fdca 生物基
聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯的合成及性能
聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯的合成及性能曹小玉;陶磊;朱德振;肖茹【摘要】以生物基2,5-呋喃二甲酸(FDCA)和乙二醇(EG)为原料,钛酸四丁酯为催化剂,经直接酯化法制备聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯(PEF).采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)分析PEF的分子结构,研究不同醇酸摩尔比对PEF 合成动力学的影响,并探讨了PEF的热性能及结晶性能.研究结果表明:PEF的酯化反应速率、缩聚反应速率和特性黏度均在醇酸摩尔比为1.8时达到最大值;随着醇酸摩尔比、缩聚时间的增加,PEF的冷结晶温度(tcc)增加,熔融温度(tm)和热结晶温度(tmc)降低,PEF的结晶能力明显减弱.PEF为半结晶型聚合物,经熔融淬冷后结晶度降低,且降温速率较快时,表现出较小的结晶度.【期刊名称】《东华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(042)006【总页数】8页(P775-781,815)【关键词】2,5-呋喃二甲酸;直接酯化法;聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯;合成动力学【作者】曹小玉;陶磊;朱德振;肖茹【作者单位】东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620【正文语种】中文【中图分类】O633.5近年来，非粮生物质原料制备生物基材料的研究与开发获得广泛关注，由于生物基聚酯在原料来源、环境效益和能源消耗方面的优势，其研究与应用也得到快速发展. 2,5-呋喃二甲酸(FDCA)可通过生物质原料制得，如将农业生产中的秸秆、棉秆、残木通过生物降解为己糖，再将己糖进一步脱水转化制备[1]. FDCA可与二元醇反应制备具有呋喃环结构的聚酯，该类聚酯具有与对苯二甲酸基聚酯类似的性能.文献[2]采用溶液聚合法和酯交换法，以FDCA为原料分别与脂肪醇、芳香醇和杂环醇反应制备呋喃基聚酯.文献[3-4]采用酯交换法，基于分子结构表征和酯化动力学研究了FDCA与乙二醇(EG)、1,4-丁二醇(BG)的反应活性，发现EG与FDCA的反应活性相对较低，并讨论了不同EG/BG摩尔比对聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯(PEF)/聚2,5-呋喃二甲酸丁二酯(PBF)共聚酯热性能的影响.文献[5]利用酯交换、界面聚合、溶液聚合等方法制备了FDCA基聚酯，讨论了聚合方法与单体结构对聚酯结构、相对分子质量和性能的影响.文献[6]研究了FDCA、丁二酸及BG的共聚反应，探讨了FDCA/BG摩尔比对聚酯结构性能的影响.文献[7]研究了PEF的结晶动力学和球晶形态，并比较了PEF、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的结晶性能与热性能.文献[8-10]详细研究了原料摩尔比、催化剂、温度等合成条件对FDCA基聚酯的合成及结构性能的影响. 熔融缩聚法(直接酯化法、酯交换法)作为高效率、低成本的一种聚合方法被广泛应用于聚酯的合成，但呋喃环结构在高温条件下容易老化降解[11]，使制备的FDCA基聚酯颜色深、相对分子质量低. 虽然国内外已有关于PEF的合成及结构性能研究的文献报道，但制备高相对分子质量的PEF还存在一定难度，且有关PEF缩聚动力学和扩链反应的研究仍然较少.本文以生物基FDCA和EG为原料，采用直接酯化法制备PEF，研究醇酸摩尔比等反应条件对PEF的合成动力学、结构性能的影响，为后期PEF的扩链研究奠定基础.1.1 原料与试剂FDCA，嘉兴瑞源生物科技有限公司，纯度≥99 %；钛酸四丁酯、磷酸三甲酯，国药集团化学试剂有限公司，纯度>99 %；1,1,2,2-四氯乙烷、苯酚、甲醇、EG，国药集团化学试剂有限公司，分析纯.1.2 PEF的合成称取一定摩尔比的FDCA、EG、钛酸四丁酯和磷酸三甲酯置于三口烧瓶中，在N2气氛中，从160 ℃缓慢升温至210 ℃，并不断脱水酯化至澄清点. 酯化反应结束后，酯化产物先于0.07 MPa、210 ℃反应1 h，再于-0.1 MPa、220～240 ℃反应5 h，得到缩聚产物. 将所得产物溶于四氯乙烷，在甲醇中沉淀，经离心后去除上清液，反复3次. 将所得产物于120 ℃真空干燥48 h. 合成原料摩尔配比如表1所示，合成路线如图1所示.注：设定FDCA的投料为单位摩尔.1.3 测试与表征1.3.1 黏度测试选用0.5～0.6 mm的乌氏黏度计，以质量比为1∶1的苯酚与四氯乙烷混合溶液作为溶剂，在(25 ± 0.1)℃的恒温水浴中测定纯溶剂和聚合物溶液的流出时间，由式(1)计算PEF的特性黏度.式中：[η]为试样溶液的特性黏度，dL/g；ηsp为试样溶液的增比黏度；c为试样溶液聚合物含量，取值为0.5 dL/g；t0为溶剂的流经时间，s；t1为试样溶液的流经时间，s.1.3.2 表征采用美国Nicolet 8700型傅里叶变换红外光谱仪测定PEF在400～4 000 cm-1波数范围内的红外吸收光谱，扫描次数为32次，分辨率为4 cm-1.采用瑞士Bruker Avance 400型核磁共振波谱仪(1H-NMR，400 MHz)分析PEF的分子结构，以氘代三氟乙酸(CF3COOD)为溶剂，四甲基硅烷(TMS)为内标.采用美国TA Q20型差示扫描量热仪分析PEF的热性能. 样品质量为5～10 mg，在N2气氛中，以10 ℃/min的速率从30 ℃升温至250 ℃，保温5 min消除热历史，然后以10 ℃/min的速率降温至30 ℃，再以10 ℃/min的速率升温至250 ℃.采用德国耐驰TG 209F1型热重测试仪分析PEF的热稳定性. 样品质量为5～7 mg，在N2气氛中，以10 ℃/min的升温速率升至600 ℃，N2流量为20mL/min.采用日本Rigaku D/max-2550PC 型X射线衍射仪分析PEF的结晶性能. 采用标准铝制样品架，CuKa射线光源，管电压为40 kV，管电流为200 mA，扫描角度为5°～60°.2.1 PEF聚合反应研究2.1.1 醇酸摩尔比的影响(1) 醇酸摩尔比对酯化反应的影响.酯化反应是典型的可逆平衡反应，醇酸摩尔比对聚酯的合成过程及最终产物的结构与性能具有重要影响. 不同醇酸摩尔比时酯化反应的澄清时间如图2所示.由图2可知，酯化反应达到澄清点的时间随醇酸摩尔比的增加而缩短，说明醇酸摩尔比的增加有利于提高酯化反应速率.不同醇酸摩尔比对酯化产物特性黏度的影响如图3所示. 由图3可知，酯化产物的特性黏度值随醇酸摩尔比的增加大幅降低，说明醇酸摩尔比过高时不利于酯化反应的进行.(2) 醇酸摩尔比对缩聚反应的影响.不同醇酸摩尔比时缩聚产物的特性黏度的变化曲线如图4所示. 由图4可知，缩聚产物的特性黏度先随醇酸摩尔比的增加而增加，在醇酸摩尔比为1.8时达到最大值0.49 dL/g，当醇酸摩尔比继续增加时，特性黏度明显下降. 说明醇酸摩尔比的增加在促进酯化反应的同时，也会促进缩聚反应进行，但过高的醇酸摩尔比使缩聚反应逆向进行，导致产物黏度降低.2.1.2 缩聚反应动力学不同醇酸摩尔比时缩聚产物的特性黏度随时间的变化及拟合曲线如图5所示，拟合曲线的斜率K可反映缩聚反应速率. K值随醇酸摩尔比的变化关系如图6所示. 由图5可知，在试验范围内，不同醇酸摩尔比时PEF的特性黏度都随着缩聚时间的增加而增加，特性黏度与缩聚时间具有较好的线性关系，符合聚合反应二级动力学行为. 由此说明在本试验条件下，FDCA与EG的聚合反应过程存在较少的热降解副反应. 由图6可知，缩聚反应速率随着醇酸摩尔比的增加而提高，当醇酸摩尔比达到1.6后，缩聚反应速率趋于稳定，醇酸摩尔比达到1.8时，缩聚反应速率达到最大值. 由此可知，醇酸摩尔比的增加有利于提高缩聚反应速率. 但醇酸摩尔比达到2.0时，缩聚反应速率有所降低. 这可能是由于过量的EG使缩聚反应逆向进行，同时过量EG生成二甘醇(DEG)的副反应也会使缩聚反应速率降低.2.2 PEF结构分析不同醇酸摩尔比合成的PEF傅里叶变换红外光谱(FTIR)如图7所示.由图7可见，不同醇酸摩尔比所得产物特征官能团的红外吸收基本一致，3 550 cm-1处为—OH的伸缩振动峰；3 102 cm-1处为呋喃环C—H 的伸缩振动峰；1 577和1 506 cm-1处是呋喃环C=C的伸缩振动峰；1 014 cm-1处为呋喃环C—O—C的伸缩振动峰；968，836和768 cm-1处为呋喃环的弯曲振动峰；2 971和2 913 cm-1处为—CH2的伸缩振动峰；1 730 cm-1处为C=O的伸缩振动峰，1 270 cm-1处为C—O的伸缩振动峰.PEF-1的核磁共振氢谱(1H-NMR)谱图如图8所示.由图8可知，δ在11.50处为溶剂CF3COOD的质子峰；δ在7.28处为呋喃环上的质子峰；δ在4.75处为—OCH2—CH2—上的质子峰；δ在4.09处为与端羟基相连的亚甲基上的质子峰. 结合FTIR和1H-NMR对产物结构的分析表明，利用直接酯化法可成功制备PEF，且合成过程中存在着较少的降解副反应.2.3 PEF热性能分析不同醇酸摩尔比合成的PEF差示扫描量热(DSC)曲线如图9所示，其升、降温过程中的特征温度列于表2中.由图9和表2可知，PEF的玻璃化转变温度(tg)为89 ℃，冷结晶温度(tcc)为178 ℃，熔融温度(tm)为210 ℃，热结晶温度(tmc)为145 ℃. 随着醇酸摩尔比的增加，tg变化不大、tcc显著增加，而tm和tmc略有降低；且当醇酸摩尔比较大时，热结晶峰消失. tmc是结晶速率的函数，其值越高，聚合物在高温下的结晶速率越高[12]，tmc的降低以及热结晶峰的消失都说明较高醇酸摩尔比合成的PEF 热结晶能力较弱. 同时，过冷度Δt(Δt=tm - tmc)也反映了聚合物在一定条件下的结晶能力，Δt值越小，聚合物的结晶速率越大，越容易结晶.由表2还可看出，随醇酸摩尔比的增加, Δt有增加趋势，说明较高醇酸摩尔比制得的PEF结晶能力较弱. 同时过高的醇酸摩尔比有可能导致体系中DEG含量增加，文献[13-15]指出聚酯中DEG含量增加会导致聚酯熔点降低. 本体系中PEF的tm 也随醇酸摩尔比的增加而降低，但DEG对PEF熔点的影响还需进一步深入研究. 不同缩聚时间PEF-1的DSC升降温曲线如图10所示.由图10可知，随着缩聚时间的增加，PEF的tg有所增加，冷结晶峰峰面积不断变小、tcc显著增加、tm和tmc略有降低，且熔融峰与热结晶峰峰面积逐渐减小，可见PEF的结晶能力随缩聚时间的增加明显减弱. 这是由于随着缩聚时间的增加，聚合物的相对分子质量不断增加，分子链的运动受限，使结晶能力变弱.PET的tg 约为68 ℃，tm约为260 ℃. 根据以上分析，与PET比较，PEF的tg 较高而tm较低. 说明PEF制品将比PET制品具有更高的使用温度，同时又具有较低的加工温度.PEF的热失重(TG)和TG一次微分(DTG)曲线分别如图11和12所示.由图11和12可知，醇酸摩尔比对PEF热性能影响不大，PEF的起始热分解温度约为379 ℃，峰值温度为400 ℃，说明PEF具有较好的热稳定性.2.4 PEF结晶性能分析PEF熔融淬冷前后的X射线衍射(XRD)图谱如图13所示.由图13可知，PEF为半结晶型聚合物，分别在16.1°，20.1°和27.8°出现3个尖锐的衍射峰，这与文献[16]报道的PET的XRD图谱类似. 由图13可计算得到，PEF的结晶度为47.2 %，经熔融淬冷后PEF的结晶度为29.7 %，可见PEF经熔融淬冷后结晶度降低. 这是由于PEF在溶液中分子链处于伸展状态，萃取提纯后PEF分子链也在一定程度上保持了伸展状态. 而经熔融淬冷后分子链发生缠结，因此结晶度有明显降低，文献[16]对PET结晶性能的研究也发现类似现象.不同醇酸摩尔比合成PEF的XRD图谱如图14所示.由图14可知，PEF的结晶度为21.1 %～29.7 %. 经熔融自然冷却处理的PEF分别在16.1°，17.8°，20.1°，23.0°和26.5°处出现5个衍射峰，这一结果与文献[2, 7, 17]的报道相似.PEF以不同速率从熔融状态降温后的XRD图谱如图15所示. 由图15可知，PEF经快速冷却后失去了衍射峰. 结合图9可知，PEF以10 ℃/min的速率从熔融状态降温时，当醇酸摩尔比较高时合成的PEF失去了结晶特性. 而PEF在自然冷却后仍能表现出一定的结晶特性，说明热处理过程对PEF的结晶特性有显著影响，即在降温速率较快时PEF的结晶能力较弱.这进一步说明了降温速率对PEF结晶性能的影响.以生物基2,5-呋喃二甲酸和乙二醇为原料，采用直接酯化法制备了聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯，经FTIR和1H-NMR分析确定所得产物为目标产物，研究得到下述结论.(1) 较大的醇酸摩尔比有利于酯化反应和缩聚反应的进行，不同醇酸摩尔比时缩聚产物的特性黏度与缩聚时间具有良好的线性关系，符合聚合反应二级动力学行为；PEF的特性黏度和缩聚反应速率均在醇酸摩尔比为1.8时达到最大值，但醇酸摩尔比过高时会发生副反应，使缩聚反应速率和特性黏度降低.(2) 醇酸摩尔比和缩聚时间的增加使PEF的tcc显著增加，tmc和tm降低，结晶能力减弱. PEF的tg为89 ℃，tm为210 ℃，起始热分解温度为379 ℃，与PET 相比，具有较高的tg和较低的tm.(3) PEF为半结晶型聚合物. PEF在溶液状态下经萃取提纯后，因分子链保持一定的伸展状态而具有较高结晶度. PEF经熔融淬冷后结晶度降低，当降温速率较快时，表现出较小的结晶度.【相关文献】[1] LEWKOWSKI J. Synthesis, chemistry and applications of 5-hydroxymethylfurfural and its derivatives[J]. ARKIVOC, 2001(1): 17-54.[2] GANDINI A, SILVESTRE A J D, NETO C P, et al. The furan counterpart of poly(ethylene terephthalate): An alternative material based on renewable resources[J]. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2009, 47(1): 295-298.[3] MA J, PANG Y, WANG M, et al. The copolymerization reactivity of diols with 2,5-furandicarboxylic acid for furan-based copolyester materials[J]. Journal of Materials Chemistry, 2012, 22(8): 3457-3461.[4] MA J, YU X, XU J, et al. Synthesis and crystallinity of poly(butylene 2,5-furandicarboxylate)[J]. Polymer, 2012, 53(19): 4145-4151.[5] GOMES M, GANDINI A, SILVESTRE A J D, et al. Synthesis and characterization ofpoly(2,5-furan dicarboxylate)s based on a variety of diols[J]. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2011, 49(17): 3759-3768.[6] WU L, MINCHEVA R, XU Y, et al. High molecular weight poly(butylene succinate-co-butylene furandicarboxylate) copolyesters from catalyzed polycondensation reaction to thermomechanical properties[J]. Biomacromolecules, 2012, 13(9): 2973-2981.[7] PAPAGEORGIOU G Z, TSANAKTSIS V, BIKIARIS D N. Synthesis of poly(ethylene furandicarboxylate) polyester using monomers derived from renewable resources: Thermal behavior comparison with PET and PEN[J]. 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生物基芳香平台化合物2,5-呋喃二甲酸的合成研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第2期·672·化工进展生物基芳香平台化合物2,5-呋喃二甲酸的合成研究进展王静刚，刘小青，朱锦（中国科学院宁波材料技术与工程研究所，浙江宁波 315201）摘要：生物基芳香平台化合物2,5-呋喃二甲酸（2,5-FDCA）有望替代现有的石油基单体对苯二甲酸用于高性能高分子材料的合成。
如何通过高效、廉价的路线制备2,5-FDCA已经成为近几十年的研究热点。
本文系统地介绍了从5-羟甲基糠醛（HMF）、糠酸、呋喃、二甘醇酸或己糖二酸制备2,5-FDCA的各种方法，并重点介绍了HMF 的直接氧化法、贵金属氧化法、非贵金属氧化法和生物酶氧化法合成2,5-FDCA。
在比较了现有各种路线优缺点的基础上，认为HMF路线是2,5-FDCA规模化制备最有希望的路线，长远发展应朝着以纤维素为起始原料的方向，打通纤维素到糖的关键制备技术。
关键词：2,5-呋喃二甲酸；生物基；平台化合物；合成；进展中图分类号：O63 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）02–0672–11DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.02.038Research progress on the synthesis of bio-based aromatic platformchemical 2,5-furandicarboxylic acidWANG Jinggang，LIU Xiaoqing，ZHU Jin（Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering，Chinese Academy of Sciences，Ningbo 315201，Zhejiang，China）Abstract：2,5-Furandicarboxylic acid（2,5-FDCA） is a promising bio-based aromatic platform chemical for the synthesis of high performance polymers and has been regarded as the most suitable alternative to the petroleum-derived terephthalic acid. The synthesis of 2,5-FDCA through efficient and low cost route has been a hot subject since last decade. In this review article，the popular starting materials，including 5-hydroxymethyl furfural（HMF），furoic acid，furan，diglycolic acid，and hexaric acid，for the fabrication of 2,5-FDCA，are introduced in detail. Perspectives are given based on the comparison of different synthetic routes. The most popular synthetic route is based on HMF by either directly oxidation，noble metal oxidation，non-noble metal oxidation or enzyme catalysis oxidation.This method is considered as the most promising one to achieve large scale preparation of 2,5-FDCA.More importantly，development of novel technology for the conversion of cellulose to glucose is critical to produce large amount of low cost HMF.Key words：2,5-furandicarboxylic acid；bio-based；platform chemical；synthesis；progress当前，随着经济的快速发展和石油储备量的下降，人们已经越来越重视可再生资源的开发和利用[1-4]。
5-羟甲基糠醛路线合成2,5-呋喃二甲酸的研究进展
5-羟甲基糠醛路线合成2,5-呋喃二甲酸的研究进展
许智扬;祝钧
【期刊名称】《中国塑料》
【年(卷),期】2024(38)2
【摘要】2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是一种能够合成生物基聚酯的重要单体,目前在新型可降解塑料等领域具有广阔的应用前景,如何高效且低廉地制备FDCA已经逐步成为了热点问题。
本文系统地综述了近年来通过5-羟甲基糠醛(HMF)路线合成FDCA的主要研究进展,首先介绍了HMF路线和其他路线的联系和区别,解释了HMF路线的优点。
其次,详细介绍和分析了由HMF合成FDCA的方法,包括直接氧化法、贵金属催化法、过渡金属催化法、光电催化氧化法、酶催化法和全细胞生物催化法。
此外,在介绍上述方法的基础上,说明了这些方法的优缺点,总结了HMF路线制备FDCA目前仍面临的挑战,包括催化剂的选择、改善与开发,反应条件优化和对中间产物的处理,还对未来由HMF路线来制备FDCA的前景进行展望。
【总页数】9页(P61-69)
【作者】许智扬;祝钧
【作者单位】北京工商大学轻工科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.4
【相关文献】
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5.5-羟甲基糠醛路线一锅法合成2,5-呋喃二甲酸的研究进展
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生物基聚酰胺及其纤维的最新技术进展
生物基聚酰胺及其纤维的最新技术进展芦长椿【摘要】近年来，不断提升的公众环保意识以及对新型聚合材料的关注促进了来自于可再生资源的生物基聚合物技术的发展。
本文以聚酰胺为对象，介绍了全球聚酰胺材料的发展现状，并对国内外在生物基PA6、PA66、长链聚酰胺及其制品方面的最新研究开发情况进行了较全面的介绍和分析。
%In recent years, the constantly growing public awareness and interests in bio-based plastics around world has improved the development of several kinds of bio-polymer including polyamide. This article reviewed the development status-quo of global polyamide industry, and gave a detailed introduction on the latest R&D developments of bio-based PA6, Pa66 and long-chain polyamides as well as their down-stream products.【期刊名称】《纺织导报》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P64-68)【关键词】生物基聚酰胺;聚酰胺纤维;可再生资源;生物技术【作者】芦长椿【作者单位】全国化纤新技术开发推广中心【正文语种】中文【中图分类】TQ342+.1根据统计，聚酰胺（PA）材料的38%用作纤维，46%注塑成型，14%挤压成型，其余深加工制品大约占2%左右。
PA纤维（主要包括PA6和PA66）是仅次于聚酯纤维的第二大合成纤维品种。
在过去的10年中，全球PA纤维生产呈持续下滑趋势，2010—2012年间西欧地区的PA市场下降了6%，美国下降了9%，2012年全球PA纤维产量维持在400.81万t。
生物炼制
生物炼制复习题生物基平台化合物中文名及其化学结构式填空题生物炼制中的转化反应式简答生物基平台化合物中文名及其化学结构式3-HPA 3-羟基丙酸DMF 二甲基甲酰胺DMSO 二甲基亚砜THF 四氢呋喃HMF 5-羟甲基糠醛MTHF 甲基四氢呋喃BHT 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚3-HBL 3-羟基-γ-丁内酯LEV A 乙酰丙酸FDCA 呋喃二酸TOP123-HPA 3-羟基丙酸丁二酸FDCA 呋喃二酸LEV A 乙酰丙酸ASP 天门冬氨酸葡萄糖二酸GIU 谷氨酸衣康酸3-HBL 3-羟基-γ-丁内酯GI 甘油Sorb 山梨醇木糖醇填空1.生物炼制：以可再生的生物质为原料，经过生物、化学、物理方法或这几种方法集成的方法，生产一系列化学品、材料与能源的新型工业模式。
2. 生物催化化学催化物理方法燃料生物质热、电化学品材料生物合成平台3.写出五种单糖D-葡萄糖 D-甘露糖 D-半乳糖木糖 L-阿拉伯糖4.木质纤维素化学组成(纤维素、半纤维素、木质素）结构特点：直链,氢键作用强,成晶体,难水解木质素和纤维素之间通过化学键相连5.对松柏醇对芥子醇对香豆醇6.木质纤维素预处理 (Pretreatment)三个主要目的:1.除去木质素的阻碍, 增加纤维可接触度2. 分出半纤维和半纤维水解而产的混合糖3. 减少纤维结晶度，促进纤维素的水解4.不增加糠醛等对后续发酵有影响的物质蒸汽爆破法优点：木质生物资源的蒸汽爆破预处理方法可有效地分离出活性纤维不用或少用化学药品，对环境无污染近年来研究得较多,技术成熟稀酸水解法优点：成本: 低,主要是稀硫酸操作: 很少的设备腐蚀工业化: 有大规模工业应用潜力,IOGEN公司中试所采用的方法。
实际的效果: 完全能达到预处理目的缺点：酸的中和带来无机物污染后续的纤维水解酶价格高酸水解后半纤维水解混合糖的利用(涉及浓度高低问题)酸处理副产物糠醛等对发酵影响（1）蒸汽爆破法（2）稀酸水解法（3）低温氨爆破法（4）二氧化碳爆破法（5）球磨法（6）溶剂法纤维素基产品链：（1）葡萄糖（2）山梨醇（3）葡糖苷（4）果糖（5）乙醇（6）羟甲基糠醛（HMF)（7）乙酰丙酸生物炼制的原料和产品生物炼制原料：木质纤维素(纤维素、半纤维素、木质素）糖基化学品（淀粉、单糖、多糖）生物基油脂蛋白基材料生物炼制产品：生物能源：燃料乙醇、生物柴油、微藻能源、生物制氢生物基材料：纤维、塑料、橡胶生物基化学品：大宗平台化合物和精细化学品粗豆油纯化过程可以得到植物化学品：脱胶—卵磷脂，黏土脱色—叶绿色，水蒸气蒸馏脱臭——甾醇和生育酚，精制—脂肪酸。
刚刚获得千万元天使轮融资，中科国生：这一化工产品又被称为“沉睡的巨人”
刚刚获得千万元天使轮融资，中科国⽣：这⼀化⼯产品⼜被称为“沉睡的巨⼈”12⽉26-27⽇，由⽣物降解材料研究院主办的《BDO与PBAT等衍⽣物市场⾛势及应⽤技术论坛》将在⼴州隆重举⾏，诚邀您拨冗出席，与业内专家共同探讨⾏业趋势。
10多家BDO⽣产企业将出席本次论坛。
参会嘉宾限400⼈，扫码报名！TK⽣物基材料报道，⽣物基材料研发公司中科国⽣近⽇完成数千万元天使轮融资。
本轮融资由经纬创投和五源资本共同领投，雅亿资本跟投。
资⾦将主要⽤于羟甲基糠醛HMF及其下游衍⽣物的进⼀步研发、⽣产基地建设和终端市场的应⽤推⼴。
中科国⽣表⽰，明年将在浙江和江苏两地建设⽣产基地，使其具有万吨级的HMF以及千吨级的HMF衍⽣物的⽣产能⼒。
其团队核⼼成员来⾃于中国科学院⼤连化学物理研究所，在⽣物质催化转化和呋喃类材料设计、开发领域拥有近20年的产业化经验。
中科院⼤连化物所是⼀个基础研究与应⽤研究并重的综合性研究所，尤其擅长催化领域。
在公司成⽴之初，中科国⽣就获得了硬科技领域投资机构中科优势Tech Capital的战略⼊股。
1. 5-羟甲基糠醛HMF下游衍⽣物FDCA，沉睡的巨⼈中科国⽣成⽴于2021年7⽉，其⽣物质催化研究主要围绕⽣物基化合物5-羟甲基糠醛HMF。
以HMF为平台化合物，通过氧化、加氢、酯化等反应⽣成系列HMF衍⽣物，可以得到聚酯、油品、⾹料等终端产品。
HMF作为中间体合成⽣物基塑料PEFHMF作为最重要的⽣物基平台化合物之⼀，被称为是新材料领域“沉睡的巨⼈”，⼀直受到科研界和产业界的重点关注，早在2010年5-HMF 就被美国能源部 (United States Department of Energy) 评为10⼤最具价值的平台化学品之⼀。
但HMF之所以没有⼤规模应⽤，痛点主要在于成本太⾼，现在市⾯上做HMF的公司也是围绕这个点在投⼊研发，预计中科国⽣将会在3-4年内将HMF成本降⾄市场可接受的状态。
PEF,史上最有可能终结PET的材料出现了
PEF，史上最有可能终结PET的材料出现了PEF，中文名称2，5-呋喃二甲酸乙二醇酯，英文名称Polyethylene2,5-furandicarboxylate，结构如下图所示PEF由FDCA(2，5-呋喃二甲酸)和MEG(乙二醇)合成而来，跟普通的聚合物塑料来自于石油基原料不同的是，合成它的两种原料FDCA和MEG都可以是来自于生物质原料。
我们把这种反应原料来自生物质的材料称为生物基材料，就是常说的生物基塑料PEF材料。
过去生物基PEF生产需要冗长而能量密集的生产工艺，从而阻碍了批量化生产。
ETH苏黎世研究人员现在开发了一种方法，可能会最终使得PEF市场化得到可能。
塑料引发的污染问题越来越严重ETH苏黎世大学化学和应用生物科学系的一个博士研究生Jan-Georg Rosenboom说：“聚合物和塑料是非常有用的材料，有着宽范围的日常应用，很可能是第一位的应用。
假如我们没有发明聚合物，更轻的汽车、智能手机、现代服装和许多医疗设备都无从谈起。
问题是，我们如何能减少塑料对环境的负面影响而保持其对于我们社会的好处。
”生物基塑料或将是解决方案一个答案可能是生物基聚合物，也就是所谓的生物基塑料。
这些生物基塑料有着与传统塑料类似的性质，但是它们是用植物基原材料而不是原油制造的。
一些生物基塑料也是生物降解的，可以更好分解。
Massimo Morbidelli的团队正在研究这种有希望的生物基塑料：聚呋喃二酸乙二醇酯(PEF)。
PEF在化学上非常类似于PET，但是是由100%可再生的林业和农业废弃物物原材料构成的。
PEF瓶使用较少的材料，比PET更轻更稳定，可以使饮料寿命更长。
尽管PEF不是生物降解的，但是，它除了可以回收外，还可以以环境友好的方式被焚烧，而且没有额外的CO2排放。
PEF之所以尚未名动塑料江湖，主要是由于其耗时耗能的生产工艺。
现在ETH开发了一种方法，有可能实现PEF的商业突破。
生物基PEF的最新研究Jan-Georg Rosenboom解释说，“我们的方法提高了生产效率和效能，将生产时间从几天缩短到几个小时。
聚呋喃二甲酸丁二醇酯的合成
聚呋喃二甲酸丁二醇酯的合成
聚呋喃二甲酸丁二醇酯（Polybutylene furanoate，PBF）是一种新型的生物降解材料，其合成过程通常包括以下步骤：
1.合成呋喃二甲酸（FDCA）：首先，需要制备呋喃二甲酸（FDCA）。
这通常是
通过将5-羟甲基糠醛（HMF）进行氧化反应来完成的。
HMF可以通过生物质（如葡萄糖、果糖等）的催化转化得到。
2.合成聚呋喃二甲酸二甲酯（PDFDM）：接下来，将FDCA与甲醇进行酯化反
应，生成聚呋喃二甲酸二甲酯（PDFDM）。
这一步通常在催化剂的存在下进行，反应温度和时间需要控制在适当的范围内。
3.合成聚呋喃二甲酸丁二醇酯（PBF）：最后，将PDFDM与丁二醇进行酯交换
反应，生成聚呋喃二甲酸丁二醇酯（PBF）。
这一步同样需要催化剂，并且需要控制反应条件，如温度、压力和时间等。
需要注意的是，以上步骤仅为一般性的描述，具体的合成过程可能会因原料、催化剂、反应条件等因素而有所不同。
此外，为了得到高质量的PBF，还需要对合成过程进行精细控制，并进行后处理，如洗涤、干燥等。
总之，聚呋喃二甲酸丁二醇酯的合成是一个复杂的过程，需要精细控制各个步骤，以确保最终产物的质量和性能。
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fdca 生物基
FDCA（呋喃二甲酸）是一种重要的生物基化学品，广泛应用于合成树脂、塑料、纤维、染料、药物等领域。
随着全球对可持续发展和环境保护的重视，生物基FDCA的研究和应用越来越受到关注。
生物基FDCA是指通过生物技术手段，利用可再生资源如植物、微生物等生产出的呋喃二甲酸。
与传统的石油基FDCA相比，生物基FDCA具有可再生、低碳、环保等优点。
首先，生物基FDCA 的生产可以利用可再生资源，减少对化石燃料的依赖，降低碳排放。
其次，生物基FDCA的生产过程中产生的废物和污染物较少，有利于环境保护。
此外，生物基FDCA还可以降低生产成本，提高企业的竞争力。
目前，生物基FDCA的生产主要依赖于微生物发酵技术。
通过对产酸菌株的筛选、改造和优化，可以提高生物基FDCA的产量和纯度。
同时，通过代谢工程和合成生物学等手段，可以进一步优化生物基FDCA的生产过程，降低成本。
生物基FDCA在合成树脂领域的应用已经取得了显著的成果。
例如，生物基FDCA可以用于生产聚酯、聚酰胺等高性能聚合物。
这些生物基聚合物具有良好的加工性能、力学性能和环保性能，广泛应用于汽车、电子、建筑等领域。
此外，生物基FDCA还可
以用于生产可降解塑料，有助于解决传统塑料带来的环境污染问题。
在纤维领域，生物基FDCA可以用于生产聚乳酸纤维（PLA 纤维）。
PLA纤维具有良好的舒适性、透气性和染色性，广泛应用于纺织、服装等领域。
此外，生物基FDCA还可以用于生产其他类型的生物基纤维，如聚羟基脂肪酸酯纤维（PHA纤维）等。