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从生物质衍生原料到2,5-呋喃二甲酸产品的合成研究进展

2021-03-08郭重阳王玉高申峻牛艳霞刘刚盛清涛

化工进展 2021年2期
关键词:催化剂

郭重阳,王玉高,申峻,牛艳霞,刘刚,盛清涛

(太原理工大学化学化工学院,山西太原030024)

在经济高速发展的今天,随着环境污染的不断增加和化石燃料的逐渐枯竭,寻找绿色可再生的生物基原料来代替传统化石原料的问题越来越为人们所关注[1]。2,5-呋喃二甲酸(2,5-FDCA)作为一种敏感性强、稳定性好的化工中间体,可用于合成多种精细化学品和呋喃衍生聚合物。在碱性条件下2,5-FDCA 可溶于水,酸性条件下为白色粉末状固体,是制备耐腐蚀塑料的重要单体。而且由于具有与石油基单体对苯二甲酸(PTA)相类似的芳环体系[2]和合成聚酯所需的二酸结构,2,5-FDCA成为一种适合与二醇和二胺进行缩聚反应的单体[3]。

在2004 年,美国能源部首次提出了12 种具有高附加值的生物基化学物质,其中就包含2,5-FDCA。该名单于2010年更新后,2,5-FDCA再次被列入其中,由于具有巨大的市场潜力而被称为“沉睡的巨人”[4]。2,5-FDCA 作为一种绿色生物基物质,可应用于合成聚酯、塑化剂、消防及医药领域[5]。特别是在聚酯行业,2,5-FDCA无论是合成聚酯还是共聚酯,其热力学性能都与传统的PTA 聚酯和共聚酯比较接近。近年来聚酯下游产品需求旺盛,PTA作为重要的石油基化工单体,产能和产量得以迅猛发展。截止2019 年,我国PTA 产量占全球比例约为57.4%,PTA表观消费量已经达到4514万吨/年。据公开资料显示,预计2020—2022 年,PTA 将迎来新一轮产能投放周期,至2022 年底,PTA 合计有2930 万吨的产能投放计划。但由于化石能源的不可再生性,所以寻找绿色节能的PTA替代物成为社会发展的需要,而2,5-FDCA 作为最理想的PTA 替代物[6]必将成为未来研究发展的重点。……

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