HBr-LiBr催化葡萄糖二酸单钾盐合成2,5-呋喃二甲酸工艺优化

2,5-呋喃二甲酸(2,5-FDCA)是一种发展潜力大的生物基聚酯单体,其中葡萄糖-葡萄糖二酸路线生产2,5-FDCA是一条有前景的路线。为了筛选出更适合工业化的催化体系,对HBr-LiBr催化葡萄糖二酸单钾盐脱水环合制备2,5-FDCA的工艺条件进行了优化研究。基于溶剂筛选,发现在含O═S═O的溶剂中,反应效果较佳,提出葡萄糖二酸与环丁砜可能的成环溶剂效应机理。优化得到葡萄糖二酸单钾盐脱水环合制备2,5-FDCA的较佳催化剂配比(质量分数):w(HBr)=2%、w(LiBr)=5%,2,5-FDCA的收率为81.1%。测定不同底物质量分数下葡萄糖二酸单钾盐脱水环合制备2,5-FDCA的动力学数据,反应速率常数随着底物浓度的提高逐渐减小。发现含水量是HBr-LiBr催化体系的反应敏感参数,当含水量从2.2%提高到8.2%时,2,5-FDCA的收率从75.2%下降到20.6%。研究工作为葡萄糖-葡萄糖二酸路线生产2,5-FDCA提供了重要的基础数据。