Proceso de fabricación del ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA) mediante método de oxidación química.

Ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA) es un compuesto de plataforma biológica emergente en el floreciente desarrollo de la química verde y la ciencia de materiales. Es un sustituto verde del ácido tereftálico (PTA). FDCA hereda las excelentes propiedades del PTA. , también dota al material de nuevas propiedades de reproducibilidad y biodegradabilidad. Entre ellos, el método de oxidación química, como una forma importante de preparar FDCA, ha atraído mucha atención debido a su alta eficiencia y controlabilidad.

1. El núcleo de la preparación de FDCA mediante el método de oxidación química es utilizar un oxidante para oxidar el intermedio clave 5-hidroximetilfurfural (HMF) en FDCA bajo la acción de un catalizador. En este proceso, la selección del oxidante, el diseño del catalizador y la optimización de las condiciones de reacción son factores clave que determinan el rendimiento, la selectividad y el coste.

2. En los métodos de oxidación química, los oxidantes comúnmente utilizados incluyen oxígeno, peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, etc. El oxígeno, como oxidante económico y respetuoso con el medio ambiente, tiene importantes ventajas en la producción industrial. Dado que la capacidad oxidante del oxígeno es relativamente débil, generalmente es necesario usarlo junto con un catalizador eficiente para lograr una conversión eficiente de HMF en FDCA.

3. Los catalizadores desempeñan un papel vital en los métodos de oxidación química. Pueden reducir la energía de activación de la reacción de oxidación y aumentar la velocidad de reacción. También pueden promover selectivamente la formación de productos objetivo e inhibir la formación de subproductos, mejorando así la calidad del producto. selectividad y pureza. En la actualidad, los investigadores han desarrollado una variedad de catalizadores para la preparación de FDCA, incluidos óxidos metálicos (como vanadio, molibdeno, óxidos de tungsteno), catalizadores de metales nobles (como platino, paladio, rutenio, etc.) y catalizadores no metálicos (como como catalizadores a base de carbono), estos catalizadores tienen sus propias características y exhiben diferentes propiedades catalíticas en diferentes condiciones de reacción.

4. Además de la selección de oxidantes y catalizadores, la optimización de las condiciones de reacción también es la clave para lograr una preparación eficiente de FDCA. Esto incluye el control de factores como la temperatura de reacción, la presión, la selección de disolvente y el tiempo de reacción. Al ajustar sistemáticamente estos parámetros, se puede maximizar el rendimiento y la selectividad de FDCA al tiempo que se reducen los costos de producción y el consumo de energía.