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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种2,5-呋喃二甲酸组合物的提纯方法及其应用,属于提纯领域。
技术介绍
1、呋喃2,5-二甲酸(“fdca”)被认为是对苯二甲酸和间苯二甲酸有希望的生物基替代品,其主要通过生物源果糖水解转化为hmf,再经氧化制备,或是由葡萄糖经氧化转化为葡萄糖二酸,再经脱水制备,再者由生物源糠醛经羧基化和氧化制备。
2、上述反应可以很好地进行并以很高的产率实现制备和生产,其中尤以hmf路径为最,受到化工行业包括国际化工巨头的极大关注和大力推进,规模化进度也最快。但反应过程中存在着许多的副反应,如脱羧(产生2-呋喃甲酸)、卤代(产生卤代羧酸)、不完全氧化(产生2,5-二甲酰基呋喃和5-甲醛基呋喃-2-羧酸以及2-甲酰基呋喃-2-羧酸)、醚化(双-(5-甲酰基糠基)醚、双-(5-羧基糠基)醚)等,使得fdca产品中存在着许多的单羧基、双羧基、单醛、二醛、卤代物等杂质。这些副产物不仅影响了fdca的色相,还在fdca下游聚合应用中将色相带入终聚产物中,同时单羧基化合物及单醛进一步氧化产生的单羧基化合物也会影响聚合物的链增长,导致低粘度聚合物的产生和聚合物分子量排布的分散,醛类化合物和卤代物还会影响催化剂的反应活性,导致聚合过程中催化剂用量的增加和副反应的扩大化,进而影响聚合物的色相和性能。因此需要对fdca产品进行纯化,将这些副产物降低到一个很低的限量以保证其在聚合中的应用。
3、cn 103965146 b介绍了一种将fdca组合物通过先碱溶-活性炭吸附-再酸化的方式,去除fdca中2-羧基糠醛和乙酸的方法;cn
4、cn 106117169 b中介绍的制备方法中采用冰乙酸/去离子水混合溶剂重结晶的方法,对fdca组合物进行纯化,由于fdca对乙酸和水溶解度很小,因此该方法的精制效率不足,且提纯度的纯度未明示。cn105531245b中介绍了一种通过与醇先酯化分离再水解的方式减少fdca中2-甲酰基呋喃-2-羧酸副产物的方法,该方法可大幅度减少2-甲酰基呋喃-2-羧酸的含量,但对其他副产物的纯化效果未知。
5、cn 110713474 a中介绍了一种利用酰胺类、亚砜类或砜类溶剂对fdca进行加合结晶再利用结晶产物溶解度随温度变化的差异性,进行结晶再氮气吹除溶剂的方式进行提纯,可以完全去除2,5-二甲酰基呋喃和5-甲醛基呋喃-2-羧酸,但是对其他杂质的脱除效果稍弱,fdca的液相纯度最高可达99.94%。
6、在已报道的制备fdca的方法中,在取得fdca粗产品后,溶解再结晶分离的方法是一种高效易行的方式来实现对fdca的纯化,通过醇、乙酸、水、醇醚、亚砜类或砜类等极性溶剂对fdca进行加热溶解,再低温析晶,实现纯化,或者通过酰胺类溶剂进行铵盐化、碱溶成盐或者皂化提升溶解度,提升单次的溶解浓度,分离后再吹除溶剂,盐或皂化物则通过酸化或水解的方式,得到较高纯度的fdca产品。尽管现有方法可以有效地提升fdca产品的纯度,甚至达到99.94%,但其脱除对象基本聚焦在2-甲酰基呋喃-2-羧酸(ffca)、2,5-二甲酰基呋喃(dff)和5-甲醛基呋喃-2-羧酸(hmfca)等不完全氧化产物和2-呋喃甲酸等脱羧产物上,对于fdca中微量但广泛存在的卤代单羧酸化合物、双甲酰基醚、双羧基醚、不饱和羧酸等副产物的处理效果则未述及,目前还没有很好的方法可以实现脱除,而这些杂质对其聚合过程控制有着重要的影响。
7、因此很有必要开发一种有效且经济的方法来脱除这些杂质,并保证将些杂质控制在很低的限量,且不消耗大量的能量和产生大量的废水,保持其产业低碳属性。
技术实现思路
1、根据本申请的一个方面,提供了一种2,5-呋喃二甲酸组合物的提纯方法,所述方法包括以下步骤:
2、将所述2,5-呋喃二甲酸组合物分散于洗脱剂s中,经回流-打浆洗脱,得2,5-呋喃二甲酸纯化物;
3、所述洗脱剂s为含有一元羧酸的极性混合溶剂;
4、所述2,5-呋喃二甲酸组合物包括2,5-呋喃二甲酸和杂质;
5、所述杂质包括卤代单羧基化合物、二醛基化合物、双羧基化合物中的至少一种。
6、可选的,所述洗脱剂s为沸程在80~170℃区间内的极性溶剂a与一元羧酸b的混合溶剂。
7、可选地,极性溶剂a选自1,4-二氧六环、乙酸、丙酸、丁酸、异丙醇、正丁醇中的至少一种。
8、可选地,所述一元羧酸b为带非极性端的一元羧酸。
9、可选地,所述一元羧酸b选自甲酸、乙酸、丙酸、异丁酸、正戊酸中的至少一种。
10、可选地,所述卤代单羧基化合物选自5-氯-2-呋喃甲酸、5-溴-2-呋喃甲酸、4-溴-2-呋喃甲酸、3-溴-2-呋喃甲酸中的至少一种;
11、所述二醛基化合物选自双-(5-甲酰基糠基)醚、2,2'-双呋喃-5,5'-二甲醛、已二醛、丁二醛中的至少一种;
12、所述双羧基化合物选自双-(5-羧基糠基)醚、2,2'-双呋喃-5,5'-二羧酸、丁二酸中的至少一种。
13、可选地,所述2,5-呋喃二甲酸组合物中,2,5-呋喃二甲酸的液相纯度≥99%,各单一杂质的含量≤0.6%。
14、可选地,所述极性混合溶剂中,极性溶剂a与一元羧酸b的质量比为0.1~4:1。
15、可选地,所述回流-打浆洗脱包括以下步骤:
16、s1:将所述2,5-呋喃二甲酸组合物分散于洗脱剂s中,先在t1温度下以转速n1打浆t1时间,然后在转速n2的条件下,以降温速率k降温至t2温度,而后进行过滤,滤饼用洗脱剂s洗涤压干;
17、s2:重复s1步骤操作1~3次,然后将所得滤饼压干后,进行干燥;
18、其中,t1=90~140℃,t1=1~2h,n1=200~600rpm;
19、t2=20~40℃,n2=100~200rpm,k=5~10℃/min。
20、现有已报道的对fdca的提纯方法,其主要原理有两种,一是溶解结晶,通过合适的溶剂体系或者皂化或成盐来提升fdca在溶剂中的溶解度,再通过固体析出的方式,将fdca分离出来,达到纯化的目的;二是通过加氢的方式,在组合溶剂中将溶解部分的fdca和杂质加氢并溶解在溶剂中,再分离得到更高纯度的fdca。但这些方法主要聚集在fdca的不完全氧化物,如hmfca、ffca、dff,或者氧化产物马来酸,或者原料hmf等的脱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种2,5-呋喃二甲酸组合物的提纯方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:将所述2,5-呋喃二甲酸组合物分散于洗脱剂S中,经回流-打浆洗脱,得2,5-呋喃二甲酸纯化物;
2.根据权利要求1所述的提纯方法,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的提纯方法,其特征在于,所述卤代单羧基化合物选自5-氯-2-呋喃甲酸、5-溴-2-呋喃甲酸、4-溴-2-呋喃甲酸、3-溴-2-呋喃甲酸中的至少一种;
4.根据权利要求2所述的提纯方法,其特征在于,所述组合物与洗脱剂S的质量比为1:3~8,所述洗脱剂S中,极性溶剂A与一元羧酸B的质量比0.1~4:1。
5.根据权利要求1所述的提纯方法,其特征在于,所述回流-打浆洗脱包括以下步骤:
6.一种权利要求1~5任一项所述的提纯方法在合成聚呋喃二甲酸乙二醇酯中的应用,其特征在于,所述合成聚呋喃二甲酸乙二醇酯的步骤包括:
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述2,5-呋喃二甲酸纯化物中的2,5-呋喃二甲酸的液相纯度为99.99%~99.999%;
8.根据权利要求
9.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,
10.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,
...【技术特征摘要】
1.一种2,5-呋喃二甲酸组合物的提纯方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:将所述2,5-呋喃二甲酸组合物分散于洗脱剂s中,经回流-打浆洗脱,得2,5-呋喃二甲酸纯化物;
2.根据权利要求1所述的提纯方法,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的提纯方法,其特征在于,所述卤代单羧基化合物选自5-氯-2-呋喃甲酸、5-溴-2-呋喃甲酸、4-溴-2-呋喃甲酸、3-溴-2-呋喃甲酸中的至少一种;
4.根据权利要求2所述的提纯方法,其特征在于,所述组合物与洗脱剂s的质量比为1:3~8,所述洗脱剂s中,极性溶剂a与一元羧酸b的质量比0....
【专利技术属性】
技术研发人员:游训,张维,刘木山,王杰,李长钰,章璇,林洋豪,
申请(专利权)人:浙江糖能科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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