[发明专利]对苯二甲酸酯衍生物及其组合物

说明书

背景技术

对苯二甲酸(TPA)与间苯二甲酸(IPA)结合用于制造聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，所述PET被广泛地用于消费品包装中，最主要是用于现普遍存在的塑料水瓶中。

消费者和消费品公司对用于包装应用的石油基塑料的可持续替代物具有极大需求。实际上，Coca 等公司近来引入了基于生物基单乙二醇(MEG)的PET。由此得到的瓶子以“Plant Bottle^TM”作为商标并且已经被市场广泛接受。不幸的是，由于PET中有约70％的质量是衍生自对苯二甲酸和间苯二甲酸，故用生物基材料替代石油来源的MEG得到的PET仅为约30％生物基。生物基TPA和IPA或其酯，以及PET引起了相当大的关注。

发明内容

本发明解决了当前获得对苯二甲酸(酯)(如对苯二甲酸或其酯)的生物基途径碳效率低下的问题。乙醇制造提供一种高效的生物基化学方法，并且可以乙醇利用作为主要原料制造对苯二甲酸(酯)。

在涉及乙醇的对苯二甲酸(酯)制造中，两个乙醇衍生的碳原子中有一个将是对苯二甲酸(酯)中键结至羧基的碳原子。或者，在对苯二甲酸(酯)衍生自乙烯与二甲基呋喃的反应的方法中，乙烯衍生的两个碳都位于芳香环的未取代位置。

因此，在一方面，本文提供一种包含对苯二甲酸二甲酯分子的对苯二甲酸二甲酯(DMTA)组合物，其中所述对苯二甲酸酯部分的芳香环中有两个碳原子是衍生自乙醇。

另一方面，本文提供一种衍生自本文所描述的对苯二甲酸二甲酯的聚合物组合物。

另一方面，本文提供一种包含对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯分子的对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯组合物，其中所述对苯二甲酸酯部分的芳香环中有两个碳原子是衍生自乙醇。

乙醇可以被转化成单乙二醇。因此，生物基乙醇可以制造生物基单乙二醇，其中两个碳都是衍生自生物基乙醇。对苯二甲酸与单乙二醇之间进一步反应可以产生对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯。因此，在一些实施例中，本文提供一种对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯组合物，其中有两个碳原子是衍生自生物基乙醇。在一些实施例中，本文提供一种对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯组合物，其中有四个碳原子是衍生自生物基乙醇。在一些实施例中，本文提供一种对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯组合物，其中有六个碳原子是衍生自生物基乙醇。

另一方面，本文提供一种包含对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯分子的对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯组合物，其特征在于，所述分子中至少一半的碳原子是衍生自乙醇。

另一方面，本文提供一种衍生自本文所描述的对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯的聚合物组合物。

定义

如本文所用，术语“聚合物”是指具有较高相对分子质量的分子，其结构包含实际上或概念上衍生自具有较低相对分子质量的分子的单元的多重重复。术语“聚合物”还指衍生自多于一个单体的共聚物。因此，如本文所用，术语聚合物在每一情形中也是指共聚物。

生物基含量：一种材料的生物基含量是使用ASTM D6866方法测量，所述方法允许使用放射性碳分析，通过加速器质谱法、液体闪烁计数及同位素质谱法测定材料的生物基含量。当利用紫外光制造的中子撞击大气中的氮气时，其失去质子并形成分子量是14的碳，这种碳具有放射性。这种¹⁴C被立即地氧化成二氧化碳，并且代表较少但可测量的一部分大气碳。大气中的二氧化碳通过绿色植物循环，在光合作用期间产生有机分子。当绿色植物或其他生命形式代谢所述有机分子，产生二氧化碳，接着二氧化碳能够返回至大气中时，完成循环。地球上几乎所有的生命形式都依赖于有机分子的这一绿色植物制造过程以产生化学能，促进生长和繁殖。因此，大气中存在的¹⁴C成为所有生命形式和其生物产物的一部分。因为排放至大气中的碳没有净增加，所以这些生物降解成二氧化碳的可再生的有机分子不会造成全球变暖。相比之下，基于化石燃料的碳不具有大气二氧化碳的特征放射性碳比率。参见WO 2009/155086，以引用的方式并入本文中。