一种调控2,5-呋喃二甲酸晶体粒径的方法技术

本申请公开了一种调控2,5

【技术实现步骤摘要】
一种调控2,5
‑
呋喃二甲酸晶体粒径的方法


[0001]本申请涉及一种调控2,5
‑
呋喃二甲酸晶体粒径的方法，属于有机化学结晶


技术介绍

[0002]2,5
‑
呋喃二甲酸(FDCA)作为目前已知的、唯一的刚性芳环生物基平台化合物，可以与二醇合成聚酯，如聚2,5
‑
呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)，也可以与二胺合成聚酰胺，因其为生物基材料，绿色环保，且一些性质优于石油基聚酯等，因此FDCA在高分子材料合成上有着明显的优势，已作为石油基可替代化工单体在开发。目前，关于FDCA纯化的方法已有较多研究，但是对其粒径研究较少，而粒径对聚酯、聚酰胺合成过程中传质、溶解、反应速率等都有影响，粒径较小的晶体还可能漂浮在反应溶液上或粘附于反应釜壁、浆叶上，使反应不完全，降低产率的同时还会使杂质较多、色度变差。在水中结晶提纯FDCA的研究已有报道(JP2017190316A)，但是FDCA在水中重结晶的晶形为薄片状且不规则(US20210332021A1)，晶体裂痕多易断裂，不易长成较大晶体，产品粒径难控制。而在冰乙酸体系中FDCA晶体粒径小且可控范围窄(US20210332021A1)，低温结晶时晶体为二次成核，形状不规则且透明度低，因此，探求FDCA晶体粒径的调控方法，对于满足下游应用对不同尺寸粒径产品的要求，具有重要的实际应用价值。

技术实现思路

[0003]根据本申请的一个方面，提供了一种调控2,5
‑
呋喃二甲酸晶体粒径的方法，该方法所述方法包括：将2,5
‑
呋喃二甲酸加热，通过添加分散剂和/或成核剂等助剂，结合结晶温度变化等结晶工艺调控溶液中2,5
‑
呋喃二甲酸结晶过程，获得平均粒径d
50
为20～2000μm的2,5
‑
呋喃二甲酸晶体。本专利技术可有效控制2,5
‑
呋喃二甲酸晶体粒径大小，满足后续应用中的粒径控制需求，具有实际应用价值。
[0004]本申请中所述调控2,5
‑
呋喃二甲酸晶体粒径的方法，所述方法包括将助剂加入到含有2,5
‑
呋喃二甲酸的原料中，加热，控温结晶，得到一定粒径范围2,5
‑
呋喃二甲酸晶体；
[0005]其中，所述助剂包括分散剂、成核剂中的至少一种；
[0006]所述2,5
‑
呋喃二甲酸晶体的平均粒径d
50
为20～2000μm。
[0007]可选地，所述2,5
‑
呋喃二甲酸晶体的平均粒径d
50
为20μm、35.6μm、78.8μm、85.1μm、91.4μm、127.8μm、157.5μm、352.4μm、425.8μm、438.5μm、511.6μm、618.4μm、801.4μm、824.5μm、855.7μm、884.5μm、914.6μm、925.7μm、1148.2μm、1240μm、1272.5μm、1305.8μm、1522.1μm、1614.2μm、2000μm中的任意值以及任意两点数值之间范围内任意值或范围。
[0008]可选地，所述原料中还包括溶剂；所述2,5
‑
呋喃二甲酸在溶剂中的质量浓度为0.3～60％。
[0009]可选地，所述2,5
‑
呋喃二甲酸在溶剂中的质量浓度上限选自5％、10％、15％、20％、25％、35％、40％、50％或60％；下限选自0.3％、5％、10％、15％、20％、25％、35％、
40％或50％。
[0010]可选地，所述溶剂包括水、有机溶剂A中的至少一种。
[0011]可选地，所述有机溶剂A包括酰胺类有机溶剂、吡咯烷酮类有机溶剂、亚砜类有机溶剂、乙酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙腈中的至少一种。
[0012]可选地，所述溶剂包括水、酰胺类有机溶剂、吡咯烷酮类有机溶剂、亚砜类有机溶剂中的至少一种；作为其中一种具体的实施方式，溶剂中还可以包括体积含量不超过90％的乙酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙腈中的至少一种。
[0013]可选地，所述酰胺类有机溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二乙基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、烟酰胺中的至少一种。
[0014]可选地，所述吡咯烷酮类有机溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮、1
‑
乙基
‑2‑
吡咯烷酮、1
‑
乙酰基
‑2‑
吡咯烷酮、N
‑
辛基吡咯烷酮中的至少一种。
[0015]可选地，所述亚砜类有机溶剂包括氯化亚砜、二甲基亚砜、二丁基亚砜中的至少一种。
[0016]可选地，所述溶剂中不含有机溶剂B或者是还含有体积分数不超过90％的有机溶剂B。
[0017]可选地，所述有机溶剂B包括乙酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙腈中的至少一种。
[0018]可选地，所述分散剂包括聚乙二醇、乙二醇、甘油、直链烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)、月桂醇硫酸钠(SDS)、月桂酰谷氨酸中的至少一种。
[0019]可选地，所述原料中还包括溶剂；所述分散剂的加入量为溶剂质量的0～5％。
[0020]可选地，所述分散剂的加入量为溶剂质量的0.001～5％。
[0021]可选地，所述分散剂的加入量为溶剂质量的上限选自0.1％、0.5％、1％、2％、3％或5％；下限选自0.001％、0.1％、0.5％、1％、2％或3％。可选地，所述成核剂选自含有金属的化合物；所述金属包括钙、锌、锗、锑、锡、钛、锑中的至少一种。
[0022]可选地，所述含有金属的化合物包括金属无机盐、金属氧化物、金属有机化合物中的至少一种。
[0023]可选地，所述金属无机盐选自金属氯化物、金属的醋酸盐、金属的碳酸盐中的至少一种。
[0024]可选地，所述金属氯化物包括氯化钙、氯化锌、氯化锗、三氯化锑、四氯化锡、四氯化钛中的至少一种。
[0025]可选地，所述金属的醋酸盐包括醋酸钙、醋酸锌、醋酸锑、醋酸锡中的至少一种。
[0026]可选地，所述金属氧化物包括氧化钙、氧化锌、氧化锗、氧化锑、三氧化二锑、五氧化二锑、二氧化锡、氧化亚锡、一氧化钛、二氧化钛中的至少一种。
[0027]可选地，所述金属有机化合物包括乙醇锑、乙酰丙酮钙中的至少一种。
[0028]可选地，所述成核剂的加入量为0～1000ppm。
[0029]可选地，所述成核剂的加入量为15ppm～1000ppm。
[0030]可选地，所述成核剂的加入量上限选自10ppm、15ppm、30ppm、50ppm、100ppm、200ppm、300ppm、500ppm、800ppm或1000pp本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调控2,5
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呋喃二甲酸晶体粒径的方法，其特征在于，所述方法包括将助剂加入到含有2,5
‑
呋喃二甲酸的原料中，加热，控温结晶，得到一定粒径范围2,5
‑
呋喃二甲酸晶体；其中，所述助剂包括分散剂、成核剂中的至少一种；所述2,5
‑
呋喃二甲酸晶体的平均粒径d
50
为20～2000μm。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料中还包括溶剂；所述2,5
‑
呋喃二甲酸在溶剂中的质量浓度为0.3～60％。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述溶剂包括水、有机溶剂A中的至少一种；优选地，所述有机溶剂A包括酰胺类有机溶剂、吡咯烷酮类有机溶剂、亚砜类有机溶剂；优选地，所述酰胺类有机溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二乙基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、烟酰胺中的至少一种；优选地，所述吡咯烷酮类有机溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮、1
‑
乙基
‑2‑
吡咯烷酮、1
‑
乙酰基
‑2‑
吡咯烷酮、N
‑
辛基吡咯烷酮中的至少一种；优选地，所述亚砜类有机溶剂包括氯化亚砜、二甲基亚砜、二丁基亚砜中的至少一种。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述溶剂中不含有机溶剂B或者是还含有体积分数不超过90％的有机溶剂B；优选地，所述有机溶剂B包括乙酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙腈中的至少一种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚杰，陆贻超，马中森，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：