本申請(qǐng)要求2014年10月9日提交的題為“溴離子在2,5-呋喃二甲酸生產(chǎn)中的用途”(UseofBromineIonsintheProductionof2,5-FuranducarboxylicAcid)的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)系列號(hào)62/061859的利益，所述臨時(shí)申請(qǐng)整體通過參考并入本文。
背景技術(shù)：
：2,5-呋喃二甲酸(FDCA)和FDCA酯被公認(rèn)為在大量化學(xué)領(lǐng)域中潛在的中間體。例如，F(xiàn)DCA被鑒定為塑料、燃料、聚合材料、藥品、農(nóng)用化學(xué)品和食品增強(qiáng)劑等的生產(chǎn)中有希望的前體。此外，F(xiàn)DCA被美國能源部強(qiáng)調(diào)為是用于開發(fā)未來“綠色”化學(xué)的優(yōu)先化學(xué)品。發(fā)明概述下文提出了簡化的概述以便提供本公開的某些情況的基礎(chǔ)理解。所述概述不是本公開的廣泛綜述。它既不打算指定本公開的關(guān)鍵或重要要素，也不打算描繪本公開的范圍。下面的概述以簡化形式提出了本公開的一些概念，作為后文中描述的序幕。本公開的各個(gè)方面提供了生產(chǎn)2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的有效、高效且方便的方式。具體來說，本公開的某些方面提供了用于將4-脫氧-5-脫氫葡萄糖二酸(DDG)脫水以獲得FDCA的技術(shù)。所述脫水反應(yīng)通過將一種或多種催化劑和/或一種或多種溶劑與DDG起始原料合并來進(jìn)行。在某些情況下，所述催化劑可以充當(dāng)脫水劑，并且可以與DDG上的羥基相互作用，由此促進(jìn)消除反應(yīng)以形成FDCA。所述催化劑和/或溶劑可以協(xié)助所述脫水反應(yīng)，由此產(chǎn)生提高的FDCA得率。在第一實(shí)施方式中，生產(chǎn)FDCA的方法包括使DDG與溶劑在催化劑存在下發(fā)生接觸(例如，將DDG、溶劑和催化劑在反應(yīng)器中合并)，其中所述催化劑選自溴化物鹽、氫溴酸、元素溴及其組合，以及允許DDG反應(yīng)以產(chǎn)生FDCA、任何副產(chǎn)物和水。在其他實(shí)施方式中，生產(chǎn)FDCA的方法包括使DDG與溶劑在催化劑存在下發(fā)生接觸(例如，將DDG、溶劑和催化劑在反應(yīng)器中合并)，其中所述催化劑選自鹵化物鹽、氫鹵酸、元素離子及其組合，以及允許DDG反應(yīng)以產(chǎn)生FDCA、任何副產(chǎn)物和水。在另一個(gè)實(shí)施方式中，生產(chǎn)FDCA的方法包括使DDG與酸性溶劑在水存在下發(fā)生接觸，以及允許DDG、所述酸性溶劑和水相互反應(yīng)，以產(chǎn)生FDCA、任何副產(chǎn)物和水。在某些實(shí)施方式中，生產(chǎn)FDCA的方法包括使DDG與羧酸發(fā)生接觸，以及允許DDG與所述羧酸相互反應(yīng)，以產(chǎn)生FDCA、任何副產(chǎn)物和水。這些特點(diǎn)以及許多其他特點(diǎn)，在下文中更詳細(xì)討論。附圖簡述在附圖中對(duì)本公開進(jìn)行示例而非限制性的說明，附圖中類似的指稱數(shù)字指示相似的要素，并且其中：圖1示出的圖描繪了按照一種或多種實(shí)施方式，使用水和酸性溶劑的益處。詳細(xì)描述對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，已知本公開的益處之后，本文公開的主題內(nèi)容的各種不同實(shí)例、情況和實(shí)施方式都是可能并且顯而易見的。在本公開中，對(duì)“某些示例性實(shí)施方式”或情況(以及類似的短語)的指稱，意味著那些實(shí)施方式或情況僅僅是主題內(nèi)容的非限制性實(shí)例，并且不排除可能存在其他可替選實(shí)施方式或情況。除非另有指明或除非從描述它的上下文明顯看出不是如此，否則在下面的實(shí)施方式和實(shí)例以及上面的概述中的可替選要素或特點(diǎn)都可以彼此互換。在一個(gè)實(shí)例中描述的要素可以與另一個(gè)實(shí)例中描述的一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的要素互換或替換它。同樣地，與特定實(shí)施方式或?qū)嵗嘟Y(jié)合公開的任選或非必需特點(diǎn)，應(yīng)該被理解為被公開以用于所公開的主題內(nèi)容的任何其他實(shí)施方式中。更普遍來說，所述實(shí)例的要素應(yīng)該被理解為被普遍公開以用于本文中公開的產(chǎn)品和方法的其他情況和實(shí)例。對(duì)具有操作性、即能夠執(zhí)行一種或多種功能、任務(wù)和/或操作等的組分或成分的指稱，意味著它在至少某些實(shí)施方式中能夠執(zhí)行所述明確敘述的功能、任務(wù)和/或操作，并且很可能是操作性的，也執(zhí)行一種或多種其他功能、任務(wù)和/或操作。盡管本公開包含了具體實(shí)例，包括目前優(yōu)選的模式或?qū)嵤┓绞剑绢I(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，存在大量在隨附的權(quán)利要求書中所闡述的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的改變和修改。在權(quán)利要求書中使用的每個(gè)詞語打算包括與它在本公開中的用法和/或與它在任何相關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域：
中的技術(shù)和工業(yè)用法相符的所有字典意義。不定冠詞和定冠詞以及其他這樣的詞語和短語，在權(quán)利要求書中以在專利中通常且傳統(tǒng)的方式使用，意味著“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”。詞語“包含”在權(quán)利要求書中以其傳統(tǒng)的開放式意義使用，也就是說，意味著由權(quán)利要求項(xiàng)所定義的產(chǎn)品或方法也可以任選地具有明確敘述的之外的其他特點(diǎn)、要素、步驟等。DDG到FDCA的脫水反應(yīng)本發(fā)明涉及通過氧化的糖產(chǎn)品(其可以包括例如DDG)的脫水來合成2,5-雙取代的呋喃類化合物(其可以包括例如FDCA)。根據(jù)本發(fā)明的某些方面，所述脫水方法產(chǎn)生與以前已知的脫水反應(yīng)相比產(chǎn)生更高得率和/或更高純度的2,5-雙取代的呋喃類化合物。在某些情況下，所述DDG可以是DDG鹽和/或DDG酯。例如，DDG的酯可以包括二丁酯(DDG-DBE)。DDG的鹽可以包括DDG2K，其是DDG二鉀鹽。所述FDCA可以是FDCA酯(例如FDCA-DBE)。例如，可以將DDG-DBE起始原料脫水以產(chǎn)生FDCA-DBE。為了易于討論，當(dāng)在本文中使用時(shí)，“DDG”和“FDCA”是指廣義的DDG和FDCA(包括但不限于其酯)，而不是指DDG和FDCA的任何特定化學(xué)形式。特定的化學(xué)形式例如FDCA和DDG的酯被具體指明。DDG被脫水以產(chǎn)生FDCA。除了FDCA之外，所述脫水反應(yīng)可能另外產(chǎn)生各種不同副產(chǎn)物。在某些情況下，將DDG與溶劑(例如酸性溶劑)和/或催化劑合并，并允許其反應(yīng)以產(chǎn)生FDCA。在將DDG添加到催化劑之前，可以將DDG溶解在第一溶劑中。在某些情況下，可以將DDG溶解在第一溶劑中，然后向催化劑和/或第二溶劑添加所述DDG(即所述溶解的DDG和第一溶劑)。在某些情況下，將DDG溶解在水中，然后向催化劑和/或酸性溶劑添加所述DDG。眾所周知的是，通過在添加任何其他組分(例如催化劑)之前將DDG溶解在水中，引起從FDCA到DDG的更高效的反應(yīng)。可以發(fā)生更高效的反應(yīng)的幾個(gè)原因包括：通過在添加催化劑或酸性溶劑之前將DDG-2K溶解在水中，DDG-2K在溶液中更有效；當(dāng)首先溶解在水中時(shí)，DDG可以采取其優(yōu)選的形式；以及溶液中的DDG可能提高FDCA的得率。在某些情況下，所述催化劑是溶劑。在某些情況下，所述催化劑還充當(dāng)脫水劑。所述催化劑可以是鹽、氣體、元素離子和/或酸。在某些情況下，所述催化劑和/或溶劑選自一種或多種元素鹵素(例如元素溴、元素氯、元素氟、元素碘等)、氫鹵酸(例如氫溴酸、鹽酸、氫氟酸、氫碘酸等)、堿和堿土金屬鹽(例如溴化鈉、溴化鉀、溴化鋰、溴化銣、溴化銫、溴化鎂、溴化鈣、溴化鍶、溴化鋇、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化銣、氯化銫、氯化鎂、氯化鈣、氯化鍶、氯化鋇、氟化鈉、氟化鉀、氟化鋰、氟化銣、氟化銫、氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶、氟化鋇、碘化鈉、碘化鉀、碘化鋰、碘化銣、碘化銫、碘化鎂、碘化鈣、碘化鍶、碘化鋇、其他堿或堿土金屬鹽、其中至少某些負(fù)離子是鹵素的其他鹽等)、乙酰氯、其他?；u或活化物質(zhì)、其他非均相酸催化劑、三氟乙酸、乙酸、水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、n-甲基吡咯烷酮酸、丙酸、丁酸、甲酸、其他離子性液體、硝酸、硫酸、磷酸、甲磺酸、對(duì)甲苯磺酸、其他負(fù)載型磺酸(例如nafion、-15、其他磺酸樹脂等)、雜多酸(例如鎢硅酸、磷鉬酸、磷鎢酸等)、第一pKa小于2的酸，以及其他負(fù)載型有機(jī)或無機(jī)酸和負(fù)載型或固體酸。催化劑可以從在反應(yīng)混合物中產(chǎn)生該催化劑的任何來源獲得(例如，含溴催化劑可以從在反應(yīng)混合物中產(chǎn)生溴離子的任何化合物獲得)。乙酸是特別理想的溶劑，這是因?yàn)樽罱K的FDCA產(chǎn)品具有較低的顏色值，例如它比使用其他溶劑生產(chǎn)的產(chǎn)品更白。三氟乙酸和水是另外的用于FDCA生產(chǎn)的優(yōu)選溶劑。此外，由于是低成本溶劑，三氟乙酸與水的組合和乙酸與水的組合是特別理想的。通常理解，通過本文中討論的方法將DDG脫水成FDCA，提供的FDCA的摩爾得率大于從以前已知的脫水反應(yīng)獲得的得率。在某些情況下，所述脫水反應(yīng)產(chǎn)生可以從作為起始原料的DDG生產(chǎn)的至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少99％摩爾得率的FDCA。在其他情況下，所述脫水反應(yīng)產(chǎn)生可以從作為起始原料的DDG生產(chǎn)的20％至100％之間、20％至90％之間、20％至80％之間、30％至100％之間、30％至90％之間、30％至80％之間、40％至100％之間、40％至90％之間、40％至80％之間、40％至70％之間、40％至60％之間、50％至100％之間、50％至90％之間、50％至80％之間、50％至70％之間、55％至95％之間、55％至90％之間、55％至85％之間、55％至80％之間、55％至75％之間、55％至70％之間、60％至99％之間、60％至95％之間、60％至90％之間、60％至85％之間、60％至80％之間、65％至99％之間、65％至95％之間、65％至90％之間、65％至85％之間、65％至80％之間、70％至99％之間、70％至95％之間、70％至90％之間、70％至85％之間、75％至99％之間、75％至95％之間、75％至90％之間、75％至85％之間、80％至99％之間、80％至95％之間、85％至99％之間或90％至99％之間的摩爾得率的FDCA。通過所述脫水反應(yīng)生產(chǎn)的FDCA可以被分離和/或純化。適合的分離或純化技術(shù)包括過濾和用水清洗所述FDCA產(chǎn)物或從水重結(jié)晶所述FDCA。所述純化的FDCA在工業(yè)中可能具有多種用途，例如在生產(chǎn)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)中替代對(duì)苯二甲酸。PET常用于制造聚酯纖維織物、瓶子和其他包裝物。FDCA也可以作為己二酸、噴氣飛機(jī)燃料、其他基于二醇、二胺或二醛的化學(xué)品的前體。在一種情況下，上面描述的方法通過將DDG和催化劑和/或溶劑添加到提供有攪拌機(jī)械的反應(yīng)容器中，然后攪拌得到的混合物來進(jìn)行。所述反應(yīng)容器可以是分批或連續(xù)反應(yīng)器。連續(xù)反應(yīng)器可以是活塞流反應(yīng)器、連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器和串聯(lián)的連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器。在某些情況下，所述用于脫水反應(yīng)的反應(yīng)容器可以在其冶金學(xué)的基礎(chǔ)上選擇(例如，對(duì)于利用溴的反應(yīng)來說，可以選擇鋯反應(yīng)器優(yōu)于特氟龍反應(yīng)器)。反應(yīng)容器可以是鋯反應(yīng)器、特氟龍反應(yīng)器、玻璃內(nèi)襯反應(yīng)器等。所述反應(yīng)容器內(nèi)的溫度和壓力可以酌情調(diào)整?？梢詫DG溶解在水或另一種溶劑中，然后將所述DDG(即所述溶解的DDG和溶劑)添加到所述反應(yīng)容器。在某些情況下，將DDG與所述溶劑在5℃至40℃范圍內(nèi)的溫度下，在更特定情況下在約25℃下混合，以確保在添加催化劑并開始反應(yīng)之前溶解在所述溶劑中。此外和/或可替選地，可以將所述催化劑與所述溶劑在室溫下混合，以確保在添加到DDG之前溶解在所述溶劑中。在某些情況下，所述方法包括在反應(yīng)期間移除產(chǎn)生的水。減少至少一些產(chǎn)生的水可以降低或消除副反應(yīng)并重新激活催化劑。結(jié)果，可以獲得更高的產(chǎn)品得率?？梢允褂萌魏芜m合的手段來調(diào)節(jié)反應(yīng)容器中水的量，例如使用水含量調(diào)節(jié)器。所述FDCA的制造過程可以以分批、半連續(xù)或連續(xù)方式進(jìn)行。在某些情況下，F(xiàn)DCA的制造以分批方式操作，其中在預(yù)定時(shí)間提高溫度，在預(yù)定時(shí)間升高壓力，并且在反應(yīng)期間改變催化劑組成。例如，在反應(yīng)期間催化劑組成的變化可以通過在預(yù)定時(shí)間添加一種或多種催化劑來實(shí)現(xiàn)。所述溫度和壓力通常可以從廣范圍選擇。然而，當(dāng)所述反應(yīng)在溶劑存在下進(jìn)行時(shí)，所述反應(yīng)溫度和壓力可能不是獨(dú)立的。例如，反應(yīng)混合物的壓力可能由某個(gè)溫度下的溶劑壓力決定。在某些情況下，所述反應(yīng)混合物的壓力被選擇成使得所述溶劑主要處于液相中。所述反應(yīng)混合物的溫度可以在0℃至180℃的范圍內(nèi)，并且在某些情況下可以在20至100℃的范圍內(nèi)，并且在更特定情況下在60℃至100℃的范圍內(nèi)。高于180℃的溫度可能導(dǎo)致脫羧成其他降解產(chǎn)物，因此可能需要避免這種較高溫度。在某些情況下，脫水反應(yīng)可以運(yùn)行長達(dá)48小時(shí)。在可替選情況下，脫水反應(yīng)可以運(yùn)行不到5分鐘(即所述脫水反應(yīng)在5分鐘內(nèi)至少95％完成)。在某些優(yōu)選實(shí)例中，脫水反應(yīng)可以在1分鐘至4小時(shí)的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行(即所述反應(yīng)混合物的脫水反應(yīng)在1分鐘至4小時(shí)內(nèi)至少95％完成)。在某些情況下，所述反應(yīng)混合物的反應(yīng)在不超過1分鐘、5分鐘、4小時(shí)、8小時(shí)或24小時(shí)內(nèi)至少95％完成。反應(yīng)過程的長度可能取決于反應(yīng)混合物的溫度、DDG的濃度、催化劑的濃度和其他試劑的濃度。例如在低溫(例如等于或接近所選溶劑的凝固點(diǎn))下，所述反應(yīng)可能運(yùn)行長達(dá)2天，但是在高溫(例如超過100℃)下，所述反應(yīng)可能運(yùn)行少于5分鐘就達(dá)到至少95％完成。在所述反應(yīng)過程完成后，可能形成包含F(xiàn)DCA和各種不同副產(chǎn)物的反應(yīng)產(chǎn)物。當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語“副產(chǎn)物”包括除了2,5-呋喃二甲酸和水之外的所有其他物質(zhì)。在某些情況下，在所述反應(yīng)產(chǎn)物中獲得的副產(chǎn)物的數(shù)目、量和類型，可能與使用其他脫水方法產(chǎn)生的不同。不想要的副產(chǎn)物例如2-糠酸和內(nèi)酯可能以有限的量產(chǎn)生。例如，副產(chǎn)物可能包括等。在某些情況下，不想要的副產(chǎn)物還可能包括含有至少一個(gè)溴原子的DDG衍生的有機(jī)化合物。反應(yīng)產(chǎn)物可能含有少于15％、可選地少于12％、可選地10％至12％或優(yōu)選地少于10％的副產(chǎn)物。所述反應(yīng)產(chǎn)物可能含有至少0.5％、約0.5％、少于7％、0.5％至7％、5％至7％、或約5％的內(nèi)酯副產(chǎn)物。當(dāng)在本文中使用時(shí)，“內(nèi)酯副產(chǎn)物”或“內(nèi)酯”包括反應(yīng)產(chǎn)物中存在的一種或多種內(nèi)酯副產(chǎn)物(例如L1、L2、L3和/或L4)。此外或可替選地，所述反應(yīng)產(chǎn)物可能含有少于10％、5％至10％或約5％的2-糠酸。在某些情況下，可以從所述反應(yīng)產(chǎn)物分離和/或純化得到的FDCA。例如，得到的FDCA可以通過重結(jié)晶技術(shù)或固/液分離來純化和/或分離。在某些情況下，所述分離和/或純化的FDCA仍包含少量副產(chǎn)物。所述純化的產(chǎn)物可能含有至少0.1％(1000ppm)的內(nèi)酯副產(chǎn)物。在某些情況下，所述純化的產(chǎn)物含有少于0.5％(5000ppm)或優(yōu)選地少于0.25％(2500ppm)的內(nèi)酯副產(chǎn)物。在某些情況下，所述分離和/或純化的FDCA產(chǎn)物可能含有約0.1％至0.5％之間的內(nèi)酯副產(chǎn)物或約0.1％至0.25％之間的內(nèi)酯副產(chǎn)物。使用鹵素催化劑合成FDCA在一種情況下，通過將DDG與溶劑和鹵素催化劑合并，從DDG合成FDCA。DDG經(jīng)歷脫水反應(yīng)，除去兩個(gè)水基團(tuán)。例如，可以將DDG二鉀鹽脫水以形成FDCA：所述催化劑可以是鹵化物(例如鹵素離子，其可以在鹽中與陽離子組合或在酸中與質(zhì)子組合)或鹵素(例如采取元素形式的鹵素)。在某些情況下，所述催化劑可以是氫鹵酸、堿或堿土金屬鹽、過渡金屬鹽、稀土金屬鹽、其中至少一些負(fù)離子是鹵素的鹽(例如銨鹽、離子性液體、與鹵化物交換的離子交換樹脂或其他金屬的鹽)或元素鹵素。當(dāng)鹵化物鹽包括與鹵化物組合的陽離子時(shí)，所述陽離子可以選自季銨離子、叔銨離子、仲銨離子、伯銨離子、鏻離子或其任何組合。元素鹵素可以在原位還原成鹵素離子。所述催化劑可以含有溴、氯、氟和碘中的一者或多者。例如，鹵素催化劑可以選自氫溴酸、鹽酸、氫氟酸、氫碘酸、溴化鈉、溴化鉀、溴化鋰、溴化銣、溴化銫、溴化鎂、溴化鈣、溴化鍶、溴化鋇、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化銣、氯化銫、氯化鎂、氯化鈣、氯化鍶、氯化鋇、氟化鈉、氟化鉀、氟化鋰、氟化銣、氟化銫、氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶、氟化鋇、碘化鈉、碘化鉀、碘化鋰、碘化銣、碘化銫、碘化鎂、碘化鈣、碘化鍶、碘化鋇、元素溴、元素氯、元素氟、元素碘、FeBr3、AlBr3、NH4Br、[EMIM]Br、FeCl3、AlCl3、NH4Cl、[EMIM]Cl、FeF3、AlF3、NH4F、[EMIM]F、FeI3、AlI3、NH4I、[EMIM]I或其任何組合。在某些情況下，所述催化劑包括氫鹵酸和鹵化物鹽。在某些情況下，所述氫鹵酸或鹵化物鹽可以在反應(yīng)混合物中用作溶劑。在其他情況下，所述氫鹵酸或鹵化物鹽可以與DDG在室溫下形成液體混合物。此外或可替選地，在某些情況下，可以用氣態(tài)氫鹵酸處理DDG。在某些情況下，將DDG和所述鹵化物與其他溶劑合并。在優(yōu)選情況下，將鹵化物鹽與酸例如氫鹵酸合并。通過使用鹵化物鹽和氫鹵酸兩者，可以既用酸也用鹵素離子的有益效應(yīng)催化所述反應(yīng)。在某些優(yōu)選情況下，催化劑和溶劑是同一化合物。例如，催化劑和溶劑可以兩者都是氫溴酸，可以都是鹽酸，可以都是氫碘酸或可以都是氫氟酸?？梢耘c鹵素催化劑合并的溶劑可以選自水、乙酸、丙酸、丁酸、三氟乙酸、甲磺酸、硫酸、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、甲酸、N-甲基吡咯烷酮、其他離子性液體或其任何組合。溶劑的各種不同組合可以包括水和乙酸、水和丙酸以及水和三氟乙酸。所述試劑(例如DDG、催化劑、溶劑)可以在任何適合的反應(yīng)容器例如分批或連續(xù)反應(yīng)器中合并在一起。連續(xù)反應(yīng)器可以是活塞流反應(yīng)器、連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器和串聯(lián)的連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器。反應(yīng)器可以在其冶金學(xué)的基礎(chǔ)上選擇。例如，反應(yīng)器可以是鋯反應(yīng)器、特氟龍反應(yīng)器、玻璃內(nèi)襯反應(yīng)器等。優(yōu)選的反應(yīng)器可以在與所述脫水反應(yīng)中利用的鹵素的腐蝕和化學(xué)相容性的基礎(chǔ)上選擇。在某些情況下，在開始脫水反應(yīng)之前將所述反應(yīng)容器預(yù)加熱(例如預(yù)加熱到60℃的溫度)。在某些情況下，將DDG溶解在水中，然后與含有鹵素的催化劑合并以形成反應(yīng)混合物。所述反應(yīng)混合物的反應(yīng)可以在0℃至200℃范圍內(nèi)或30℃至150℃范圍內(nèi)或優(yōu)選地60℃至100℃范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。所述反應(yīng)容器內(nèi)的壓力可以由反應(yīng)組分在反應(yīng)溫度下自動(dòng)產(chǎn)生。在某些情況下，可以將氫溴酸與水在反應(yīng)容器中合并，并且所述反應(yīng)容器中的壓力可以在1巴至50巴的范圍內(nèi)。在某些情況下，如果反應(yīng)溫度低，所述反應(yīng)可能進(jìn)行(即達(dá)到95％完成)長達(dá)2天，或者如果溫度為100℃或更高，所述反應(yīng)可能進(jìn)行不到5分鐘。反應(yīng)混合物的優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間在1分鐘至4小時(shí)的范圍內(nèi)。所述反應(yīng)可以進(jìn)行以產(chǎn)生包含F(xiàn)DCA、水和其他副產(chǎn)物(例如內(nèi)酯)的反應(yīng)產(chǎn)物。所述FDCA可以被過濾并從所述反應(yīng)產(chǎn)物中移出。在某些情況下，所述反應(yīng)可以在固定溫度下進(jìn)行。在可替選情況下，所述反應(yīng)混合物的溫度可能在所述反應(yīng)混合物形成后快速提高。例如，所述反應(yīng)混合物的溫度可以在2分鐘內(nèi)或在5分鐘內(nèi)或在20分鐘內(nèi)，從環(huán)境溫度或從不超過30℃提高到60℃或至少60℃。在另一個(gè)實(shí)例中，所述反應(yīng)混合物的溫度可以在2分鐘內(nèi)或在5分鐘內(nèi)或在20分鐘內(nèi)，從環(huán)境溫度或從不超過30℃提高到100℃或至少100℃。與緩慢或逐漸的溫度升高相比，快的升溫時(shí)間可以限制和/或阻止在所述反應(yīng)過程期間發(fā)生副反應(yīng)。通過減少在所述反應(yīng)過程期間發(fā)生的副反應(yīng)的數(shù)目，減少了在所述反應(yīng)期間產(chǎn)生的副產(chǎn)物的數(shù)目。在某些情況下，由所述脫水反應(yīng)產(chǎn)生的任何副產(chǎn)物以低于15％或低于12％或10％至12％或優(yōu)選地低于10％存在。在某些情況下，所述鹵素催化劑可以以高濃度添加到所述反應(yīng)混合物。例如，添加到所述反應(yīng)混合物的鹵素催化劑可能具有超過所述反應(yīng)混合物(包括所述鹵化物)的1重量％、超過45重量％、45重量％至70重量％之間、超過55重量％、55重量％至70重量％之間或至少65重量％的鹵化物濃度。在某些情況下，所述鹵化物濃度為50重量％，并且在其他情況下所述鹵化物濃度為62重量％，其中優(yōu)選的鹵化物濃度為包括鹵化物的所述反應(yīng)混合物的58重量％左右。如果向反應(yīng)添加鹵化物鹽和氫鹵酸兩者，合并的鹵化物濃度可以在包括所述鹵化物鹽和氫鹵酸的反應(yīng)混合物的55重量％至70重量％的范圍內(nèi)。在優(yōu)選情況下，所述鹵素催化劑和/或溶劑含有溴。在某些情況下，所述催化劑選自溴化物鹽、氫溴酸、元素溴離子或其任何組合。在某些情況下，所述催化劑是氫溴酸?；蛘撸龃呋瘎┌瑲滗逅岷弯寤稃}。反應(yīng)混合物可以含有1M至13M氫溴酸，或者在某些情況下2M至6M氫溴酸。例如，反應(yīng)混合物可以包含40％至70％的水或約38％的水，以及10M至15M氫溴酸或約12M氫溴酸。所述包含水和氫溴酸的反應(yīng)混合物可以產(chǎn)生包含F(xiàn)DCA、水和副產(chǎn)物的反應(yīng)產(chǎn)物。所述反應(yīng)產(chǎn)物可能包含至多15％的副產(chǎn)物和70％至95％摩爾得率的FDCA。在其他實(shí)例中，反應(yīng)混合物可以包含0％至30％的水或約8％的水、40％至67％的乙酸和1M至6M氫溴酸或約5M氫溴酸。所述包含水、乙酸和氫溴酸的反應(yīng)混合物可以產(chǎn)生包含F(xiàn)DCA、水和副產(chǎn)物的反應(yīng)產(chǎn)物。所述反應(yīng)產(chǎn)物可能包含至多15％的副產(chǎn)物和70％至95％摩爾得率的FDCA。示例性的溶劑/催化劑組合包括但不限于：1)乙酸、水和氫溴酸；2)乙酸和氫溴酸；以及3)氫溴酸和水。示例性的過程參數(shù)，包括DDG起始原料、溶劑、催化劑、酸的摩爾濃度、DDG的摩爾濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、FDCA的摩爾得率和任何其他備注例如添加到反應(yīng)混合物的任何水的體積百分?jǐn)?shù)的實(shí)例，可以在表1中看到。表1：在其他情況下，所述鹵素催化劑和/或溶劑含有氯、氟和/或碘。在某些情況下，所述催化劑選自鹵化物鹽、氫鹵酸、元素鹵素離子或其任何組合。在某些情況下，所述催化劑是鹽酸?；蛘?，所述催化劑包括氫鹵酸和鹵化物鹽。反應(yīng)混合物可以含有1M至12M鹽酸。例如，反應(yīng)混合物可能包含63％至97％的水或約70％的水，以及1M至12M鹽酸或約11M鹽酸。所述反應(yīng)混合物也可以含有乙酸。所述包含水和鹽酸的反應(yīng)混合物可以產(chǎn)生包含F(xiàn)DCA、副產(chǎn)物和水的反應(yīng)產(chǎn)物。所述反應(yīng)產(chǎn)物可能包含至多15％的副產(chǎn)物和30％至60％摩爾得率的FDCA。在其他情況下，所述催化劑是氫碘酸。反應(yīng)混合物可以含有1M至8M氫碘酸。在某些實(shí)例中，反應(yīng)混合物可能包含40％至97％的水或約50％的水，以及3M至8M氫碘酸或約7M氫碘酸。所述反應(yīng)混合物也可以含有乙酸。所述包含水和氫碘酸的反應(yīng)混合物可以產(chǎn)生包含F(xiàn)DCA、水和副產(chǎn)物的反應(yīng)產(chǎn)物。所述反應(yīng)產(chǎn)物可能包含至多15％的副產(chǎn)物和30％至60％摩爾得率的FDCA。示例性的溶劑/催化劑組合包括但不限于：1)乙酸和鹽酸；2)水和鹽酸；3)乙酸、水和氫碘酸；以及4)水和氫碘酸。示例性的過程參數(shù)，包括DDG起始原料、溶劑、催化劑、酸的摩爾濃度、DDG的摩爾濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、FDCA的摩爾得率和任何其他備注例如添加到反應(yīng)混合物的任何水的體積百分?jǐn)?shù)的實(shí)例，可以在表2中看到。表2：進(jìn)料溶劑催化劑[酸]，M[DDG]，M時(shí)間，h溫度，CFDCA得率備注DDG2K乙酸HCl1.00.1410031.0606DDG2K水HCl11.470.0546054.60DDG2K水HCl11.470.05410057.92DDG2K水HCl11.470.05110057.50DDG2K乙酸HI3.00.1410033.2229％H2ODDGDBE乙酸HI3.00.1410034.2329％H2ODDG2K水HI7.200.0546041.11DDG2K水HI6.570.0546041.25盡管不希望受到任何特定理論限制，但所述鹵素可能置換DDG的羥基，從而由于其增強(qiáng)的親核性而有助于所需的DDG的脫水和/或消除反應(yīng)?；蛘撸鳆u素可能啟動(dòng)涉及鹵素氧化狀態(tài)的另外的脫水機(jī)制。在任一情況下，已發(fā)現(xiàn)如果將鹵素催化劑用于DDG的脫水反應(yīng)以形成FDCA，則FDCA的得率提高。使用酸性溶劑和水合成FDCA在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過將DDG與水和酸性溶劑和/或催化劑合并來合成FDCA。在某些情況下，所述水可用作所述反應(yīng)的主要溶劑。在其他情況下，可以將水添加到其他溶劑例如乙酸，以增強(qiáng)所述反應(yīng)。在某些情況下，酸性溶劑起到催化劑(例如氫溴酸)的作用。酸性溶劑可以選自鹽酸、氫碘酸、氫溴酸、氫氟酸、乙酸、硫酸、磷酸、硝酸、三氟乙酸、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸、酸性離子交換樹脂、其他負(fù)載型磺酸(其可以包括例如Nafion、-15、其他磺酸樹脂等)、其他非均相酸催化劑、雜多酸(其可以包括例如鎢硅酸、磷鉬酸、磷鎢酸等)、第一pKa小于2的酸、其他負(fù)載型有機(jī)、無機(jī)酸和負(fù)載型或固體酸，及其組合。在某些情況下，將DDG與水和酸性溶劑合并，以形成反應(yīng)混合物。在某些情況下，向所述反應(yīng)混合物添加催化劑。所述催化劑可以選自鹵化物鹽(例如堿金屬鹵化物、堿土金屬鹵化物、過渡金屬鹵化物、稀土金屬鹵化物或與鹵素離子相組合的有機(jī)陽離子(例如季銨離子、叔銨離子、仲銨離子、伯銨離子或鏻離子))、氫鹵酸、元素離子及其任何組合。所述催化劑可以選自氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化銣、氯化銫、氯化鎂、氯化鈣、氯化鍶、氯化鋇、FeCl3、AlCl3、NH4Cl、[EMIM]Cl、氟化鈉、氟化鉀、氟化鋰、氟化銣、氟化銫、氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶、氟化鋇、FeF3、AlF3、NH4F、[EMIM]F、碘化鈉、碘化鉀、碘化鋰、碘化銣、碘化銫、碘化鎂、碘化鈣、碘化鍶、碘化鋇、FeI3、AlI3、NH4I、[EMIM]I、溴化鈉、溴化鉀、溴化鋰、溴化銣、溴化銫、溴化鎂、溴化鈣、溴化鍶、溴化鋇、FeBr3、AlBr3、NH4Br、[EMIM]Br及其組合。所述試劑(例如DDG、水、酸性溶劑)可以在任何適合的反應(yīng)容器例如分批或連續(xù)反應(yīng)器中合并在一起。連續(xù)反應(yīng)器可以是活塞流反應(yīng)器、連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器和串聯(lián)的連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器。反應(yīng)器可以在其冶金學(xué)的基礎(chǔ)上選擇。例如，反應(yīng)器可以是鋯反應(yīng)器、特氟龍反應(yīng)器、玻璃內(nèi)襯反應(yīng)器等。優(yōu)選的反應(yīng)器可以在與所述脫水反應(yīng)的反應(yīng)混合物的腐蝕和化學(xué)相容性的基礎(chǔ)上選擇。在某些情況下，在開始脫水反應(yīng)之前將所述反應(yīng)容器預(yù)加熱(例如預(yù)加熱到60℃的溫度)。在某些情況下，將DDG溶解在水中，然后與酸性溶劑和另外一部分水合并。所述反應(yīng)混合物的反應(yīng)可以在0℃至200℃范圍內(nèi)或30℃至150℃范圍內(nèi)或優(yōu)選地60℃至100℃范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。所述反應(yīng)容器內(nèi)的壓力可以由反應(yīng)組分在反應(yīng)溫度下自動(dòng)產(chǎn)生。所述反應(yīng)容器中的壓力可以在1巴至17巴的范圍內(nèi)。在某些情況下，如果反應(yīng)溫度低，所述反應(yīng)可能進(jìn)行(即達(dá)到95％完成)長達(dá)2天，或者如果溫度為100℃或更高，所述反應(yīng)可能進(jìn)行不到5分鐘。反應(yīng)混合物的優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間在1分鐘至4小時(shí)的范圍內(nèi)。所述反應(yīng)可以進(jìn)行以產(chǎn)生包含F(xiàn)DCA、水和其他副產(chǎn)物(例如內(nèi)酯)的反應(yīng)產(chǎn)物。所述FDCA可以被過濾并從所述反應(yīng)產(chǎn)物中移出。在某些情況下，所述反應(yīng)可以在固定溫度下進(jìn)行。在可替選情況下，所述反應(yīng)混合物的溫度可能在所述反應(yīng)混合物形成后快速提高。例如，所述反應(yīng)混合物的溫度可以在2分鐘內(nèi)或在5分鐘內(nèi)或在20分鐘內(nèi)，從環(huán)境溫度或從不超過30℃提高到60℃或至少60℃。在另一個(gè)實(shí)例中，所述反應(yīng)混合物的溫度可以在2分鐘內(nèi)或在5分鐘內(nèi)或在20分鐘內(nèi)，從環(huán)境溫度或從不超過30℃提高到100℃或至少100℃。與緩慢或逐漸的溫度升高相比，快的升溫時(shí)間可以限制和/或阻止在所述反應(yīng)過程期間發(fā)生副反應(yīng)。通過減少在所述反應(yīng)過程期間發(fā)生的副反應(yīng)的數(shù)目，減少了在所述反應(yīng)期間產(chǎn)生的副產(chǎn)物的數(shù)目。在某些情況下，由所述脫水反應(yīng)產(chǎn)生的任何副產(chǎn)物以低于15％或低于12％或10％至12％或優(yōu)選地低于10％存在。在某些情況下，可以向所述反應(yīng)混合物添加水。水的包含可能對(duì)反應(yīng)和得率具有顯著影響。例如，水可以以至少10％、至少20％、至少30％、10％至70％、10％至30％或30％至65％的量(以體積計(jì))存在于所述反應(yīng)混合物中。在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述反應(yīng)混合物包含水和氫溴酸。所述反應(yīng)混合物可能含有1M至13M氫溴酸，或者在某些情況下2M至6M氫溴酸。例如，反應(yīng)混合物可以包含10％至70％的水或30％至65％的水，以及10M至15M氫溴酸或約12M氫溴酸。所述包含水和氫溴酸的反應(yīng)混合物可以產(chǎn)生包含F(xiàn)DCA、副產(chǎn)物和水的反應(yīng)產(chǎn)物。所述反應(yīng)產(chǎn)物可能包含至多15％的副產(chǎn)物和40％至95％摩爾得率的FDCA。示例性的溶劑/催化劑組合包括但不限于：1)水和氫溴酸；2)水和鹽酸；3)水和氫碘酸；4)水和甲磺酸；以及5)水、乙酸和硫酸。示例性的過程參數(shù)，包括DDG起始原料、溶劑、催化劑、酸的摩爾濃度、DDG的摩爾濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、FDCA的摩爾得率和任何其他備注例如添加到反應(yīng)混合物的任何水的體積百分?jǐn)?shù)的實(shí)例，可以在表3中看到。表3：利用DDG-2K作為起始原料的各種不同的可替選脫水反應(yīng)的條件提供在表4中。對(duì)于每種酸來說，第一行提供了每種反應(yīng)條件的工作范圍，隨后的行提供了特定反應(yīng)條件的實(shí)例。正如在圖1中看到的，當(dāng)在脫水反應(yīng)中利用水和氫溴酸兩者時(shí)，可以獲得更高的FDCA摩爾得率。表4由于水是脫水的產(chǎn)物，并且根據(jù)LeChateliers原則，提高水的濃度預(yù)期將不利于脫水化學(xué)，因此向反應(yīng)混合物添加水提高了脫水反應(yīng)中產(chǎn)物的得率，這一點(diǎn)是出人意料的。盡管不希望受到任何特定理論限制，但水的有利效應(yīng)的可能原因可能是DDG和酸在水中的良好溶解性，F(xiàn)DCA在水中的低溶解性，極性溶劑使脫水化學(xué)的過渡態(tài)穩(wěn)定，以及DDG在水中對(duì)呋喃類形式的偏好性，所述呋喃類形式傾向于脫水成FDCA。此外，由于水引起DDG采取對(duì)于脫水反應(yīng)來說更好的呋喃類形式，因此水可能是對(duì)DDG脫水成FDCA來說有利的溶劑。DDG的呋喃類形式是5元環(huán)，其可能容易脫水成FDCA。當(dāng)DDG采取其優(yōu)選形式時(shí)，它在脫水反應(yīng)期間產(chǎn)生更少的副產(chǎn)物，并且促進(jìn)更高效(例如更快)的反應(yīng)。通過過濾和僅僅用水清洗FDCA產(chǎn)物，可以從上面描述的反應(yīng)以高純度(例如約99％)進(jìn)一步分離FDCA。使用羧酸合成FDCA在本發(fā)明的實(shí)施方式中，從DDG與羧酸的組合合成FDCA。例如，可以將DDG在羧酸溶劑中脫水以形成FDCA：可以將羧酸與DDG組合以生產(chǎn)包括FDCA的反應(yīng)產(chǎn)物。在某些情況下，將所述羧酸和DDG與溶劑和/或催化劑合并。在其他情況下，所述羧酸充當(dāng)溶劑和催化劑兩者。例如，具有低pKa(例如小于3.5)的羧酸可以在所述反應(yīng)中充當(dāng)溶劑和催化劑兩者。在某些情況下，可以將催化劑添加到所述具有低pKa的羧酸以加速DDG到FDCA的反應(yīng)。在另一個(gè)實(shí)例中，可以將具有高pKa(例如大于3.5)的羧酸與催化劑并在某些情況下與溶劑合并。在某些情況下，羧酸可以選自三氟乙酸、乙酸、乙酸、丙酸、丁酸、其他具有低pKa(例如小于3.5或pKa小于2.0)的羧酸、其他具有高pKa(例如大于3.5)的羧酸及其任何組合。在某些情況下，除了所述羧酸之外，還向所述反應(yīng)混合物添加溶劑。溶劑可以選自水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、N-甲基吡咯烷酮、其他離子性液體或其任何組合。在某些情況下，所述脫水反應(yīng)可以利用組合的三種溶劑。在可替選情況下，所述脫水反應(yīng)可以利用組合的兩種溶劑。在其他情況下，所述脫水反應(yīng)可以利用單一溶劑。在某些情況下，向所述反應(yīng)混合物添加催化劑。所述催化劑可以選自鹵化物鹽(例如堿金屬鹵化物、堿土金屬鹵化物、過渡金屬鹵化物、稀土金屬鹵化物或與鹵素離子相組合的有機(jī)陽離子(例如季銨離子、叔銨離子、仲銨離子、伯銨離子或鏻離子))、氫鹵酸、元素離子、強(qiáng)酸或其任何組合。例如，所述催化劑可以選自氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化銣、氯化銫、氯化鎂、氯化鈣、氯化鍶、氯化鋇、FeCl3、AlCl3、NH4Cl、[EMIM]Cl、氟化鈉、氟化鉀、氟化鋰、氟化銣、氟化銫、氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶、氟化鋇、FeF3、AlF3、NH4F、[EMIM]F、碘化鈉、碘化鉀、碘化鋰、碘化銣、碘化銫、碘化鎂、碘化鈣、碘化鍶、碘化鋇、FeI3、AlI3、NH4I、[EMIM]I、溴化鈉、溴化鉀、溴化鋰、溴化銣、溴化銫、溴化鎂、溴化鈣、溴化鍶、溴化鋇、FeBr3、AlBr3、NH4Br、[EMIM]Br、氫溴酸、氫碘酸、氫氟酸、鹽酸、元素溴、元素氯、元素氟、元素碘、甲磺酸、三氟甲磺酸、硫酸及其組合。所述試劑(例如DDG、催化劑、溶劑)可以在任何適合的反應(yīng)容器例如分批或連續(xù)反應(yīng)器中合并在一起。連續(xù)反應(yīng)器可以是活塞流反應(yīng)器、連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器和串聯(lián)的連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器。反應(yīng)器可以在其冶金學(xué)的基礎(chǔ)上選擇。例如，反應(yīng)器可以是鋯反應(yīng)器、特氟龍反應(yīng)器、玻璃內(nèi)襯反應(yīng)器等。優(yōu)選的反應(yīng)器可以在與所述脫水反應(yīng)中利用的羧酸的腐蝕和化學(xué)相容性的基礎(chǔ)上選擇。在某些情況下，在開始脫水反應(yīng)之前將所述反應(yīng)容器預(yù)加熱(例如預(yù)加熱到60℃的溫度)。在某些情況下，將DDG溶解在水中，然后與羧酸并且在某些情況下與催化劑和/或合并，以形成反應(yīng)混合物。所述反應(yīng)混合物的反應(yīng)可以在0℃至200℃范圍內(nèi)或30℃至150℃范圍內(nèi)或優(yōu)選地60℃至100℃范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。所述反應(yīng)容器內(nèi)的壓力可以由反應(yīng)組分在反應(yīng)溫度下自動(dòng)產(chǎn)生。在某些情況下，可以在所述反應(yīng)容器中使用乙酸，并且所述反應(yīng)容器中的壓力可以在1巴至10巴的范圍內(nèi)。在某些情況下，如果反應(yīng)溫度低，所述反應(yīng)可能進(jìn)行長達(dá)2天，或者如果溫度為100℃或更高，所述反應(yīng)可能進(jìn)行不到5分鐘。反應(yīng)混合物的優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間(即達(dá)到95％完成的時(shí)間)在1分鐘至4小時(shí)的范圍內(nèi)。所述反應(yīng)可以進(jìn)行以產(chǎn)生包含F(xiàn)DCA、水和其他副產(chǎn)物(例如內(nèi)酯)的反應(yīng)產(chǎn)物。所述FDCA可以被過濾并從所述反應(yīng)產(chǎn)物中移出。在某些情況下，所述反應(yīng)可以在固定溫度下進(jìn)行。在可替選情況下，所述反應(yīng)混合物的溫度可能在所述反應(yīng)混合物形成后快速提高。例如，所述反應(yīng)混合物的溫度可以在2分鐘內(nèi)或在5分鐘內(nèi)或在20分鐘內(nèi)，從環(huán)境溫度或從不超過30℃提高到60℃或至少60℃。在另一個(gè)實(shí)例中，所述反應(yīng)混合物的溫度可以在2分鐘內(nèi)或在5分鐘內(nèi)或在20分鐘內(nèi)，從環(huán)境溫度或從不超過30℃提高到100℃或至少100℃。與緩慢或逐漸的溫度升高相比，快的升溫時(shí)間可以限制和/或阻止在所述反應(yīng)過程期間發(fā)生副反應(yīng)。通過減少在所述反應(yīng)過程期間發(fā)生的副反應(yīng)的數(shù)目，減少了在所述反應(yīng)期間產(chǎn)生的副產(chǎn)物的數(shù)目。在某些情況下，由所述脫水反應(yīng)產(chǎn)生的任何副產(chǎn)物以低于15％或低于12％或10％至12％或優(yōu)選地低于10％存在。在優(yōu)選情況下，所述羧酸是三氟乙酸。反應(yīng)混合物可以含有三氟乙酸和氫溴酸。例如，反應(yīng)混合物可以包含0M至6.0M氫溴酸或約3M氫溴酸。所述包含氫溴酸和三氟乙酸的反應(yīng)混合物可以產(chǎn)生包含F(xiàn)DCA、副產(chǎn)物和水的反應(yīng)產(chǎn)物。所述反應(yīng)產(chǎn)物可能包含至多15％的副產(chǎn)物和50％至80％摩爾得率的FDCA。在一些其他實(shí)例中，可以向所述反應(yīng)混合物添加水。在某些情況下，所述反應(yīng)混合物的5vol％至30vol％是水。示例性的催化劑或催化劑/溶劑組合包括但不限于：1)三氟乙酸和硫酸；2)乙酸和氫溴酸；3)氫溴酸、三氟乙酸和水；以及4)氫溴酸、三氟乙酸、乙酸和水。示例性的過程參數(shù)，包括DDG起始原料、溶劑、催化劑、酸的摩爾濃度、DDG的摩爾濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、FDCA的摩爾得率和任何其他備注例如添加到反應(yīng)混合物的任何水的體積百分?jǐn)?shù)的實(shí)例，可以在表5中看到。表5：利用DDG-2K作為起始原料并與三氟乙酸、乙酸或三氟乙酸和乙酸的組合相組合的各種不同的可替選脫水反應(yīng)的條件，提供在表6中。表6：羧酸充當(dāng)DDG到FDCA的脫水反應(yīng)的有效介質(zhì)，這一點(diǎn)是出人意料的。盡管不希望受到任何特定理論的限制，但羧酸是DDG到FDCA的脫水的有利溶劑和/或催化劑可能是因?yàn)轸人釋?dǎo)致DDG采取對(duì)脫水反應(yīng)更好的呋喃類形式。DDG的呋喃類形式是5元環(huán)，其可能容易脫水成FDCA。當(dāng)DDG采取其優(yōu)選形式時(shí)，它在脫水反應(yīng)期間產(chǎn)生更少的副產(chǎn)物，并且促進(jìn)更高效(例如更快)的反應(yīng)。乙酸是DDG到FDCA的脫水的有利溶劑可能是因?yàn)镈DG和其他酸在乙酸中具有良好的溶解性，F(xiàn)DCA在乙酸中具有低溶解性，極性溶劑使脫水化學(xué)的過渡態(tài)穩(wěn)定，以及DDG在乙酸中偏好呋喃類形式，所述呋喃類形式傾向于脫水成FDCA。其他羧酸表現(xiàn)出相似的特征。另外，據(jù)信羧酸溶劑增強(qiáng)與這些溶劑相組合用作酸催化劑的其他酸(例如氫溴酸、鹽酸等)的酸性。此外，具有低pKa(例如小于3.5)的羧酸例如三氟乙酸，在所述羧酸中形成獨(dú)特類別。與乙酸(pKa為4.76)相反，這些酸具有增強(qiáng)的酸性，其被理解為加速DDG到FDCA的脫水反應(yīng)。實(shí)施例應(yīng)該理解，可以對(duì)下面的實(shí)施例做出許多改變并仍獲得相似的結(jié)果。因此，下面的實(shí)施例說明了利用各種不同反應(yīng)條件和試劑處理DDG以獲得FDCA的實(shí)施方式，并且旨在說明而不是限制本發(fā)明。實(shí)施例1：將DDG二鉀鹽與0.25MH2SO4在乙酸中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行4小時(shí)，得到1％的FDCA摩爾得率。實(shí)施例2：將DDG二鉀鹽與0.25MH2SO4在含有NaBr(8wt％)的乙酸中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行4小時(shí)，得到19％的FDCA摩爾得率。實(shí)施例3：將DDG二鉀鹽與0.25MH2SO4在乙酸中合并。所述反應(yīng)在160℃下進(jìn)行3小時(shí)，產(chǎn)生20％的FDCA摩爾得率。實(shí)施例4：將DDG二鉀鹽與0.25MH2SO4在含有NaBr(0.7wt％)的乙酸中合并。所述反應(yīng)在160℃下進(jìn)行3小時(shí)，產(chǎn)生31％的FDCA摩爾得率。實(shí)施例5：將DDG二丁酯與9MH2SO4在1-丁醇中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行2小時(shí)，得到53％的FDCA摩爾得率。實(shí)施例6：將DDG二丁酯與9MH2SO4在乙酸中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行1小時(shí)，得到22％的FDCA-DBE摩爾得率。實(shí)施例7：將DDG二丁酯與1MHCl在乙酸中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行4小時(shí)，得到43％的FDCA-DBE摩爾得率。實(shí)施例8：將DDG二丁酯與2.9MHBr在乙酸中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行4小時(shí)，得到61％的FDCA-DBE摩爾得率。實(shí)施例9：將0.1MDDG2K與5.7MHBr在乙酸中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行4小時(shí)，得到33％的FDCA摩爾得率。實(shí)施例10：將0.1MDDG2K與2.9MHBr在乙酸中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行4小時(shí)，產(chǎn)生82％的FDCA摩爾得率。實(shí)施例11：將0.1MDDG2K與5.7MHBr在含有10vol％水的乙酸中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行4小時(shí)，得到89％的FDCA摩爾得率。實(shí)施例12：將0.1MDDG2K與5.1MHBr在含有10vol％水的乙酸中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行4小時(shí)，得到91％的FDCA摩爾得率。實(shí)施例13：將0.05MDDG2K與12.45MHBr在水中合并。所述反應(yīng)在100℃下進(jìn)行1小時(shí)，得到77％的FDCA摩爾得率。實(shí)施例14：將0.05MDDG2K與5.2MHBr在含有8.2vol％水的乙酸中合并。所述反應(yīng)在100℃下進(jìn)行4小時(shí)，得到71％的FDCA摩爾得率。實(shí)施例15：將DDG-DBE與9MH2SO4在1-丁醇中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行2小時(shí)，得到53％的FDCA-DBE摩爾得率。實(shí)施例16：將DDG-DBE與2.9MHBr在乙酸中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行4小時(shí)，得到52％的FDCA-DBE摩爾得率。實(shí)施例17：將DDG-DBE與9MH2SO4在1-丁醇中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行2小時(shí)，得到53％的FDCA-DBE摩爾得率。實(shí)施例18：將DDG-DBE與2.9MHBr在乙酸中合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行4小時(shí)，得到52％的FDCA-DBE摩爾得率。實(shí)施例19：將DDG-DBE與三氟乙酸合并。所述反應(yīng)在60℃下進(jìn)行4小時(shí)，得到77％的FDCA-DBE摩爾得率。已依據(jù)說明性實(shí)施方式對(duì)本公開的情況進(jìn)行了描述。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在考察本公開后，在權(quán)利要求書的范圍和精神之內(nèi)的大量其他實(shí)施方式、修改和變化將會(huì)浮現(xiàn)。例如，除非另有陳述，否則所描述的步驟可以以敘述的順序之外的順序執(zhí)行，并且根據(jù)本公開的情況，所說明的一個(gè)或多個(gè)步驟可能是任選項(xiàng)。當(dāng)前第1頁1 2 3