【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精细化学品领域，具体涉及2,5-呋喃二甲酸的提纯方法。
技术介绍
1、开发绿色可再生生物质资源，替代传统的石油资源，是当今社会发展和研究的重点。其中，以生物质资源为原料合成的2,5-呋喃二甲酸(fdca)，具有与对苯二甲酸相似的结构，且在自然界易降解，主要用于合成聚酯、尼龙、环氧树脂等高性能可降解聚合物。尤其是2,5-呋喃二甲酸与乙二醇聚合所得聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(pef)，具有比聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)更优异的力学、热性质及更好的阻气性能。
2、目前，2,5-呋喃二甲酸生产过程中的主要副产物包括2,5-二甲酰基呋喃(dff)、5-羟甲基-呋喃-2-甲酸(hfca)、5-甲酰基-呋喃-2-甲酸(ffca)等。其中，由于5-甲酰基-呋喃-2-甲酸在多种溶剂中的溶解度与2,5-呋喃二甲酸非常接近，是一种在2,5-呋喃二甲酸粗品中较难除去的杂质，导致2,5-呋喃二甲酸纯度不高，并且会对2,5-呋喃二甲酸的聚合反应等造成不利的影响。
3、专利cn113121480a采用熔融结晶的方法，提供了一种提纯精制2,5-呋喃二甲酸的方法，需要将物料加热至290℃以上，能耗较高，且对设备要求较高。专利cn110713474b采用溶解结晶的方法，提供了一种精制呋喃二羧酸的方法，涉及到大量高沸点溶剂的使用和脱除，同样提高了能耗和方法的复杂性。因此，如何提高2,5-呋喃二甲酸的纯度是本领域人员需要进一步解决的难题。
技术实现思路
1、本专利技术的一个主要目
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种2,5-呋喃二甲酸的提纯方法，包括：
4、(1)在包含有机溶剂与水的混合溶剂中，在加氢催化剂存在的条件下，使含有5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸与氢气进行反应，其中的5-甲酰基-呋喃-2-甲酸转化为5-羟甲基-呋喃-2-甲酸；
5、(2)过滤步骤(1)得到的反应液，分离催化剂，除去溶剂，得到含有5-羟甲基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸固体；
6、(3)洗涤步骤(2)得到的含有5-羟甲基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸固体，使所述5-羟甲基-呋喃-2-甲酸杂质溶解于水中，剩余的固体即为提纯后的2,5-呋喃二甲酸产品。
7、其中，所述含有5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸可以来源于5-羟甲基糠醛氧化法生产2,5-呋喃二甲酸时的初级产品等工艺过程。
8、其中，所述含有5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸中，5-甲酰基-呋喃-2-甲酸的含量为0.1％～30％，优选为0.2％～20％，更优选为0.5％～10％。
9、步骤(1)中，所述加氢催化剂为负载型金属催化剂，其中包括载体和负载于所述载体上的金属，所述金属为pd、pt、ru或ir中的一种或多种，优选pd或pt。
10、步骤(1)中，所述负载型金属催化剂中，以载体总质量为基准，所述金属的负载量为0.05％～2％，优选0.1～1％，更优选0.2％～0.5％。
11、步骤(1)中，所述载体为活性炭、二氧化硅、氧化锆或二氧化钛等中的一种或多种。
12、步骤(1)中，所述催化剂与所述5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的质量比为1:0.1-20，优选为1:0.2～10，更优选为1:0.5～5。
13、步骤(1)中，所述有机溶剂选自四氢呋喃、1,4-二氧六环或二甲基亚砜等中的一种或两种，优选为四氢呋喃和1,4-二氧六环。所述有机溶剂与水组成的混合溶剂中，有机溶剂与水的质量比为5:1～0.5:1，优选3:1～1:1。
14、所述含有5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸与所述有机溶剂与水组成的混合溶剂所形成的溶液中，所述2,5-呋喃二甲酸的质量百分含量为0.1％～30％，优选0.5～20％，更优选1～10％。
15、步骤(1)中，所述反应的温度为15℃～150℃，优选为40℃～140℃，更优选为60℃～120℃。反应时间与底物用量、催化剂用量和反应条件等均有关，通常反应时间为1～20小时，优选1～10小时。
16、步骤(1)中，所述氢气的压力为0.1mpa～4mpa，优选为0.5mpa～2mpa。
17、步骤(2)中，所述过滤的温度为20℃～150℃，优选为50℃～120℃。
18、步骤(3)中，使用去离子水多次洗涤步骤(2)得到的所述含有5-羟甲基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸固体，使5-羟甲基-呋喃-2-甲酸充分溶解。
19、步骤(3)中，所述提纯后的2,5-呋喃二甲酸产品中，以原料中的2,5-呋喃二甲酸质量计，2,5-呋喃二甲酸的回收率大于90％；所述提纯后的2,5-呋喃二甲酸产品中，2,5-呋喃二甲酸的含量大于99％。
20、本申请专利技术人意外的发现，5-羟甲基-呋喃-2-甲酸在水中的溶解度显著高于2,5-呋喃二甲酸和5-甲酰基-呋喃-2-甲酸，通过高选择性的将5-甲酰基-呋喃-2-甲酸加氢为5-羟甲基-呋喃-2-甲酸后，即可通过水洗的方式除去该杂质。因此，如何高效的实现2,5-呋喃二甲酸粗品中少量5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的选择性加氢具有非常重要的意义。
21、本专利技术在5-甲酰基-呋喃-2-甲酸加氢反应中，意外地发现，使用较低负载量的负载型金属催化剂，在保障催化剂具有一定的甲酰基加氢至羟甲基能力的基础上，限制了催化剂对于底物中羧基的加氢还原和呋喃环上不饱和c＝c双键的加氢饱和过程，即，能够实现在将少量5-甲酰基-呋喃-2-甲酸加氢至5-羟甲基-呋喃-2-甲酸的同时，限制了2,5-呋喃二甲酸的加氢转化，为后续杂质的脱除和2,5-呋喃二甲酸产品的提纯提供了基础。
22、由上述技术方案可知，本专利技术提出的2,5-呋喃二甲酸的提纯方法的优点和积极效果在于：通过较温和的条件即可高效的将其他方法难以除去的5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质转化为易除去的5-羟甲基-呋喃-2-甲酸，从而通过简单的水洗除去杂质，显著提高2,5-呋喃二甲酸的产品纯度。
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1.一种含有5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸的提纯方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸可以来源于5-羟甲基糠醛氧化法生产2,5-呋喃二甲酸时的初级产品。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸中，5-甲酰基-呋喃-2-甲酸的含量为0.1％～30％，优选为0.2％～20％，更优选为0.5％～10％。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中所述加氢催化剂为负载型金属催化剂，所述负载型金属催化剂包括载体和负载于所述载体上的金属，所述金属为Pd、Pt、Ru或Ir中的一种或多种组成的组合，优选Pd或Pt。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，步骤(1)中所述负载型金属催化剂中，以载体总质量为基准，所述金属的负载量为0.05％～2％，优选0.1～1％，更优选0.2％～0.5％。
6.根据权利要求1或4所述的方法，其中，步骤(1)中所述负载型金属催化剂中，所述载体为
7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中所述催化剂与所述5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的质量比为1:0.1～20，优选为1:0.2～10，更优选为1:0.5～5。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中所述有机溶剂选自四氢呋喃、1,4-二氧六环或二甲基亚砜中的一种或两种，优选为四氢呋喃和1,4-二氧六环。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机溶剂与水组成的混合溶剂中，有机溶剂与水的质量比为5:1～0.5:1，优选3:1～1:1。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸与所述有机溶剂与水组成的混合溶剂所形成的溶液中，所述2,5-呋喃二甲酸的质量百分含量为0.1％～30％，优选0.5～20％，更优选1～10％。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中所述反应的温度为15℃～150℃，优选为40℃～140℃，更优选为60℃～120℃。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中所述氢气的压力为0.1MPa～4MPa，优选为0.5MPa～2MPa。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中所述过滤的温度为20℃～150℃，优选为50℃～120℃。
...【技术特征摘要】
1.一种含有5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸的提纯方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸可以来源于5-羟甲基糠醛氧化法生产2,5-呋喃二甲酸时的初级产品。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有5-甲酰基-呋喃-2-甲酸杂质的2,5-呋喃二甲酸中，5-甲酰基-呋喃-2-甲酸的含量为0.1％～30％，优选为0.2％～20％，更优选为0.5％～10％。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中所述加氢催化剂为负载型金属催化剂，所述负载型金属催化剂包括载体和负载于所述载体上的金属，所述金属为pd、pt、ru或ir中的一种或多种组成的组合，优选pd或pt。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，步骤(1)中所述负载型金属催化剂中，以载体总质量为基准，所述金属的负载量为0.05％～2％，优选0.1～1％，更优选0.2％～0.5％。
6.根据权利要求1或4所述的方法，其中，步骤(1)中所述负载型金属催化剂中，所述载体为活性炭、二氧化硅、氧化锆或二氧化钛中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙乾辉，陈公哲，杜泽学，宗保宁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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