【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机化工，具体涉及一种2,5-呋喃二甲酸的纯化方法。
技术介绍
1、2,5-呋喃二甲酸(fdca)是一种可再生的生物质单体，其结构与石油基对苯二甲酸(tpa)相似，可作为tpa的理想替代品。与聚乳酸(pla)等可再生的脂肪族聚酯相比，fdca刚性的五元环增强了其热机械性能。fdca基聚酯具有优异的气体阻隔性能，对水、二氧化碳和氧气的阻隔性能可达相应tpa基聚酯的几倍到十几倍，表现出作为包装材料的优势。与tpa基聚酯相比，发展高附加值的fdca基聚酯可促进聚酯产业的转型。
2、目前呋喃二甲酸主要以5-羟甲基糠醛为原料通过过渡金属催化剂在碱性条件下氧化制备，粗品中含有不完全氧化或过度氧化产物，残留金属催化剂以及碱性溶液中的杂质。这些杂质最终会影响聚合过程以及聚合物的分子量，导致产品黄变，降低产品性能。
3、现有技术针对呋喃二甲酸的纯化已经开展了很多研究，但是部分研究纯化过程仅考虑了有机杂质，例如中国专利文献cn103965146a和cn109721577a只针对有机杂质进行纯化，获得了高纯度的呋喃二甲酸，但并未关注其中的金属杂质。通常，制备得到的呋喃二甲酸不仅含有有机杂质，也含有金属杂质，尤以碱性条件下氧化制备的呋喃二甲酸中含有相当量的所用碱对应的金属杂质。
4、聚合级单体(例如对苯二甲酸)对金属杂质含量有一定要求，这是因为金属杂质会影响聚合过程以及产品色度。目前，针对fdca中各类杂质对聚合物的性能影响尚未深入研究，并且没有出台相关的行业标准。因此，制备出低金属含量的2,5-呋喃二
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，步骤简单高效，条件温和，不引入额外的金属元素或额外添加剂、副产物容易挥发从而易于除去，可以制备得到低金属杂质和有机杂质含量的2,5-呋喃二甲酸纯品。
2、具体采用的技术方案如下：
3、一种2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，包括以下步骤：
4、(1)将粗品2,5-呋喃二甲酸与碱性胺类物质进行酸碱中和反应后，得到混合溶液；所述的碱性胺类物质选自有机碱和/或氨水；
5、(2)将混合溶液过滤、萃取收集水相后，将水相加入至酸溶液中，使呋喃二甲酸在酸性条件下析出，洗涤、干燥后获得2,5-呋喃二甲酸纯品。
6、可选的，所述的粗品2,5-呋喃二甲酸是以5-羟甲基糠醛为原料、利用金属催化剂进行催化氧化反应制备得到的(可能含有未被完全氧化的5-甲酰基呋喃-2-甲酸、深度氧化的糠酸和来自催化剂的金属离子等)，所述的粗品2,5-呋喃二甲酸纯度为98％以上，每种金属元素含量在1000ppm以下。
7、本专利技术方法中，2,5-呋喃二甲酸与特定的碱性胺类物质发生中和反应，生成易溶于水的呋喃二甲酸盐，通过过滤操作可与不溶于水的有机杂质以及固体杂质分离，萃取步骤可进一步除去微溶于水的有机杂质；酸性条件下，呋喃二甲酸盐溶液析出沉淀物2,5-呋喃二甲酸，则可以与水溶液中的金属元素分离；同时选用特定的碱性胺类物质，避免了引入额外的金属杂质，可进一步降低2,5-呋喃二甲酸中金属元素含量。
8、优选的，所述的碱性胺类物质与粗品2,5-呋喃二甲酸的摩尔比为2:1～5:1。
9、进一步优选的，步骤(1)中，将粗品2,5-呋喃二甲酸加入至碱性胺类物质中，充分搅拌，并在加热条件下搅拌反应，加热温度为40～80℃，反应时间为0.5～5h。
10、优选的，步骤(2)中，采用有机溶剂萃取过滤液，所述的有机溶剂包括三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚中的至少一种。
11、优选的，步骤(2)中，在搅拌条件下，以0.5s～2s每滴的速率将收集的水相滴入酸溶液中进行酸化处理，防止过快滴加导致酸化不完全，影响产物品质。
12、优选的，所述的酸溶液为盐酸溶液和/或硫酸溶液，进一步优选为质量分数为10～36％的盐酸或质量分数为10～50％的硫酸。
13、优选的，步骤(2)酸溶液中酸性物质所含氢离子与步骤(1)碱性胺类物质所含氢氧根离子的摩尔比为1.1:1～4:1。
14、所述的2,5-呋喃二甲酸纯品的纯度≥99.98％，金属元素的含量在10ppm以内，其中，金属元素包括钠、钾、铁、镁、钙中的至少一种。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
16、(1)现有技术中，制备低金属含量的呋喃二甲酸并未引起关注；针对以2,5-呋喃二甲酸为原料，利用不含金属元素的碱性胺类物质进行中和反应从而实现金属杂质纯化的技术方案也并未见报道；本专利技术提供的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，仅通过2,5-呋喃二甲酸与碱性胺类物质的中和反应得到含呋喃二甲酸盐的水溶液，以及过滤、萃取和酸溶液析出的操作即可制备得到纯度达到99.98％以上的2,5-呋喃二甲酸纯品，各步骤之间协同发挥作用，保证了2,5-呋喃二甲酸纯品的高纯度以及低金属含量；
17、(2)本专利技术方法工艺条件温和简便，不引入额外的金属元素且不需要加入金属脱除剂等额外添加剂，所用碱性胺类物质不含金属元素、易于挥发，同时副产物(如氯化铵)也容易挥发、分解，步骤简单高效，效果好。
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1.一种2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，所述的粗品2,5-呋喃二甲酸的纯度为98％以上。
3.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，所述的碱性胺类物质与粗品2,5-呋喃二甲酸的摩尔比为2:1～5:1。
4.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，步骤(1)中，将粗品2,5-呋喃二甲酸加入至碱性胺类物质中，充分搅拌，并在加热条件下搅拌反应，加热温度为40～80℃，反应时间为0.5～5h。
5.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，步骤(2)中，采用有机溶剂萃取过滤液，所述的有机溶剂包括三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，步骤(2)中，在搅拌条件下，以0.5s～2s每滴的速率将收集的水相滴入酸溶液中进行酸化处理。
7.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征
8.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，步骤(2)酸溶液中酸性物质所含氢离子与步骤(1)碱性胺类物质所含氢氧根离子的摩尔比为1.1:1～4:1。
9.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，所述的2,5-呋喃二甲酸纯品的纯度≥99.98％，金属元素的含量在10ppm以内，其中，金属元素包括钠、钾、铁、镁、钙中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，所述的粗品2,5-呋喃二甲酸的纯度为98％以上。
3.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，所述的碱性胺类物质与粗品2,5-呋喃二甲酸的摩尔比为2:1～5:1。
4.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，步骤(1)中，将粗品2,5-呋喃二甲酸加入至碱性胺类物质中，充分搅拌，并在加热条件下搅拌反应，加热温度为40～80℃，反应时间为0.5～5h。
5.根据权利要求1所述的2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于，步骤(2)中，采用有机溶剂萃取过滤液，所述的有机溶剂包括三氯甲烷、二氯甲烷、...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟伟，王英杰，卢光明，刘小青，
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：
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