[发明专利]一种含有呋喃骨架的亚胺胍衍生物及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种含有呋喃骨架的亚胺胍衍生物，包括2,5‑呋喃双亚胺胍和2,5‑呋喃双亚胺胍可接受的盐及其溶剂合物；还公开了2,5‑呋喃双亚胺胍的制备方法，及其作为酸性气体吸收剂、阴离子沉淀剂的用途。本发明的2,5‑呋喃双亚胺胍在吸收酸性气体后能方便地再生并循环使用，其再生能耗低，降低了成本、提高了效率，其制备方法简单、条件温和、反应时间短、收率高、成本低，易于实现规模化制备。

技术领域

本发明涉及化工和环保领域，特别涉及一种含有呋喃骨架的亚胺胍衍生物及其制备和应用。

背景技术

随着经济社会的发展，化石原料使用所导致的温室效应及空气污染已严重地威胁着人类赖以生存的环境，全球气候变暖、温室效应和环境污染是各国可持续发展面临的共同挑战。研究表明，大气中的二氧化碳含量因人类活动而不断增加，二氧化碳浓度已经从工业革命前的280ppm上升到目前超过400ppm，由此造成大气温室效应加剧，平均地表气温升高，全球气候变暖，相关自然灾害发生频率和强度增加。这种全球性气候变化已经严重威胁到人类社会的生存及发展，以CO₂为代表的温室气体减排问题刻不容缓。

CO₂的捕集、利用与封存(CCUS)技术是一种直接减排技术，对稳定大气中二氧化碳的浓度极为重要，其中非常关键的、首要的步骤是CO₂的捕集技术(Chem.Rev.2016,116,11840-11876；能源技术经济,2010,22(4),21-26；低碳世界,2013,3(1),30-33)。在此类技术中，CO₂的化学吸收法是一类重要且行之有效的CO₂捕集方法，典型的化学吸收剂为烷基醇胺和热钾碱溶液等，它是利用CO₂为酸性气体的性质，采用碱性物质进行吸收，然后加热使其解吸，从而达到集中富集CO₂的目的；但该方法的缺点是吸收剂再生能耗大、易降解、易挥发，而且对设备的腐蚀性强等。

利用可再生资源代替化石资源制备各类化学品(包括燃料、基本化工原料、精细化学品及药品等)是一种重要的、具有代表性的低碳减排技术，已在生物质能源等领域形成大规模应用，产生了良好的社会和经济效益(Environ.Sci.Technol.,2017,51,3575-3583；Angew.Chem.Int.Ed.,2007,46,5056-5058；中外能源,2014,19,21-26)。如果在碳捕集技术中基于可再生资源进行CO₂化学吸收剂的设计合成及开发应用，则该吸收剂本身的制备和应用不产生或较少产生化石资源的消耗和碳排放，这对高效地实现CO₂的捕集、利用与封存十分有利。同时，CO₂捕集技术与其它酸性气体(如SO₂、SO₃、NO₂、H₂S等)及阴离子的捕集技术具有相关性(Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,10525-10529)，有望在多个领域产生应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种环境友好、成本低、工艺简单的含有呋喃结构单元的2,5-呋喃双亚胺胍(简称FuBIG，结构式1)及其可接受的盐及其溶剂合物，其中的呋喃结构单元来自于可再生资源。

本发明的另一目的在于提供一种上述2,5-呋喃双亚胺胍的制备方法。

本发明的又一目的在于提供一种上述2,5-呋喃双亚胺胍作为酸性气体吸收剂的用途。

本发明的再一目的在于提供一种上述2,5-呋喃双亚胺胍作为阴离子沉淀剂的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种2,5-呋喃双亚胺胍化合物，具有以下结构式：