HBr-MgBr2催化己糖二酸脱水环合制备2,5-呋喃二甲酸的研究

作者：陈旭杰; 吕喜蕾^*; 史欢欢; 郑丽萍; 魏茜文; 田鹏辉; 蒋雨希; 吕秀阳^*

来源：化工学报, 2021, 72(09): 4658-4664.

• 己糖二酸
• 2,5-呋喃二甲酸
• 脱水环合
• 催化
• 反应动力学

2,5-呋喃二甲酸(2,5-FDCA)是生物可降解塑料聚呋喃二甲酸乙二醇酯的聚合单体,未来需求量巨大。针对己糖二酸脱水环合制备2,5-呋喃二甲酸存在的收率低问题,开展了更高选择性催化体系的构建研究,成功筛选到了两个优良的催化体系:HBr-MgBr2、HBr-LiBr。3%(质量) HBr-6%(质量) MgBr2催化、120℃下反应2 h,D-葡萄糖二酸单钾盐脱水环合制备2,5-FDCA收率达到84.2%。当反应底物浓度低于5%(质量)以及水含量从3.3%富集到16.5%时,2,5-FDCA的摩尔收率未见明显下降,且都可维持在80%以上。测定了100～130℃温度范围内3%(质量) HBr-6%(质量) MgBr2催化D-葡萄糖二酸单钾盐脱水环合制备2,5-FDCA动力学数据,采用一级反应动力学拟合得到2,5-FDCA的生成反应活化能为108.9 kJ/mol、副产物生成活化能为136.6 kJ/mol。研究工作对己糖二酸脱水环合制备2,5-FDCA路线的工业化具有积极推动作用。

• 单位
  浙江大学; 生物工程学院