[发明专利]一种呋喃二羧酸化合物的制备方法

说明书

本申请提供了一种呋喃二羧酸化合物的制备方法，以糠酸或其酯化物为原料，通过简单的化学反应制备出呋喃二羧酸化合物，使单官能度的呋喃化合物实现双官能度化。该方法原料来源丰富、廉价易得，制备方法简单高效、流程短、副产物少，采用该方法制备的呋喃二羧酸化合物纯度高，可满足作为高性能聚酯、环氧树脂、聚酰胺、聚氨酯等聚合物的原料以及作为化工原料和医药中间体原料的要求。

技术领域

本申请属于高性能聚酯、环氧树脂、聚酰胺和聚氨酯等聚合物单体制备和化工、医药中间体的技术领域，具体地，本申请涉及一种呋喃二甲酸的制备方法。

背景技术

呋喃二羧酸(呋喃二甲酸)化合物因含有刚性的呋喃环和对位的二甲酸基结构，可直接用于聚酯、环氧树脂、聚酰胺、聚氨酯等高性能聚合物的制备。采用呋喃二酸制备的聚合物在强度、模量、抗蠕变等方面具有优良的力学性能，同时具有更高的玻璃化转变温度和热变形温度。此外，呋喃二羧酸化物本身也可以作为化工原料和医药中间体使用。

目前呋喃二甲酸主要由5-羟甲基糠醛(HMF)为原料、氧化得到，但原料HMF制备困难，成本高，很难实现大规模工业化应用的缺点。纵使HMF制备工艺改进，收率提高，但制备HMF的起始原料为果糖和葡萄糖，是主要的食品原料，若用于大规模工业生产，势必打破食品供应链平衡。

综上所述，本领域尚缺乏一种高效率，成本低廉地通过生物基化学品制备双官能度的呋喃化合物的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效率，成本低廉地通过生物基化学品制备双官能度的呋喃化合物的方法。

本发明的第一方面，提供了一种呋喃二羧酸化合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)用糠酸或其酯化物与卤代烃、脂肪醇和催化剂进行接触反应，得到第一反应混合物；

(2)对所述的第一反应混合物进行降温，然后进行减压蒸馏，得到第二反应混合物；

(3)将所述的第二反应混合物与碱性水溶液混合进行反应，反应完成后，调节反应混合物pH＜3，分离析出的固体，得到呋喃二羧酸化合物。

在另一优选例中，所述的碱性水溶液为选自下组的物质的水溶液：碱金属或碱土金属的氧化物、碱金属或碱土金属的氢氧化物、碱金属或碱土金属的碳酸盐、氨水；优选地，所述的碱性水溶液为选自下组的物质的水溶液：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧锂、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钠、碳酸钾、氨水，或其组合。

在另一优选例中，所述的调节pH是使用选自下组的酸性物质进行：无机酸性物质，和/或有机酸性物质；优选地，所述酸性物质选自下组：盐酸、硫酸、磷酸、甲酸、甲磺酸、三氟化硼乙醚络合物、苯甲磺酸，或其组合。

在另一优选例中，所述的反应中，所述的脂肪醇与糠酸或其酯化物的投料摩尔比为1-30:1，优选为5-20:1，进一步优选为6-15:1。

在另一优选例中，当使用糠酸作为反应物时，所述的反应中脂肪醇与糠酸的投料摩尔比为1-30:1，优选为5-20:1，进一步优选为6-15:1。

在另一优选例中，当使用糠酸酯化物作为反应物时，所述的反应中脂肪醇与糠酸的投料摩尔比为1-15:1，优选为2-10:1，进一步优选为3-8:1。

在另一优选例中，所述催化剂为选自下组的金属的化合物：Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Cr、Zr、Al、V，或其组合。

在另一优选例中，所述催化剂为选自下组的金属的化合物：Fe、Co、Ni、Cr，或其组合。

在另一优选例中，所述催化剂选自下组：氯化铁、溴化铁、碘化铁、二乙基铁、乙酰丙酮铁、氯化钴、溴化钴、碘化钴、二乙基钴、乙酰丙酮钴、氯化镍、溴化镍、碘化镍、二乙基镍、乙酰丙酮镍、或其组合。