СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ 2,5-ФУРАНДИКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ, И ЕЁ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, И ПРОИЗВОДНЫХ

1. Способ получения продукта реакционного пути получения 2,5-фурандикарбоновой кислоты (ФДКК) из фуранового окисляемого субстрата, включающий:
(а) приведение окисляемого исходного сырья, содержащего фурановый окисляемый субстрат и окислительный растворитель, в контакт с кислородом в присутствии гетерогенного катализатора окисления в условиях, достаточных для образования реакционной смеси для окисления фуранового окисляемого субстрата до продукта реакционного пути ФДКК с получением указанного продукта реакционного пути ФДКК,
где окислительным растворителем является растворитель, выбранный из группы, состоящей из органического растворителя и многокомпонентного растворителя,
где реакционная смесь по существу не содержит добавленного основания,
где гетерогенный катализатор окисления содержит твердый носитель и благородный металл, и
2
где гетерогенный катализатор окисления содержит множество пор и имеет удельную площадь поверхности в интервале от 20 до 500 м/г.
2. Способ по п. 1, в котором благородный металл выбран из группы, состоящей из платины, золота и их комбинации.
3. Способ по любому из пп. 1-2, в котором окислительный растворитель представляет собой многокомпонентный растворитель, содержащий воду и смешиваемый с водой апротонный органический растворитель.
4. Способ по п. 3, в котором смешиваемый с водой апротонный органический растворитель выбран из группы, состоящей из тетрагидрофурана, глима, диоксана, диоксолана, диметилформамида, диметилсульфоксида, сульфолана, ацетона, N-метил-2-пирролидона (НМП), метилэтилкетона (МЭК) и гамма-валеролактона.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором окисляемое исходное сырье содержит окисляемый фурановый субстрат в концентрации по меньшей мере 5 мас. %.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором гетерогенный катализатор окисления содержит указанный металл в количестве 0,3-5% от массы гетерогенного катализатора окисления.
7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором твердый носитель содержит материал, выбранный из группы, состоящей из оксида металла, углеродсодержащего материала, полимера, силиката металла, карбида металла и любой комбинации двух или более из них.
2
2
2
2
2
2
2
2
8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором гетерогенный катализатор окисления имеет удельную площадь поверхности в интервале 25-350 м/г, 25-250 м/г, 25-225 м/г, 25-200 м/г, 25-175 м/г, 25-150 м/г, 25-125 м/г или 25-100 м/г.
9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором гетерогенный катализатор окисления имеет объем пор, где по меньшей мере 50% объема пор приходится на поры, имеющие диаметр в интервале 5-100 нм.
10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором кислород присутствует в молярном отношении к окисляемому фурановому субстрату в интервале 2:1-10:1.
11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором стадию приведения в контакт осуществляют при температуре в интервале 50-200°С, в интервале 80-180°С или в интервале 100-160°С.
12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором продукт реакционного пути ФДКК получают с выходом по меньшей мере 80%.
13. Способ по любому из пп. 1-12, дополнительно включающий вторую стадию окисления, на которой:
(b) второе окисляемое исходное сырье, содержащее второй окисляемый фурановый субстрат и второй окислительный растворитель, приводят в контакт с кислородом в присутствии второго гетерогенного катализатора окисления в условиях, достаточных для образования второй реакционной смеси для окисления второго окисляемого фуранового субстрата с получением второго продукта реакционного пути ФДКК,
где на первой стадии приведения в контакт (а) получают первый продукт реакционного пути ФДКК, либо в отдельности, либо совместно с ФДКК, который является промежуточным соединением реакционного пути ФДКК,
где второй окисляемый фурановый субстрат является указанным первым продуктом реакционного пути ФДКК,
где вторая реакционная смесь по существу не содержит добавленного основания, и
где второй гетерогенный катализатор окисления содержит второй твердый носитель и второй благородный металл, который может быть таким же или отличающимся от первого благородного металла на стадии (а), а также
2
где второй гетерогенный катализатор окисления содержит множество пор и имеет удельную площадь поверхности в интервале 20-500 м/г.
14. Способ по п. 13, в котором благородный металл выбран из группы, состоящей из платины, золота и их комбинации.
15. Способ по любому из пп. 1-12, в котором указанный продукт реакционного пути ФДКК представляет собой ФДКК.
16. Способ по любому из пп. 1-15, дополнительно включающий стадию:
0
(а) перед стадией (а), на которой приводят углеводное сырье, содержащее сахар и дегидратационный растворитель, в контакт с катализатором в условиях, достаточных для образования реакционной смеси для дегидратации сахара с получением окисляемого фуранового субстрата, где указанный окисляемый фурановый субстрат присутствует в растворе продукта дегидратации, содержащем указанный окисляемый фурановый субстрат и дегидратационный растворитель.
17. Способ получения окисляемого фуранового субстрата по любому из пп. 1-16, включающий:
2
4
3
3
4
приведение углеводного сырья, содержащего сахар, такой как фруктоза, и дегидратационный растворитель, в контакт с кислотным катализатором в условиях, достаточных для образования дегидратационной реакционной смеси для дегидратации указанного сахара с получением окисляемого фуранового субстрата, где кислотный катализатор представляет собой кислоту, выбранную из группы, состоящей из HBr, HSO, HNO, HCl, Hl, НРО, трифлатной кислоты, метансульфоновой кислоты, бензосульфоновой кислоты и п-толуолсульфоновой кислоты,
при этом когда кислотный катализатор не является HBr, дегидратационная реакционная смесь дополнительно содержит бромидную соль; и
где дегидратационный растворитель содержит N-метилпирролидон (НМП).
2
2
18. Способ по п. 17, в котором дегидратационная реакционная смесь дополнительно содержит ZnCl и/или ZnBr.