宁波材料所生物基平台化合物2,5-呋喃二甲酸（FDCA）中试成功试车

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2,5-呋喃二甲酸（FDCA）是近十年来国内外重点研发的生物基芳环化合物，据已有文献报道，石化基苯环二酸产品均可使用生物基呋喃类化合物FDCA替代合成，且其衍生物众多（如图1），苯环产品作为亿吨级产品，其市场价值巨大，因此，FDCA作为生物碳产品，具有碳减排属性，受到了广泛关注。
　　在众多FDCA下游聚合物中，聚酯产品—聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）具有优良的O2、CO2和H2O的阻隔性能，且热学和力学性能优于目前的石化基芳环聚酯—聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），因此，通过均聚或与对苯二甲酸共聚获得的产品，在瓶、膜的包装材料、生物基纤维等方面的应有潜力巨大。但受限于单体FDCA的产业化技术推进，国内外产业化研发进度缓慢，单体FDCA工程化和产业化技术是目前国内外生物基新材料领域研发和产业化焦点之一。

图1 2.5-呋喃二甲酸及其衍生物

　　中国科学院宁波材料技术与工程研究所呋喃类生物基和应用团队作为国内外专注于呋喃类新材料工程化合产业化技术研发团队之一，经过十多年的积淀，开发出了一套无污染、安全系数高、能耗低、高产率和工程化可行的FDCA氧化制备工艺，于2022年初开始FDCA中试工程化放大。经过20个月的探索实践，自主设计和研发了全国首台套呋喃二甲酸氧化制备系统，并完成安装调试。
　　2023年6月至7月，全体项目组成员在40℃高温艰苦条件下，经过连续1个多月的调试，在中试规模，一次投料试车成功，且呋喃二甲酸产率接近工业化水平。本台套中试氧化工艺环保无污染、安全系数高、氧化过程成本低。该中试试车的成功，标志着我国在呋喃类新材料领域的工程化技术取得了实质性的突破，为下一步呋喃二甲酸、下游PEF及相关衍生物实现产业化推进奠定了坚实基础。
　　呋喃类生物基材料团队成立于2010年，在团队负责人张亚杰研究员的带领下，以呋喃类生物基新材料工程化技术研发为目标，瞄准我国在生物基新材料领域优势突破口，十年磨一剑，突破了FDCA中试工程化技术，对于我国后续先进生物基新材料的开发和石化材料向生物基材料转型具有重要的实际价值。
　　上述工作得到了宁波市重大创新专项、国家重点研发计划和中国科学院STS等项目的支持。特别感谢宁波华呋新材料科技有限责任公司、中国科学院相关部门和材料所各级领导和部门同事的大力支持。
       文章来源：宁波材料所
       张亚杰，男，研究员，博士生导师。主要从事生物基新材料的研究和产业化技术开发。先后主持和参与国家重点研发计划和国家自然科学基金委项目4项，中科院院地合作项目3项，地方政府项目6项，企业合作项目7项，承担经费7000多万元，在Green Chemistry、ChemSusChem、Nano Research和Polymer Degradation and Stability等国际著名期刊上发表SCI，EI收入论文30余篇，申请国家发明专利50余件，已授权30余件，其中5-羟甲基糠醛（HMF）和呋喃二甲酸（FDCA）专利技术已实现成果转移转化。