通過(guò)加氫對(duì)粗呋喃2,5-二甲酸的純化的制作方法
【專利摘要】用于通過(guò)將溶解于加氫溶劑如水中的FDCA組合物加氫而純化粗呋喃2,5-二甲酸組合物(cFDCA)，并在溫和條件如在130℃至225℃范圍內(nèi)的溫度下通過(guò)在加氫催化劑存在下在10psi至900psi的氫氣分壓下使溶劑化的FDCA組合物與氫氣接觸而進(jìn)行加氫的方法。制得具有低量四氫呋喃二甲酸，低b*和低量5-甲?；秽?2-甲酸(FFCA)的產(chǎn)物FDCA組合物。
【專利說(shuō)明】通過(guò)加氫對(duì)粗映喃2, 5-二甲酸的純化
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用 本申請(qǐng)要求2012年6月22日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/663, 246的優(yōu)先權(quán)，其 全部公開(kāi)內(nèi)容并入本文中作為參考。 發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明一般涉及純化的呋喃2, 5-二甲酸的制備。具體地，本發(fā)明涉及通過(guò)溫和加 氫進(jìn)行的粗呋喃2, 5-二甲酸的純化。
[0003] 發(fā)明背景 將芳族二甲酸如對(duì)苯二甲酸和間苯二甲酸用于制備各種聚酯產(chǎn)品，其重要實(shí)例為聚 (對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)和其共聚物。這些芳族二甲酸通過(guò)從化石燃料獲得的相應(yīng)的二烷基 芳族化合物的催化自氧化合成（US 2006/0205977 Al)。主要由于化石儲(chǔ)量不斷減少和其相 關(guān)環(huán)境影響，對(duì)使用可再生資源作為化工廠的原料的興趣逐漸增大。
[0004] 呋喃2, 5-二甲酸（"FDCA"）為通用型中間體，其被認(rèn)為是對(duì)苯二甲酸和間苯二甲 酸的有希望的最接近的生物基替代品。其通過(guò)如下式1中所示的5-(羥甲基）糠醛（5-HMF) 的催化氧化；或通過(guò)如下式2所示的5-HMF酯（5-R(CO) OCH2-糠醛，其中R =烷基、環(huán)烷基 和芳基）的催化氧化；或通過(guò)如下式3所示的5-HMF醚（5-R' OCH2-糠醛，其中R' =烷基、 環(huán)烷基和芳基）的催化氧化；或通過(guò)下式4所示的5-烷基糠醛（5-R'糠醛，其中R'' = 烷基、環(huán)烷基和芳基）的催化氧化合成，在每種情況下都使用Co/Mn/Br催化劑體系。也可 以使用5-HMF和5-HMF酯的混合原料、5-HMF和5-HMF醚的混合原料和5-HMF和5-烷基糠 醛的混合原料。
【權(quán)利要求】
1. 用于純化粗呋喃2, 5-二甲酸組合物（cFDCA)的方法，其包括： a) 提供包含呋喃2, 5-二甲酸（FDCA)固體、5-甲?；秽?2-甲酸（FFCA)和氧化溶 劑組合物的cFDCA組合物； b) 將加氫溶劑組合物與所述FDCA固體合并并將至少一部分所述FDCA固體溶解，從而 產(chǎn)生包含溶解的FDCA、所述加氫溶劑組合物和FFCA的溶劑化FDCA (sFDCA)組合物； c) 在加氫反應(yīng)區(qū)域中，在130°C至225°C的范圍內(nèi)的溫度下通過(guò)在加氫催化劑存在下 使所述sFDCA組合物與氫氣接觸對(duì)sFDCA加氫，從而將FFCA加氫并產(chǎn)生包含氫化的FFCA 物類、溶解的FDCA和所述加氫溶劑的呋喃2, 5-二甲酸組合物（hFDCA);和 e)將至少一部分所述溶解的FDCA從所述hFDCA組合物中分離以獲得產(chǎn)物FDCA (pFDCA)組合物。
2. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述cFDCA組合物包含至少： (i) 基于所述cFDCA組合物重量計(jì)的28 wt. %固體，其中基于所述固體重量計(jì)的至少 90 wt. %的所述固體為FDCA ;和 (ii) 至少 0? 2 wt. % FFCA。
3. 權(quán)利要求2所述的方法，其中所述cFDCA組合物具有至少5的b*。
4. 權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述cFDCA組合物中存在的FFCA按重量計(jì)的量相對(duì) 于存在于pFDCA中的FFCA降低至少100x倍。
5. 權(quán)利要求4所述的方法，其中FFCA降低至少500x倍。
6. 權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述cFDCA組合物進(jìn)料至蒸發(fā)器以從cFDCA組合 物除去至少一部分所述氧化溶劑以制備濃漿體；將所述濃漿體進(jìn)料至固/液分離區(qū)域以除 去至少一部分作為母液的所述氧化溶劑從而產(chǎn)生濕濾餅，洗滌所述濕濾餅以產(chǎn)生經(jīng)洗滌的 cFDCA濾餅；并將經(jīng)洗滌的cFDCA濾餅進(jìn)料至用于將經(jīng)洗滌的cFDCA濾餅溶解于加氫溶劑 組合物中的溶解區(qū)域。
7. 權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述cFDCA組合物進(jìn)料至固/液分離區(qū)域以將所述 氧化溶劑從所述cFDCA組合物中分離；在分離所述氧化溶劑之后或與其同時(shí)，將所述FDCA 固體與加氫溶劑合并以溶解至少98%的所述FDCA固體并從而產(chǎn)生溶劑化FDCA組合物。
8. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述sFDCA組合物包含： a) 低于1 wt. %的固體； b) 至少7 wt. %的量的溶解的FDCA;和 c) 至少50 wt. %的量的加氫溶劑； d) 至少大于Owt. %的量的FFCA; 每種情況都基于所述sFDCA組合物的重量計(jì)。
9. 權(quán)利要求1所述的方法，其中在130°C至低于200°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行加氫。
10. 權(quán)利要求1所述的方法，其中在有效制備含有基于所述pFDCA組合物中FDCA固體 重量計(jì)的小于500 ppm四氫呋喃二甲酸（"THFDCA"）的pFDCA組合物的條件下進(jìn)行加氫。
11. 權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述hFDCA組合物結(jié)晶。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的方法，其中所述加氫溶劑包含至少90 wt. %的水。
13. 權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的方法，其中在10 psi至900 psi范圍內(nèi)的氫氣分壓下 和在所述加氫反應(yīng)區(qū)域內(nèi)在35 psig至小于950 psig范圍內(nèi)的總壓下進(jìn)行加氫。
14. 權(quán)利要求13所述的方法，其中所述氫氣分壓在20 psi至400 psi的范圍內(nèi)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的方法，其中基于固體的并在所述pFDCA組合物中 測(cè)量的FDCA的收率為至少80%。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的方法，其中在經(jīng)任何三個(gè)月的過(guò)程，基于24小時(shí) 計(jì)進(jìn)行所述方法以產(chǎn)生基于固體的至少20, 000 kg/天的pFDCA。
17. 呋喃2, 5-二甲酸組合物，其包含： a) 固體,其中基于所述固體的重量計(jì)，至少98 wt. %的所述固體為FDCA; b) 小于4的a b*， c) 小于500 ppm的量的FFCA;和 d) 以0至不大于0. 5 wt.%的量存在的四氫呋喃二甲酸（"THFDCA"）； 每種情況都基于所述固體的重量計(jì)。
18. 權(quán)利要求17所述的組合物，其包含： a) 至少98 wt. %固體； b) 小于3的a b* c) 小于100 ppm的量的FFCA;和 d) 小于100 ppm的量的THFDCA; 每種情況都基于所述固體的重量計(jì)。
19. 權(quán)利要求17所述的組合物，其中所述組合物具有不大于1的a b*。
20. 權(quán)利要求17所述的組合物，其包含： a) 99 wt. %固體，其中至少99 wt. %的所述固體為FDCA ; b) 不大于1的a b* ; c) 小于50 ppm的量的FFCA ;和 d) 小于30 ppm的量的THFDCA ; 每種情況都基于所述固體的重量計(jì)。
【文檔編號(hào)】C07D307/68GK104334537SQ201380028769
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月22日
【發(fā)明者】M.E.顏卡, C.E.薩姆納, S.K.柯克, A.S.謝赫, K.R.帕克 申請(qǐng)人:伊士曼化工公司