以二甘醇酸为原料制备2,5– 呋喃二甲酸（FDCA）

二元羧酸作为一类重要的有机化工原料，其—COOH 基团可与含—OH（或—NH2、—NCO）基团单体反应，可制备酯类（或酰胺类）化合物、聚合物，广泛应用于国防、民用等诸多领域。

根据其链结构的不同，二元羧酸可分为脂肪类、芳香类、脂环类、特殊类，其中尤以脂肪类、芳香类二元酸应用广泛。目前，常用的脂肪类二元羧酸包括己二酸、丁二酸、癸二酸等，而芳香类二元酸中以对苯二甲酸（TPA）、邻苯二甲酸应用最为广泛，典型的脂环类二元酸以 1,4– 环己烷二甲酸为代表，特殊类二元羧酸以二聚酸应用较广。

这些二元羧酸中除癸二酸、二聚酸可由油脂类（如蓖麻油、妥尔油）制取外，余者主要以石油、煤炼制品为原料制取。因石油、煤为不可再生资源，油脂虽属再生性资源，但产量有限，而2,5– 呋喃二甲酸（2,5–FDCA）作为一种新型具有特殊结构的二元羧酸，可由植物中淀粉、纤维素降解所制多糖转化而得， 因此2,5–FDCA原料具有再生性、来源广等特点。

更重要的是2,5–FDCA 结构中含刚性呋喃环结构，其—COOH基团可与含— OH（或—NH2）基团单体反应，可成功替代TPA制得具有特殊结构的酯类（或酰胺类）聚合物，并且所制得的聚合物兼具良好的力学性能与生物可降解性。因此，2,5–FDCA被认为是替代传统二元羧酸的有力候选者。

对于2,5–FDCA 的合成与应用的相关研究具有显著的环保价值和经济效益，基于此，本文介绍了2,5–FDCA的基本特性，详述了以5–羟甲基糠醛（5–HMF）、糠醛/糠酸、呋喃、己糖二酸、果糖、二甘醇酸为起始原料制备2,5–FDCA的工艺研究进展。

2,5–FDCA的制备方法

呋喃二甲酸（FDCA）的分子式为 C6H4O5，结构式如图 1 所示 。3 种结构中以 2,5–FDCA 的合成及应用报道较多。

Fig. 1 Structural formula of FDCA

2,5–FDCA常温下为白色粉状固体， 熔点342℃，在多数有机溶剂中不溶，仅在强极性溶剂（如二甲基亚砜）中可溶，在碱性条件下可溶于水，而酸性条件下则不溶于水。目前，文献报道的2,5–FDCA 的制备方法主要有6种：①以 5–羟甲基糠醛为原料制备；②以糠醛/糠酸为原料制备；③以呋喃为原料制备；④以己糖二酸为原料制备；⑤以果糖/葡萄糖为原料制备；⑥以二甘醇酸为原料制备。

1、下面介绍以二甘醇酸为原料

目前，以二甘醇酸为原料制2,5–FDCA仅有李伟杰等对其进行了研究，反应路线如式（7）所示。

SOCl2为催化剂，由二甘醇酸与甲醇酯化生成二甘醇酸二甲酯，后者在环己烷与KOH构成的碱性环境下与二水合三聚乙二醛 （[C2H2O2）3·2H2O]回流反应， 反应结束后体系酸化、沉淀、重结晶、过滤、干燥，制得2,5–FDCA，其产率达 73.4%。

未完待续：以果糖（或葡萄糖）为原料制备2,5– 呋喃二甲酸（FDCA）

来源：河南科技大学化工与制药学院《2,5– 呋喃二甲酸的制备研究进展》

参考文献：[29] 李伟杰, 陆豫. 合成3,4–二取代呋喃–2,5–二甲酸的简便方法[J]. 化学试剂, 2006(5): 309–310

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