Processo de fabricação de ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA) por método de oxidação química

Ácido 2,5-Furandicarboxílico (FDCA) é um composto de plataforma emergente de base biológica no desenvolvimento crescente da química verde e da ciência dos materiais. É um substituto verde do ácido tereftálico (PTA). O FDCA herda as excelentes propriedades do PTA. , também confere ao material novas propriedades de reprodutibilidade e biodegradabilidade. Dentre eles, o método de oxidação química, como importante forma de preparação de FDCA, tem atraído muita atenção devido à sua alta eficiência e controlabilidade.

1. O núcleo da preparação de FDCA pelo método de oxidação química é usar um oxidante para oxidar o intermediário chave 5-hidroximetilfurfural (HMF) em FDCA sob a ação de um catalisador. Neste processo, a seleção do oxidante, o projeto do catalisador e a otimização das condições de reação são fatores-chave que determinam o rendimento, a seletividade e o custo.

2. Nos métodos de oxidação química, os oxidantes comumente usados ​​incluem oxigênio, peróxido de hidrogênio, permanganato de potássio, etc. O oxigênio, como oxidante econômico e ecologicamente correto, tem vantagens significativas na produção industrial. Como a capacidade oxidante do oxigênio é relativamente fraca, ele geralmente precisa ser usado em conjunto com um catalisador eficiente para obter uma conversão eficiente de HMF em FDCA.

3. Os catalisadores desempenham um papel vital nos métodos de oxidação química. Eles podem reduzir a energia de ativação da reação de oxidação e aumentar a taxa de reação. Eles também podem promover seletivamente a formação de produtos alvo e inibir a formação de subprodutos, melhorando assim a qualidade do produto. seletividade e pureza. Atualmente, os pesquisadores desenvolveram uma variedade de catalisadores para a preparação de FDCA, incluindo óxidos metálicos (como vanádio, molibdênio, óxidos de tungstênio), catalisadores de metais nobres (como platina, paládio, rutênio, etc.) e catalisadores não metálicos (como como catalisadores à base de carbono), esses catalisadores possuem características próprias e exibem diferentes propriedades catalíticas sob diferentes condições de reação.

4. Além da seleção de oxidantes e catalisadores, a otimização das condições de reação também é a chave para alcançar uma preparação eficiente de FDCA. Isto inclui o controle de fatores como temperatura de reação, pressão, seleção de solvente e tempo de reação. Ao ajustar sistematicamente estes parâmetros, o rendimento e a seletividade do FDCA podem ser maximizados, reduzindo ao mesmo tempo os custos de produção e o consumo de energia.