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  2,5-呋喃二甲酸（FDCA）作為一種具有“剛性”平面結構的生物基高分子芳環單體，可與二醇、二胺等單體進行聚合，制備出性能優異的新型生物基高分子合成材料。進入二十一世紀后，人類受能源和環境問題的困擾，為了實現可持續、綠色環保的發展高分子以及相關的精細化工產業，全球均在尋找能夠替代目前石油的生物基原材料，以期降低石油依賴，提高國家能源安全，同時降低石油產業對環境的污染，保護我們共同的“家園”—地球。2004年，美國能源部針對目前石油基的300多種產品，尋找到30種對應的重要生物基來源平臺化合物，在此基礎上，進一步篩選出十二種目前認為最有可能實現石油基替代的生物基平臺化合物。FDCA是十二種平臺化合物中的唯一一個具有芳環平面、剛性結構的生物基來源平臺化合物，其主要用于替代石油基的八大基礎平臺化合物（三苯三烯一炔一萘）中的苯環系列。自此之后，國內外無論研究機構還是大型公司，開始加大了FDCA的研究力度。

  國際上，杜邦和佳能的公司已經在美國能源部之前，就已經開始的相關研究，至今，從未中斷。國際上研究機構和高校自2004年后，逐步加大了研發力度，2006～2007年達到了一個小高潮。隨后，我國的一些科研人員才逐步開展相關的研究工作，但發展速度較快，研究鏈健全，從5-羥甲基糠醛（HMF）制備，到FDCA，再到高分子聚合等工藝，均有重大進展。而在產業化需要的技術研發方面，國際研發機構可能有所突破，但對相關的工程化技術諱莫如深，而國內的主要研究集中在發表文章和申請專利，對具有產業化前景的技術，未嘗輒止。因此，我們定位非常明確，研發具有規模化放大可能性的FDCA制備工藝技術，解決生物基高分子材料領域的剛性單體制備的共性關鍵技術。

  合適的切入點成為了我們的進入該領域的關鍵問題。FDCA制備工藝技術研發是連接上游基礎理論研究和下游高分子合成材料研究的“中樞”環節，該部分的研究既可以反饋上游需要重點研發的原創理論，同時承接下游高分子合成材料對單體的要求。因此，我們首先啟動了制備工藝技術研發。經過將近4年的不斷探索實踐，我們建立了從事實驗室“小瓶小罐”到50L和100L 的小試，再到立方級的中試工藝技術研發系統，并對中間逐級放大過程中的各種問題進行深入探討，建立了有效的銜接方案。在此過程中，我們根據高分子合成材料的要求，不斷提升FDCA的質量，并初步制定了相關的質量標準。目前可以制備出從高純，到試劑級，再到工業級需要的FDCA。

  這僅僅是一個開端，目前仍舊面臨成本較高，產業難以接受的關鍵問題，但上述研究歷程，為我們研發下一代規模化可行的制備技術，進一步降低成本，奠定了良好的前期基礎。

  作者：新能源所 張亞杰