CN112174917B - 粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法 - Google Patents

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Abstract

一种粗制2,5‑呋喃二甲酸的纯化方法，该粗制2,5‑呋喃二甲酸包括2,5‑呋喃二甲酸及呋喃衍生物杂质，该呋喃衍生物杂质含有2‑呋喃甲酸，该纯化方法包含以下步骤：(a)使该粗制2,5‑呋喃二甲酸与溶剂混合，以得到混合溶液，该溶剂包括醇；(b)加热该混合溶液以使该粗制2,5‑呋喃二甲酸完全溶解于该溶剂；及(c)在该步骤(b)之后，冷却该混合溶液以使2,5‑呋喃二甲酸再结晶。该粗制2,5‑呋喃二甲酸的纯化方法可从粗制2,5‑呋喃二甲酸中有效排除2‑呋喃甲酸，并得到高纯度的2,5‑呋喃二甲酸。

Description

粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法
技术领域
本发明涉及一种粗制(crude)2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，特别是涉及一种含有2-呋喃甲酸的粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法。
背景技术
2,5-呋喃二甲酸(2,5-Furandicarboxylic acid,FDCA)可由生物质(biomass)制造，而无需通过石化工业炼制生产，因此被视为是一种绿色化学工业上的化合物。FDCA可替代制造聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)的原料对苯二甲酸(terephthalic acid)，其制得的塑料聚呋喃二甲酸乙二醇酯(polyethylene furanoate,PEF)甚至具有较PET更高的阻气(例如：阻氧、阻水蒸气、阻二氧化碳等)效果。
现有绿色化学工业上合成FDCA的方式，是将醣类脱水产生的呋喃衍生物(furanderivatives)[例如：5-羟甲基糠醛(HMF)、5-(烷氧基甲基)糠醛(RMF)等]进行氧化而得到FDCA，但在粗制产物中常含有呋喃衍生物杂质，在呋喃衍生物杂质的分子中只具有一个羧基而与FDCA不同，若不设法进一步纯化粗制FDCA，这些呋喃衍生物杂质在后续制造PEF的过程中将使得聚合物的链长缩短，进而影响PEF塑料的加工性质。
美国专利US 8969404 B2公开一种粗制FDCA的纯化方法，是将杂质5-甲酰基-呋喃-2-甲酸(FFCA)选择性地氢化形成水溶性的其他呋喃衍生物，进而与非水溶性的FDCA分离，然而，其需要在高温(约170℃)及高压中使粗制产物溶解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，可以克服上述背景技术的缺点。
在本发明的粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法中，该粗制2,5-呋喃二甲酸包括2,5-呋喃二甲酸及呋喃衍生物杂质，该呋喃衍生物杂质含有2-呋喃甲酸(2-furoic acid,2-FA)，该纯化方法包含以下步骤：(a)使该粗制2,5-呋喃二甲酸与溶剂混合，以得到混合溶液，该溶剂包括醇；(b)加热该混合溶液以使该粗制2,5-呋喃二甲酸完全溶解于该溶剂；及(c)在该步骤(b)之后，冷却该混合溶液以使2,5-呋喃二甲酸再结晶，以得到经纯化的2,5-呋喃二甲酸固体。
优选地，该醇是选自于甲醇、乙醇、异丙醇或其组合。更优选地，该醇是乙醇。
优选地，该溶剂还包括水。更优选地，在该溶剂中，该醇与水的重量比例范围为5：1至5：5。
优选地，该步骤(b)是加热该混合溶液至第一温度，该第一温度的范围为40-120℃。
优选地，该步骤(c)是冷却该混合溶液至第二温度，该第二温度的范围为0-30℃。
优选地，在该步骤(c)之后，还包含移除2-呋喃甲酸的步骤(d)。更优选地，该步骤(d)是通过以下子步骤所实施：(d1)过滤移除该步骤(c)的液体部分以收集该经纯化的2,5-呋喃二甲酸固体；及(d2)在该步骤(d1)之后，在80-130℃中烘干该经纯化的2,5-呋喃二甲酸固体。
本发明的有益效果在于：该粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法可从粗制2,5-呋喃二甲酸中有效排除2-呋喃甲酸，并得到高纯度的2,5-呋喃二甲酸。
具体实施方式
以下将就本发明内容进行详细说明：
在本发明粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法中，该粗制2,5-呋喃二甲酸包括2,5-呋喃二甲酸及呋喃衍生物杂质，该呋喃衍生物杂质含有2-呋喃甲酸，该纯化方法包含以下步骤：(a)使该粗制2,5-呋喃二甲酸与溶剂混合，以得到混合溶液，该溶剂包括醇；(b)加热该混合溶液以使该粗制2,5-呋喃二甲酸完全溶解于该溶剂；及(c)在该步骤(b)之后，冷却该混合溶液以使2,5-呋喃二甲酸再结晶，以得到经纯化的2,5-呋喃二甲酸固体。
该醇的例子包括,但不限制于甲醇、乙醇、异丙醇或其组合。
本发明将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，所述实施例仅为例示说明用，而不应被解释为本发明实施的限制。
实施例
＜实施例1-4＞
将1.0g含有FDCA及呋喃衍生物杂质(含有约526ppm 2-FA)的粗制FDCA放入容器中，分别加入49.0、24.0、15.7、13.3g甲醇并密封。加热该经密封的容器，以分别使容器中的温度上升至40、65、80、95℃，以完全溶解该粗制FDCA，并维持温度10min。
使容器中的温度下降至0℃，并维持温度30min，以使FDCA再结晶。随后，取出容器内容物进行抽气过滤，并在100℃中烘干经过滤分离得到的固体。
＜实施例5、6＞
实施例5、6的操作步骤分别与实施例1、2类似，差异处在于将甲醇改变为乙醇，并将加热的温度分别改变为60、85℃，以完全溶解该粗制FDCA。
＜实施例7、8＞
实施例7、8的操作步骤与实施例5类似，差异处在于将乙醇的用量分别改变为19.0、15.7g，并将加热的温度分别改变为100、110℃，以完全溶解该粗制FDCA。
＜实施例9、10＞
将1.0g含有FDCA及呋喃衍生物杂质(含有约526ppm 2-FA)的粗制FDCA放入容器中，分别加入39.0、24.0g混合溶剂(其中甲醇与水的重量比为5：3)并密封。加热该经密封的容器，以分别使容器中的温度上升至65、80℃，以完全溶解该粗制FDCA，并维持温度10min。
使容器中的温度下降至0℃，并维持温度30min，以使FDCA再结晶。随后，取出容器内容物进行抽气过滤，并在100℃中烘干经过滤分离得到的固体。
＜实施例11、12＞
实施例11、12的操作步骤分别与实施例9、10类似，差异处在于将混合溶剂改变为乙醇，其中乙醇与水的重量比为5：3，并将加热的温度分别改变为60、75℃，以完全溶解该粗制FDCA。
＜实施例13＞
实施例13的操作步骤与实施例12类似，差异处在于将混合溶剂的用量改变为15.7g，并将加热的温度改变为88℃，以完全溶解该粗制FDCA。
＜实施例14-17＞
实施例14-17的操作步骤与实施例13类似，差异处在于将乙醇与水的重量比改变为5：1、5：2、5：4、5：5，并将加热的温度分别改变为90、85、90、93℃，以完全溶解该粗制FDCA。
＜比较例1、2＞
比较例1、2的操作步骤与实施例8类似，其中比较例2是使用可耐高压的容器，差异处在于将乙醇改变为水，并将加热的温度分别改变为90、170℃，以完全溶解该粗制FDCA。
＜2-FA排除率分析及FDCA纯度分析＞
以甲醇分别溶解纯化前的粗制FDCA、实施例1-17及比较例1、2的经烘干的固体，并以HPLC(C18管柱，动相为乙腈与0.05％磷酸水溶液，以10％：90％至100％：0％的梯度冲提)分别分析其2-FA含量及FDCA含量，并计算实施例1-17及比较例1、2的2-FA排除率及FDCA纯度，结果分别如下表1所示。
表1
Figure BDA0002169220100000041
/>
Figure BDA0002169220100000051
由表1的结果可以得知：实施例1-17的2-FA排除率皆在55％以上，且FDCA纯度皆在99.5％以上，显示其可从粗制FDCA中有效排除2-FA，并得到高纯度的FDCA。而比较例1的2-FA排除率仅有7％，且FDCA纯度仅有99.2％，显示其从粗制FDCA中排除2-FA的效果不佳，仍然得不到高纯度的FDCA。至于比较例2虽然也可从粗制FDCA中有效排除2-FA，并得到高纯度的FDCA，但需要加热至170℃才得以完全溶解该粗制FDCA。
综上所述，本发明粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法可从粗制2,5-呋喃二甲酸中有效排除2-呋喃甲酸，并得到高纯度的2,5-呋喃二甲酸，所以确实能达成本发明的目的。
以上所述，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (5)

1.一种粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，该粗制2,5-呋喃二甲酸包括2,5-呋喃二甲酸及呋喃衍生物杂质，该呋喃衍生物杂质含有2-呋喃甲酸，其特征在于：该纯化方法包含以下步骤：
(a)使该粗制2,5-呋喃二甲酸与溶剂混合，以得到混合溶液，该溶剂包括乙醇及水，在该溶剂中，乙醇与水的重量比例范围为5：2至5：4；
(b)加热该混合溶液以使该粗制2,5-呋喃二甲酸完全溶解于该溶剂；及
(c)在该步骤(b)之后，冷却该混合溶液以使2,5-呋喃二甲酸再结晶，以得到经纯化的2,5-呋喃二甲酸固体。
2.根据权利要求1所述的粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于：该步骤(b)是加热该混合溶液至第一温度，该第一温度的范围为40-120℃。
3.根据权利要求1所述的粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于：该步骤(c)是冷却该混合溶液至第二温度，该第二温度的范围为0-30℃。
4.根据权利要求1所述的粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于：在该步骤(c)之后，还包含移除2-呋喃甲酸的步骤(d)。
5.根据权利要求4所述的粗制2,5-呋喃二甲酸的纯化方法，其特征在于：该步骤(d)是通过以下子步骤所实施：
(d1)过滤移除该步骤(c)的液体部分以收集该经纯化的2,5-呋喃二甲酸固体；及
(d2)在该步骤(d1)之后，在80-130℃中烘干该经纯化的2,5-呋喃二甲酸固体。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116162074B (zh) * 2023-03-21 2024-03-12 吉林省中科聚合工程塑料有限公司 一种2，5-呋喃二甲酸的纯化方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105531245A (zh) * 2013-08-30 2016-04-27 福兰尼克斯科技公司 用于纯化包含2-甲酰基-呋喃-5-羧酸和2,5-呋喃二羧酸的酸组合物的方法
JP2017190316A (ja) * 2016-04-15 2017-10-19 三菱ケミカル株式会社 ２，５−フランジカルボン酸の精製方法
CN107848998A (zh) * 2015-06-05 2018-03-27 辛维纳有限合伙公司 用于制备纯化的酸组合物的方法
WO2019072920A1 (de) * 2017-10-12 2019-04-18 Synphabase Ag Verfahren zur herstellung von furan-2.5-dicarbonsäure
CN109721578A (zh) * 2017-10-30 2019-05-07 财团法人工业技术研究院 以结晶法纯化2,5-呋喃二甲酸的粗产物的溶剂与方法
CN109797434A (zh) * 2017-11-16 2019-05-24 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种2,5-呋喃二甲酸单晶及其制备方法
EP3505514A1 (en) * 2017-12-29 2019-07-03 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method for purifying and removing color of 2,5-furandicarboxylic acid (fdca)
WO2019132663A1 (en) * 2017-12-29 2019-07-04 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Method for purifying and removing color of fdca

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105531245A (zh) * 2013-08-30 2016-04-27 福兰尼克斯科技公司 用于纯化包含2-甲酰基-呋喃-5-羧酸和2,5-呋喃二羧酸的酸组合物的方法
CN107848998A (zh) * 2015-06-05 2018-03-27 辛维纳有限合伙公司 用于制备纯化的酸组合物的方法
JP2017190316A (ja) * 2016-04-15 2017-10-19 三菱ケミカル株式会社 ２，５−フランジカルボン酸の精製方法
WO2019072920A1 (de) * 2017-10-12 2019-04-18 Synphabase Ag Verfahren zur herstellung von furan-2.5-dicarbonsäure
CN109721578A (zh) * 2017-10-30 2019-05-07 财团法人工业技术研究院 以结晶法纯化2,5-呋喃二甲酸的粗产物的溶剂与方法
CN109797434A (zh) * 2017-11-16 2019-05-24 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种2,5-呋喃二甲酸单晶及其制备方法
EP3505514A1 (en) * 2017-12-29 2019-07-03 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method for purifying and removing color of 2,5-furandicarboxylic acid (fdca)
WO2019132663A1 (en) * 2017-12-29 2019-07-04 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Method for purifying and removing color of fdca

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Mutual Influence of Furfural and Furancarboxylic Acids on Their Solubility in Aqueous Solutions: Experiments and Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory (PC-SAFT) Predictions";Harrison B. Rose et al.;《J. Chem. Eng. Data》;20180411;第1460-1470页 *
"Recent Advances in the Catalytic Synthesis of 2,5-Furandicarboxylic Acid and Its Derivatives";Zehui Zhang et al.;《ACS Catal.》;20150916;第5卷;第6529-6544页 *
"基于PA10T的生物基耐高温聚酰胺的合成";孙学科 等;《工程塑料应用》;20170228;第45卷(第2期);第1-5页 *

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