本发明专利技术公开了一种醇解聚2,5
【技术实现步骤摘要】
一种醇解聚2,5-呋喃二甲酸酯的方法
[0001]本专利技术涉及一种非金属季磷类离子液体醇解聚2,5-呋喃二甲酸-酯的方法，属于绿色、清洁催化技术、化工生产及塑料领域。
技术介绍
[0002]聚2,5-呋喃二甲酸酯是一种具有优异性能的新型的生物基聚酯材料，是由来源于可再生资源的2,5-呋喃二甲酸和乙二醇通过本体缩聚方法、溶液聚合方法等值得的，例如聚2.5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)，PEF与石油基聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有相似的结构，被认为是PET的替代品。PEF的热性能与PET基本相似，力学性能比PET好，气体阻隔性明显优于PET，氧气透过率为PET的1/11，二氧化碳透过率为PET的1/19，水蒸气透过率为PET的1/2.8；如果在瓶装市场PEF完全替代PET，每年440-550PJ非可再生资源能源将被节省，20-30Mt二氧化碳排放量将被减少。
[0003]虽然聚2,5-呋喃二甲酸酯的开发和发展为解决聚酯工业过度依赖石油资源提供了一条有效途径，但这种材料依然在自然条件下难降解，从长远来看，不仅会对生态环境造成影响，而且还会浪费资源。因此，对于废旧聚2,5-呋喃二甲酸酯材料的循环利用也是人们需要关注。
技术实现思路
[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种催化剂廉价易得、制备简单、不含金属离子、催化活性高、转化率高、目标产物选择性高、醇解反应条件温和、催化剂与产物易分离、反应过程无污染和可循环使用的醇解聚2.5-呋喃二甲酸酯的方法。
[0005]所述醇解聚2,5-呋喃二甲酸酯的方法，包括以下步骤：
[0006]在催化剂存在的条件下，含有聚2,5-呋喃二甲酸酯和醇的反应原料进行解聚反应；
[0007]所述催化剂含有式(1)所示的非金属季磷类离子液体；
[0008][0009]式(1)中，R1，R2，R3，R4独立地选自C1～C
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的烷基；A-选自羧酸根阴离子。
[0010]可选地，所述催化剂含有式(1)所示的非金属季磷类离子液体。
[0011]可选地，所述聚2,5-呋喃二甲酸酯具有式II所示的化合物；
[0012][0013]式(2)中，m为≥2的任意整数，n为≥2的任意整数。
[0014]可选地，m为2,3,4或5。
[0015]可选地，m为2；聚2,5-呋喃二甲酸酯即为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)。
[0016]可选地，所述醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十一烷二醇、十二烷二醇、十三烷二醇和十四烷二醇中的至少一种。
[0017]可选地，A-选自CH3COO-、CH3CH2COO-、、
[0018]中的至少一种。
[0019]优选地，所述非金属季磷类离子液体选自四正丙基膦磷翁乙酸盐、四正丙基膦磷翁呋喃甲酸盐、四正丙基膦磷翁-4-羟甲基呋喃甲酸盐、四正丙基磷翁-5-羟甲基呋喃甲酸盐、四正丙基膦磷翁苯甲酸盐、四正丙基磷翁-3-羟甲基苯甲酸盐、四正丙基磷翁-4-羟甲基苯甲酸盐、四正丁基膦磷翁乙酸盐、四正丁基磷翁呋喃甲酸盐、四正丁基磷翁-4-羟甲基呋喃甲酸盐、四正丁基磷翁-5-羟甲基呋喃甲酸盐、四正丁基磷翁苯甲酸盐、四正丁基磷翁-3-羟甲基苯甲酸盐、四正丁基磷翁-4-羟甲基苯甲酸盐、四乙基膦磷翁乙酸盐、四乙基磷翁呋喃甲酸盐、四乙基磷翁-4-羟甲基呋喃甲酸盐、四乙基磷翁-5-羟甲基呋喃甲酸盐、四乙基磷翁苯甲酸盐、四乙基磷翁-3-羟甲基苯甲酸盐、四乙基磷翁-4-羟甲基苯甲酸盐、一乙基三丁基膦磷翁乙酸盐、一乙基三丁基膦磷翁呋喃甲酸盐、一乙基三丁基膦磷翁-4-羟甲基呋喃甲酸盐、一乙基三丁基膦磷翁-5-羟甲基呋喃甲酸盐、一乙基三丁基膦磷翁苯甲酸盐、一乙基三丁基膦磷翁-3-羟甲基苯甲酸盐、一乙基三丁基膦磷翁-4-羟甲基苯甲酸盐中的至少一种。
[0020]可选地，所述聚2,5-呋喃二甲酸酯和醇的质量比为1:0.5～10。
[0021]可选地，所述聚2,5-呋喃二甲酸酯和醇的质量比为1:1～8。
[0022]可选地，所述聚2,5-呋喃二甲酸酯和醇的质量比为1:0.5，1:1，1:2，1:3，1:4，1:5，1:6，1:7，1:8，1:9，1:10中的任意比例及其任意两者之间的范围值。
[0023]可选地，所述非金属季磷类离子液体的用量为聚2,5-呋喃二甲酸酯的质量的0.1
～10％。
[0024]可选地，所述非金属季磷类离子液体的用量为聚2,5-呋喃二甲酸酯的质量的0.3～8％。
[0025]可选地，所述非金属季磷类离子液体的用量为聚2,5-呋喃二甲酸酯的质量分数的0.1％，0.3％，1％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％中的任意值及其任意两者之间的范围值。
[0026]可选地，所述解聚反应的温度为40～200℃。
[0027]可选地，所述解聚反应的温度为60～180℃。
[0028]可选地，所述解聚反应的温度的上限选自50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃；下限选自40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃或190℃。
[0029]可选地，所述解聚反应的时间为0.5～10h。
[0030]可选地，所述解聚反应的时间为1～8h。
[0031]可选地，所述解聚反应的时间的上限选自1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h；下限选自0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、或9h。
[0032]可选地，所述解聚反应的产物包括2,5-呋喃二甲酸二醇酯。
[0033]可选地，所述解聚反应的产物包括2,5-呋喃二甲酸二乙二醇酯。
[0034]作为一种实施方式，所述方法包括以下步骤：
[0035](1)将聚2,5-呋喃二甲酸酯、醇和非金属季磷类离子液体催化剂加入反应器，得到混合液；
[0036](2)将所述混合液进行解聚反应；所述解聚反应的温度为40～200℃，所述解聚反应的时间为0.5～10h；
[0037](3)反应结束后，降温至20～35℃，经分离，得到包括2,5-呋喃二甲酸二醇酯的产物。
[0038]作为一种具体地实施方式，本专利技术的反应通式(Ⅰ)为：
[0039][0040]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种醇解聚2,5-呋喃二甲酸酯非金属季磷类离子液体催化剂，所述离子液体催化剂采用一步酸碱中和法合成，由季磷盐阳离子与有机酸根阴离子构成，结构通式(Ⅱ)如下：
[0041][0042]本专利技术提出了一种非金属季磷类离子液体醇解聚2,5-呋喃二甲酸酯的方法，该方法包含以下步骤：
[0043](1)取反应物聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯、醇和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种醇解聚2,5-呋喃二甲酸酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：在催化剂存在的条件下，含有聚2,5-呋喃二甲酸酯和醇的反应原料进行解聚反应；所述催化剂含有式(1)所示的非金属季磷类离子液体；式(1)中，R1，R2，R3，R4独立地选自C1～C
12
的烷基；A-选自羧酸根阴离子。2.根据权利要求1所述的醇解聚2,5-呋喃二甲酸酯的方法，其特征在于，所述聚2,5-呋喃二甲酸酯具有式(2)所示的化合物；式(2)中，m为≥2的任意整数，n为≥2的任意整数。3.根据权利要求1所述的醇解聚2,5-呋喃二甲酸酯的方法，其特征在于，所述醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十一烷二醇、十二烷二醇、十三烷二醇和十四烷二醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述的醇解聚2,5-呋喃二甲酸酯的方法，其特征在于，A-选自CH3COO-、CH3CH2COO-、、、中的至少一种；优选地，所述非金属季磷类离子液体选自四正丙基磷翁乙酸盐、四正丙基磷翁呋喃甲酸盐、四正丙基磷翁-4-羟甲基呋喃甲酸盐、四正丙基磷翁-5-羟甲基呋喃甲酸盐、四正丙基磷翁苯甲酸盐、四正丙基磷翁-3-羟甲基苯甲酸盐、四正丙基磷翁-4-羟甲基苯甲酸盐、四正丁基磷翁乙酸盐、四正丁基磷翁呋喃甲酸盐、四正丁基磷翁-4-羟甲基呋喃甲酸盐、四正丁基磷翁-5-羟甲基呋喃甲酸盐、四正丁基磷翁苯甲酸盐、四正丁基磷翁-3-羟甲基苯甲酸盐、四正丁基磷翁-4-羟甲基苯甲酸盐、四乙基磷翁乙酸盐、四乙基磷翁呋喃甲酸盐、四乙基磷
翁-4-羟甲基呋喃甲酸盐、四乙基磷翁-5-羟甲基呋喃甲酸盐、四乙基磷翁苯甲酸盐、四乙基磷翁-3-羟甲基苯甲酸盐、四乙基磷翁-4-羟甲基苯甲酸盐...
【专利技术属性】
技术研发人员：周光远，姜敏，曲小玲，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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