由生物質(zhì)制備得到的2,5-呋喃二羧酸基聚酯的制作方法
【專利摘要】本文所描述的聚酯全部或部分從生物質(zhì)中制備。一方面，共聚酯由2，5-呋喃二羧酸或其低級(jí)烷基酯、至少一種脂族或脂環(huán)族C3-C10二醇及對(duì)苯二甲酸單體生成。另一方面，聚酯是由2，5-呋喃二羧酸或其低級(jí)烷基酯和異山梨醇單體生成。在某些情況下，聚酯是聚亞乙基異山梨醇呋喃二羧酸酯，聚(2，5-呋喃二亞甲基己二酸酯)或聚香草酸酯。聚酯具有人們所期望的物理和熱性能，可以用于部分或全部替代來自于化石原料的聚酯例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
【專利說明】由生物質(zhì)制備得到的2, 5-映喃二羧酸基聚酯
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 根據(jù)35U. S. C § 119(e)本申請(qǐng)要求2012年1月4日申請(qǐng)的美國(guó)申請(qǐng) No. 61/582, 983的權(quán)益，其公開內(nèi)容通過引用整體并入本申請(qǐng)中。

【背景技術(shù)】
[0003] 最近，人們更多關(guān)注從可再生資源來獲取聚合材料，其中包括天然聚合物的化學(xué) 改性和使用生物基單體合成新的大分子。這種增長(zhǎng)趨勢(shì)是旨在尋找替代品來減少化石資源 消耗的更大戰(zhàn)略的一部分。生物煉油廠的概念和應(yīng)用表明這種全球趨勢(shì)。生物質(zhì)作為一種 可再生資源提供了化石燃料源的有希望的替代，因?yàn)樗梢蕴贾行缘姆绞絹砩a(chǎn)。為了避 免對(duì)用于食品和動(dòng)物飼料的生產(chǎn)的土地資源的競(jìng)爭(zhēng)，尤其期望在聚合物材料的生產(chǎn)中使用 非食用生物質(zhì)。木材基生物質(zhì)提供了豐富的資源，其中包括纖維素（35-50%)，半纖維素 (25-30% )和木質(zhì)素（25-30% )。纖維素和半纖維素可以被解聚成單糖，其中包括葡萄糖， 果糖和木糖。
[0004] 發(fā)明概述
[0005] 利用糖和/或多糖作為呋喃衍生物的前體可能是聚合物制備的一個(gè)最有前途的 領(lǐng)域，其可能替代現(xiàn)有的來源于石油的聚合物?？啡‵)和羥甲基糠醛（HMF)分別是由戊糖 和己糖獲得的第二代化學(xué)品。F是一種豐富的化學(xué)品，其可以通過相對(duì)簡(jiǎn)單的技術(shù)來制造， 并用在廉價(jià)且無處不在的寬泛的各種農(nóng)業(yè)和林業(yè)副產(chǎn)物中。涉及其合成的天然結(jié)構(gòu)是(：5糖 和多糖，其為存在于生物質(zhì)的殘余物中。目前世界上糠醛的產(chǎn)量是每年約30萬噸。HMF可 以從己糖來獲得，也可由取代C5的F獲得。HMF也可以被氧化或還原得到2, 5-呋喃二甲酸 (FDCA)和2, 5-雙（羥甲基）呋喃（BHMF)。FDCA可以通過甲醇酯化，產(chǎn)生相應(yīng)的甲基酯衍 生物（FDE)。
[0006]

【權(quán)利要求】
1. 一種共聚酯，其由以下單體形成：（i) 2, 5-呋喃二羧酸或其低級(jí)烷基酯，（ii)至少一 種脂族或脂環(huán)族C3-C1(l二醇，和（iii)對(duì)苯二甲酸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的共聚酯，其中所述至少一種二醇選自1，4_丁二醇、異山梨醇、及其 組合。
3. 權(quán)利要求1的共聚酯，其中所述單體進(jìn)一步包括（iv)乙二醇。
4. 權(quán)利要求1的共聚酯，其中所述至少一種二醇是1，4_ 丁二醇。
5. 權(quán)利要求1的共聚酯，其中所述至少一種二醇是異山梨醇。
6. -種制品，其包含權(quán)利要求1的共聚酯。
7. 權(quán)利要求6的制品，其為食品包裝。
8. 權(quán)利要求6的制品，其為飲料容器。
9. 一種由2,5_呋喃二羧酸或其低級(jí)烷基酯和異山梨醇單體生成的聚酯。
10. 選自以下的聚酯：聚（2, 5-呋喃二亞甲基己二酸酯）、聚香草酸酯和聚亞乙基異山 梨醇呋喃二羧酸酯。
11. 一種制品，其包含權(quán)利要求10的聚酯。
12. 權(quán)利要求11的制品，其為食品包裝。
13. 權(quán)利要求11的制品，其為飲料容器。
14. 一種制備2, 5-呋喃二羧酸基共聚酯的方法，所述方法包括： 將2, 5-呋喃二羧酸或其低級(jí)烷基酯、至少一種脂族或脂環(huán)族C2-C1(l二醇、對(duì)苯二甲酸 和催化劑混合，以形成反應(yīng)混合物； 在氮?dú)饬髦袛嚢璺磻?yīng)混合物； 將反應(yīng)混合物逐漸加熱到約200-23(TC的第一溫度，并保持所述第一溫度約8至12小 時(shí)； 將反應(yīng)混合物逐漸加熱到約240-260°C的第二溫度，并保持所述第二溫度約12至18小 時(shí)； 從反應(yīng)混合物中除去水；和 收集所得共聚酯。
15. 權(quán)利要求14的方法，其中所述至少一種二醇選自乙二醇、1，4-丁二醇、異山梨醇、 及其組合。
16. 權(quán)利要求14的方法，其中所述至少一種二醇是乙二醇。
17. 權(quán)利要求14的方法，其中所述至少一種二醇是1，4_ 丁二醇。
18. 權(quán)利要求14的方法，其中所述至少一種二醇是異山梨醇。
19. 權(quán)利要求14的方法，其中所述催化劑為選自以下的金屬的氧化物或鹽：娃、鋁、鋯、 鈦、鈷及其組合。
20. 權(quán)利要求14的方法，其中所述催化劑是三氧化銻。
【文檔編號(hào)】C08G63/183GK104379631SQ201280066195
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月4日
【發(fā)明者】T·喬什, K·馬哈簡(jiǎn), S·納拉揚(yáng)-薩拉塞, M·N·貝勒卡塞姆, P·格帕拉克利西南 申請(qǐng)人:百事可樂公司