СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУРАН-2,5-ДИКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ

1. Способ получения фуран-2,5-дикарбоновой кислоты, включающий следующие стадии:
(a) получение или обеспечение исходной смеси, содержащей
5-(гидроксиметил)фурфурал (HMF),
5,5'-[окси-бис(метилен)]бис-2-фурфурал (ди-HMF), и
воду,
где общее количество воды в исходной смеси составляет по меньшей мере 50 мас. % в расчете на общую массу исходной смеси, и
(b) воздействие на указанную исходную смесь окислительными условиями в присутствии кислородсодержащего газа и каталитически эффективного количества гетерогенного катализатора, содержащего один или более благородных металлов на подложке, так что как HMF, так и ди-HMF реагируют с получением фуран-2,5-дикарбоновой кислоты в продуктовой смеси, также содержащей воду.
2. Способ по п. 1, в котором
исходная смесь имеет молярное соотношение HMF и ди-HMF в интервале от 100 до 0.8, предпочтительно в интервале от 100 до 0.9,
и/или
общая масса HMF и ди-HMF в исходной смеси находится в интервале от 0.1 до 50 мас. %, предпочтительно в интервале от 1 до 30 мас. %, более предпочтительно в интервале от 1 до 10 мас. %, в расчете на общую массу исходной смеси.
3. Способ по п. 1, в котором значение pH продуктовой смеси составляет менее 7, и в котором предпочтительно значение pH продуктовой смеси находится в интервале от 1 до 4.
4. Способ по п. 1, в котором указанную исходную смесь при температуре в интервале от 70°C до 200°C, предпочтительно в интервале от 80°C до 180°C, более предпочтительно в интервале от 90°C до 170°C, даже более предпочтительно в интервале от 100°C до 135°C, подвергают указанным окислительным условиям в присутствии указанного кислородсодержащего газа и указанного каталитически эффективного количества гетерогенного катализатора, содержащего один или более благородных металлов на подложке, так что как HMF, так и ди-HMF реагируют с получением фуран-2,5-дикарбоновой кислоты в продуктовой смеси, также содержащей воду и побочные продукты окисления.
5. Способ по п. 1, в котором указанную исходную смесь подвергают указанным окислительным условиям в реакторе под давлением, в котором парциальное давление кислорода в реакторе по меньшей мере временно находится в интервале от 1 до 100 бар, предпочтительно в интервале от 1 до 20 бар, в ходе реакции как HMF, так и ди-HMF до фуран-2,5-дикарбоновой кислоты.
6. Способ по п. 1, в котором общее количество ацетатных ионов и уксусной кислоты в указанной исходной смеси составляет менее 10 мас. %, предпочтительно менее 1 мас. %, где предпочтительно общее количество ионов карбоновой кислоты и карбоновой кислоты в исходной смеси составляет менее 10 мас. %, предпочтительно менее 5 мас. %.
7. Способ по п. 1, в котором стадия получения указанной исходной смеси включает
(a1) получение или обеспечение смеси веществ, содержащей
одно, два или более соединений, выбранных из группы, состоящей из гексоз, олигосахаридов, содержащих гексозные единицы, и полисахаридов, содержащих гексозные единицы,
(а2) воздействие на указанную смесь веществ реакционными условиями, так что получают смесь, содержащую
HMF,
ди-HMF, и
воду,
(а3) необязательно воздействие на смесь, полученную на стадии (а2), дополнительными условиями обработки, предпочтительно без добавления карбоновой кислоты и/или без добавления кислотного растворителя для растворения HMF и ди-HMF,
так что указанную исходную смесь получают.
8. Способ по п. 1, в котором в указанном гетерогенном катализаторе, содержащем один или более благородных металлов на подложке
(i) по меньшей мере один из указанных благородных металлов выбирают из группы, состоящей из золота, платины, иридия, палладия, осмия, серебра, родия и рутения,
и/или
(ii) указанную подложку выбирают из группы, состоящей из углерода, оксидов металлов, галогенидов металлов и карбидов металлов.
9. Способ по п. 1, в котором в указанном гетерогенном катализаторе, содержащем один или более благородных металлов на подложке,
по меньшей мере один из указанных благородных металлов выбирают из группы, состоящей из платины, иридия, палладия, осмия, родия и рутения, предпочтительно платины
и
указанной подложкой является углерод.
10. Способ по п. 1, в котором в указанном гетерогенном катализаторе, содержащем один или более благородных металлов на подложке,
указанным одним или одним из указанных благородных металлов является платина, и указанной подложкой является углерод,
и
содержание платины на подложке находится в интервале от 0.1 до 20 мас. %, предпочтительно от 1 до 10 мас. %, в расчете на общую массу гетерогенного катализатора, содержащего один или более благородных металлов на подложке.
11. Способ по п. 1, в котором в указанном гетерогенном катализаторе, содержащем один или более благородных металлов на подложке,
молярное соотношение указанного одного или одного из указанных благородных металлов и общего количества HMF и ди-HMF находится в интервале от 1:1000000 до 1:10, предпочтительно в интервале от 1:10000 до 1:10, более предпочтительно в интервале от 1:1000 до 1:100, предпочтительно указанным одним или одним из указанных благородных металлов является платина.
12. Способ по одному из пп. 1-11, в котором продуктовая смесь, полученная на стадии (b), содержит фуран-2,5-дикарбоновую кислоту в растворенной форме, и в котором продуктовая смесь, полученная на стадии (b), предпочтительно не содержит фуран-2,5-дикарбоновую кислоту в твердой форме.
13. Применение катализатора, содержащего один или более благородных металлов на подложке, в качестве гетерогенного катализатора окисления для ускорения в водной исходной смеси превращения как HMF, так и ди-HMF в фуран-2,5-дикарбоновую кислоту, где значение pH исходной смеси находится в интервале от 4.0 до 7.0.