[发明专利]一种呋喃二羧酸化合物的制备方法

说明书

本申请提供了一种呋喃二羧酸化合物的制备方法，具体地，所述的方法以糠醛为原料，通过简单的化学反应直接制备出呋喃二羧酸化合物，使单官能度的呋喃化合物实现双官能度化。所述方法原料来源丰富、廉价易得，制备方法简单高效、流程短、副产物少，采用该方法制备的呋喃二羧酸化合物纯度高，可满足作为高性能聚酯、环氧树脂、聚酰胺、聚氨酯等聚合物的原料以及作为化工原料和医药中间体原料的要求。

技术领域

本申请涉及一种呋喃二羧酸化合物的制备方法，属于高性能聚酯、环氧树脂、聚酰胺和聚氨酯等聚合物单体制备和化工、医药中间体的技术领域。

背景技术

呋喃二羧酸化合物因含有刚性的呋喃环和对位的二甲酸基结构，可直接用于聚酯、环氧树脂、聚酰胺、聚氨酯等高性能聚合物的制备。采用呋喃二酸制备的聚合物在强度、模量、抗蠕变等方面具有优良的力学性能，同时具有更高的玻璃化转变温度和热变形温度。此外，呋喃二羧酸化物本身也可以作为化工原料和医药中间体使用。

目前，双官能度的呋喃羧酸化合物主要由5-羟甲基糠醛(HMF)为原料氧化得到，但原料HMF制备困难，成本高，很难实现大规模工业化应用的缺点。纵使HMF制备工艺改进，收率提高，但制备HMF的起始原料为果糖和葡萄糖，是主要的食品原料，若用于大规模工业生产，势必打破食品供应链平衡。而纤维素转化得到糠醛为廉价易得的工业化生物基化学品，如果能够通过这一类生物基化学品制备得到双官能度呋喃羧酸化合物，可以很好地推动生物基化工产品和生物基高分子材料的可持续发展，为农业剩余物的高附加值利用奠定关键的技术基础。

综上所述，本领域尚缺乏一种高效率，成本低廉地通过生物基化学品制备双官能度的呋喃化合物的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效率，成本低廉地通过生物基化学品制备双官能度的呋喃化合物的方法。

本发明的第一方面，提供了一种呋喃二羧酸的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)用糠醛与卤代烃和催化剂进行反应，得到第一反应混合物；

(2)用所述的第一反应混合物与脂肪醇进行接触反应，得到第二反应混合物；

(3)对所述的第二反应混合物进行降温，加入氧化剂进行反应，得到呋喃二羧酸化合物。

在另一优选例中，所述的步骤(3)中还包括：在加入氧化剂进行反应前，先对所述的第二反应混合物进行减压蒸馏，从而除去未反应的卤代烃和脂肪醇。

在另一优选例中，所述的步骤(3)之后还包括：调节反应产物的pH值＜1，分离析出的固体，得到呋喃二羧酸化合物。

在另一优选例中，所述的接触反应在不额外添加溶剂的情况下进行。

在另一优选例中，所述的催化剂为选自下组的金属的化合物：Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Cr、Zr、Al、V，或其组合。

在另一优选例中，所述催化剂为选自下组的金属的化合物：Fe、Co、Ni，或其组合。

在另一优选例中，所述催化剂选自下组：氯化铁、碘化铁、乙酰丙酮铁、溴化铁、二乙基铁、氯化钴、碘化钴、乙酰丙酮钴、溴化钴、二乙基钴，或其组合。

在另一优选例中，所述的氧化剂选自下组：双氧水、高锰酸钾、过氧酸、重铬酸钾、氧气、贵金属氧化剂，或其组合。

在另一优选例中，所述的卤代烃为C1-C3的卤代烃，优选为选自下组的卤代烃：1-氯代甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、1-溴代甲烷、二溴甲烷、三溴甲烷、四溴化碳、二溴乙烷、四溴乙烷，或其组合。

在另一优选例中，所述的卤代烃选自下组：二氯甲烷、四氯乙烷、氯仿、四氯化碳，或其组合。