[发明专利]生物质二胺、其盐、及其基于呋喃甲胺和乙酰丙酸的制备

说明书

本发明属于有机高分子材料领域，公开了生物质二胺、其盐、及其基于呋喃甲胺和乙酰丙酸的制备，其中制备方法是以呋喃甲胺和乙酰丙酸为原料，酸为催化剂，通过缩合反应制备得到基于如下式所示结构式呋喃二胺的目标呋喃二胺盐产物。本发明通过采用呋喃甲胺和乙酰丙酸作为原料，并对制备方法整体流程工艺、关键反应试剂的添加顺序等进行控制，利用可再生资源为原料制备二元胺的盐，并且工艺简单，首次制备得到了具有特定化学结构的呋喃二胺产物，并避免了制备方法原料来源有限，或步骤工艺繁琐等缺陷，得到的目标呋喃二胺盐产物既是一种用途广泛的精细化学品，也是生物质聚合物的单体，如可作为生物质超支化聚酰胺的单体。

技术领域

本发明属于有机高分子材料领域，更具体地，涉及一种生物质二胺、其盐、及其基于呋喃甲胺和乙酰丙酸的制备，尤其提供了一种以可再生资源呋喃甲胺与乙酰丙酸为主要原料的新型生物质平台化合物4，4-双(5-氨甲基呋喃基)戊酸(4,4-bis[5-(aminomethyl)furan-2-yl]pentanoic acid)的制备方法。

背景技术

有机胺类化合物是一类基础化工原料，广泛用作催化剂、固化剂等精细化学品。特别是二元胺及多元胺，是聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺等高性能高分子不可或缺的原料。但现有的二元胺，如对苯二胺、萘二胺、二苯醚二胺、己二胺等，大多以石油为原料。而利用可再生资源代替化石资源制备精细化学品与有机高分子材料，是可持续发展的必要要求。因为生物基高分子可以有效降低环境污染，减少碳排放，从而减少人类对石油资源的依赖。

生物基二胺是指以可再生资源为原料制备的二元胺，主要包括戊二胺、丁二胺(腐胺)、丙二胺、癸二胺等长链二胺。其主要的合成方法分为发酵法和以天然产物蓖麻油为原料的氧化-加氢法。发酵法制备二胺的主要限制是反应时间长，原料来源有限；利用蓖麻油制备癸二胺是步骤比较繁琐。

呋喃甲胺(糠胺)虽然不是天然的有机胺，但是可以由糠醛氨化获得，已经获得工业化批量制备，也被认为是一类基于可再生资源的有机胺。利用呋喃甲胺制备二元胺具有重要的利用意义和广泛的市场前景。在现有的科学研究中，呋喃二胺(furan-basedbiamine)已经引起学界和工业界的广泛兴趣，结构式如下式所示这些二胺化合物均由糠胺合成而来，其基本方法是呋喃甲胺与含醛、酮结构的化合物发生催化缩合，获得呋喃二胺。但是目前公开报道的醛、酮化合物主要为甲醛、乙醛、丙酮、丁酮、苯甲醛、苯乙酮等来自于石油，对生物基醛酮化合物没有提及。

乙酰丙酸(levulinic acid)是一种生物质平台化合物，可以通过酸催化过程从纤维素中轻易制备，被认为是生物质中转化中最主要的几种化合物之一。乙酰丙酸的转化丰富了可再生生物质中的化学物质类型，这可以被认为是生物质转化的扩展领域。但是至今尚未有基于呋喃甲胺和乙酰丙酸的生物质二胺被制备出来。

发明内容

针对现有技术中缺乏全生物质呋喃二胺、无法充分体现呋喃甲胺这一生物基有机胺的优越性，本发明的目的在于提供生物质二胺、其盐、及其基于呋喃甲胺和乙酰丙酸的制备，其中通过采用呋喃甲胺和乙酰丙酸作为原料，并对制备方法整体流程工艺、关键反应试剂的添加顺序等进行控制，利用可再生资源为原料制备二元胺的盐，并且工艺简单，首次制备得到了具有特定化学结构的新型呋喃二胺产物，并避免了制备方法原料来源有限，或步骤工艺繁琐等缺陷；并且，得到的目标呋喃二胺盐产物既是一种用途广泛的精细化学品，也是生物质聚合物的单体，可作为生物质超支化聚酰胺、功能性聚脲、聚氨酯、聚醚胺等的单体，可见基于本发明，利用可再生原料乙酰丙酸和糠胺能够合成新型的单体。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种新型生物质二胺或生物质二胺盐，其特征在于，该生物质二胺具体为如下式所示结构式呋喃二胺：

该生物质二胺盐具体为如下式所示结构式呋喃二胺的盐：