[发明专利]一种呋喃类二元羧酸的纯化方法

说明书

本发明公开了一种呋喃类二元羧酸的纯化方法，包括步骤：(1)将呋喃类二元羧酸溶解于其良溶剂中，获得浓度≥100g/L的呋喃类二元羧酸溶液；或直接取含有浓度≥100g/L的呋喃类二元羧酸的溶液；(2)加入该呋喃类二元羧酸的不良溶剂，其中，不良溶剂与良溶剂的体积比为0.2～30：1，呋喃类二元羧酸在混合溶剂中过饱和，结晶析出；(3)经固液分离、洗涤，即得纯化的呋喃类二元羧酸结晶。该方法适用性广、步骤少、操作简便、耗时短，易于工业化生产，产品纯度能达到99％，且产率能够达到80％以上。

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，具体涉及一种呋喃类二元羧酸的纯化方法。

背景技术

呋喃类二元羧酸是一类重要的化工原料，其中2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是重要的聚酯合成单体，用于制造聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)等,广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域。而FDCA、3,4-呋喃二甲酸及2,4-呋喃二羧酸等作为优良的生物基平台化合物,可以替代多种石油基单体用于化工合成，对环境保护有重要意义。

针对呋喃类二元羧酸的提纯，CN103965146B公开了一种呋喃二甲酸的纯化方法：将待纯化的呋喃二甲酸溶于水中，过滤后再酸化滤液，通过成盐反应沉淀得到固体，经后处理即得高纯度呋喃二甲酸。但是这种方法发生了化学反应，中间生成了呋喃二甲酸钠盐，初始反应和中和过程用到大量的碱和酸，得到的产品还需除盐。

CN104334537A公开了通过将溶解于加氢溶剂中的FDCA组合物加氢而纯化粗呋喃2,5-二甲酸组合物(cFDCA)，并在温和条件，如130～225℃，10～900psi的氢气分压及加氢催化剂存在下，在使溶剂化的FDCA组合物与氢气接触而进行加氢的方法制得具有低量四氢呋喃二甲酸、低量5-甲酰基呋喃-2-甲酸(FFCA)等产物的FDCA组合物。目前，FDCA提纯的方法研究较少，用5-羟甲基糠醛直接氧化或催化剂催化氧化得到的FDCA与粗对苯二甲酸一样常含有中间产物、有色物质等杂质。

目前还没有较为通用的方法进行呋喃类二元羧酸的提纯，而减压降温结晶法耗能较高，因此需要寻求更好的解决方案。

发明内容

为了克服现有技术所存在的问题，本发明提供一种呋喃类二元羧酸的纯化方法，该方法适用性广、操作简单、方便，常温下也可进行，解决了呋喃类二元羧酸难以快速提纯的问题。

本发明技术的原理是：根据呋喃类二元羧酸在不同溶剂中溶解度的不同，向呋喃类二元羧酸溶解度较大的溶剂中添加另一种呋喃类二元羧酸溶解度较低的溶剂,呋喃类二元羧酸在混合溶剂中的溶解度会变小，溶液快速过饱和，从而使溶质结晶析出。而杂质因浓度较低保留在结晶母液中不能结晶析出或少量析出，从而实现呋喃类二元羧酸的快速纯化。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种呋喃类二元羧酸的纯化方法，具体包括步骤：

(1)将呋喃类二元羧酸溶解于其良溶剂中，获得浓度≥100g/L的呋喃类二元羧酸溶液；或直接取含有浓度≥100g/L的呋喃类二元羧酸的溶液；

(2)加入该呋喃类二元羧酸的不良溶剂，其中不良溶剂与良溶剂体积比为0.2～30：1，呋喃类二元羧酸在混合溶剂中过饱和，结晶析出；

(3)经固液分离、洗涤，获得纯化的呋喃类二元羧酸结晶；

其中良溶剂为25℃下，呋喃类二元羧酸溶解度≥10％的溶剂,不良溶剂为100℃下，呋喃类二元羧酸溶解度≤5％的溶剂。

在本发明中，作为进一步说明，所述的呋喃类二元羧酸包括2,5-呋喃二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、2,4-呋喃二羧酸、呋喃-2,3-二羧酸、2-甲基-3,4-呋喃二甲酸、四氢呋喃-2,5-二羧酸和(3R,4S)-四氢-3,4-呋喃二甲酸等。