[发明专利]2,5-四氢呋喃二甲醇二酸酯及其制备方法、应用

说明书

本申请公开了一种2,5‑四氢呋喃二甲醇二酸酯及其制备方法、应用，所述2,5‑四氢呋喃二甲醇二酸酯选自具有式I所示结构式的化合物中的至少一种。其可以作为增塑剂使用，有望取代传统的邻苯二甲酸二酯类增塑剂。

技术领域

本申请涉及一种2,5-四氢呋喃二甲醇二酸酯及其制备方法、应用，属于化工领域。

背景技术

可持续性、环境质量、人类健康和石油储量减少等问题受到越来越多人关注，从可再生资源中开发聚合物和聚合物添加剂成为了当前的研究热点。果糖、葡萄糖、淀粉和纤维素等生物质原料具有来源广泛、可再生、绿色环保且不受石化市场波动的影响等特点，因此从生物质材料中提取化合物为新型聚合物和添加剂的开发提供了广阔的基础。5-羟甲基糠醛(HMF)是生产这些产品的关键中间，它可由果糖、葡萄糖或更高糖类产生，这些化合物很容易从许多作物中获得。而2,5-四氢呋喃二甲醇(BHMTHF)是HMF加氢还原的产物之一，由于其结构对称，且具有较好的热稳定性，可以与一元酸在适当的条件下发生酯化反应生成2,5-四氢呋喃二甲醇二酸酯，有望取代传统的邻苯二甲酸二酯类增塑剂。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种2,5-四氢呋喃二甲醇二酸酯，其可以作为增塑剂使用，有望取代传统的邻苯二甲酸二酯类增塑剂。

目前生产的大多数运输燃料和化学品都来自石油资源，然而，由于高需求、有限储量以及其燃烧造成的环境污染。科学界和工业界把研究重点放在利用生物质生产高附加值产品和生物燃料，作为一种可再生的替代品，5-羟甲基糠醛(HMF)是由己糖脱水得到的一种重要的、用途广泛的平台分子，在生物燃料和化学化工中具有广泛的应用前景。

目前商用的增塑剂主要为邻苯二甲酸二酯类，其广泛应用于医疗设备(静脉导管、血袋、导管、透析设备)或儿童玩具(出牙环、奶嘴)等日常用品中，而人们接触这些邻苯二甲酸盐会引起内分泌紊乱引起，从而引发各种疾病。

所以，邻苯二甲酸盐的使用受到越来越大的社会和监管压力，因此寻找邻苯二甲酸盐合适替代品的工作十分必要。而2,5-四氢呋喃二甲醇(BHMTHF)是5-羟甲基糠醛(HMF)经加氢还原生成，由于结构对称，且具有较好的热稳定性，可以与一元酸在适当的反应条件下发生酯化反应，产生的2,5-四氢呋喃酸二酸酯有望成为新的绿色型增塑剂。

根据本申请的第一方面，提供了一种2,5-四氢呋喃二甲醇二酸酯，所述2,5-四氢呋喃二甲醇二酸酯选自具有式I所示结构式的化合物中的至少一种；

其中，R选自C₁～C₄的烷基中的任一种。

根据本申请的第二方面，提供了一种上述2,5-四氢呋喃二甲醇二酸酯的制备方法，所述方法包括：

将含有2，5-四氢呋喃二甲醇和一元酸的原料，在催化剂的存在下，反应，即可得到所述2,5-四氢呋喃二甲醇二酸酯；

所述一元酸的结构式为R-COOH；其中，R为C₁～C₄的烷基。

可选地，所述反应为酯化反应。

可选地，所述一元酸选自甲酸、醋酸、丙酸、丁酸中的至少一种。

可选地，所述催化剂选自浓硫酸、分子筛、氢氧化钠、BaAl₂O₄、固体超强酸催化剂中的至少一种。

可选地，所述固体超强酸催化剂选自WO₃/ZrO₂；

所述分子筛选自ZSM-5分子筛、Y分子筛中的至少一种。

可选地，所述WO₃/ZrO₂为氧化钨负载在氧化锆上。