic Solvent and Water in the Production of 2,5-Furanducarboxylic Acid)的美国临时专利申请系列号62/061843的利益，所述临时申请整体通过参考并入本文。

背景技术

2,5-呋喃二甲酸(FDCA)和FDCA酯被公认为在大量化学领域中潜在的中间体。例如，FDCA被鉴定为塑料、燃料、聚合材料、药品、农用化学品和食品增强剂等的生产中有希望的前体。此外，FDCA被美国能源部强调为是用于开发未来“绿色”化学的优先化学品。

发明概述

下文提出了简化的概述以便提供本公开的某些情况的基础理解。所述概述不是本公开的广泛综述。它既不打算指定本公开的关键或重要要素，也不打算描绘本公开的范围。下面的概述以简化形式提出了本公开的一些概念，作为后文中描述的序幕。

本公开的各个方面提供了生产2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的有效、高效且方便的方式。具体来说，本公开的某些方面提供了用于将4-脱氧-5-脱氢葡萄糖二酸(DDG)脱水以获得FDCA的技术。所述脱水反应通过将一种或多种催化剂和/或一种或多种溶剂与DDG起始原料合并来进行。在某些情况下，所述催化剂可以充当脱水剂，并且可以与DDG上的羟基相互作用，由此促进消除反应以形成FDCA。所述催化剂和/或溶剂可以协助所述脱水反应，由此产生提高的FDCA得率。

在第一实施方式中，生产FDCA的方法包括使DDG与溶剂在催化剂存在下发生接触(例如，将DDG、溶剂和催化剂在反应器中合并)，其中所述催化剂选自溴化物盐、氢溴酸、元素溴及其组合，以及允许DDG反应以产生FDCA、任何副产物和水。

在其他实施方式中，生产FDCA的方法包括使DDG与溶剂在催化剂存在下发生接触(例如，将DDG、溶剂和催化剂在反应器中合并)，其中所述催化剂选自卤化物盐、氢卤酸、元素离子及其组合，以及允许DDG反应以产生FDCA、任何副产物和水。

在另一个实施方式中，生产FDCA的方法包括使DDG与酸性溶剂在水存在下发生接触，以及允许DDG、所述酸性溶剂和水相互反应，以产生FDCA、任何副产物和水。

在某些实施方式中，生产FDCA的方法包括使DDG与羧酸发生接触，以及允许DDG与所述羧酸相互反应，以产生FDCA、任何副产物和水。

这些特点以及许多其他特点，在下文中更详细讨论。

附图简述

在附图中对本公开进行示例而非限制性的说明，附图中类似的指称数字指示相似的要素，并且其中：

图1示出的图描绘了按照一种或多种实施方式，使用水和酸性溶剂的益处。

详细描述

对于本领域普通技术人员来说，已知本公开的益处之后，本文公开的主题内容的各种不同实例、情况和实施方式都是可能并且显而易见的。在本公开中，对“某些示例性实施方式”或情况(以及类似的短语)的指称，意味着那些实施方式或情况仅仅是主题内容的非限制性实例，并且不排除可能存在其他可替选实施方式或情况。除非另有指明或除非从描述它的上下文明显看出不是如此，否则在下面的实施方式和实例以及上面的概述中的可替选要素或特点都可以彼此互换。在一个实例中描述的要素可以与另一个实例中描述的一个或多个对应的要素互换或替换它。同样地，与特定实施方式或实例相结合公开的任选或非必需特点，应该被理解为被公开以用于所公开的主题内容的任何其他实施方式中。更普遍来说，所述实例的要素应该被理解为被普遍公开以用于本文中公开的产品和方法的其他情况和实例。对具有操作性、即能够执行一种或多种功能、任务和/或操作等的组分或成分的指称，意味着它在至少某些实施方式中能够执行所述明确叙述的功能、任务和/或操作，并且很可能是操作性的，也执行一种或多种其他功能、任务和/或操作。