[發(fā)明專利]5-取代的2-(烷氧基甲基)呋喃

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210326624.3
• 申請(qǐng)日: 2008-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN102994172A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·J·M·格魯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福蘭尼克斯科技公司
• 主分類號(hào): C10L1/02
• 分類號(hào): C10L1/02;C10L1/18;C10L1/00;C07D307/42
• 代理公司: 北京金信立方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 朱梅;李維盈

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2008年9月5日，申請(qǐng)?zhí)枮?00880106181.9，發(fā)明名稱為5-取代的2-(烷氧基甲基)呋喃的發(fā)明專利申請(qǐng)（國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枺篜CT/EP2008/007423）的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過使包含至少一種5-取代的糠醛的原材料與氫在醇和催化劑體系存在下反應(yīng)來制備5-取代的2-(烷氧基甲基)呋喃(或這類呋喃的混合物)的方法。本發(fā)明還涉及一種通過使還包含糠醛的原材料反應(yīng)來制備5-取代的2-(烷氧基甲基)呋喃和2-(烷氧基甲基)呋喃的混合物的方法。本發(fā)明還涉及由根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的產(chǎn)物或產(chǎn)物混合物作為燃料或燃料添加劑的用途。本發(fā)明還涉及2-(烷氧基甲基)呋喃作為燃料或燃料添加劑的用途。

背景技術(shù)

燃料、燃料添加劑和在石化工業(yè)中使用的多種化學(xué)制品來自于石油、天然氣和煤，這些均為有限的資源。另一方面，生物質(zhì)被認(rèn)為是可再生的資源。生物質(zhì)是能夠用于燃料的生產(chǎn)或用于如纖維、化學(xué)制品或熱力的工業(yè)生產(chǎn)的生物材料(包括生物可降解的廢棄物)。它不包括已經(jīng)通過地質(zhì)作用轉(zhuǎn)化成如煤或石油的有機(jī)物質(zhì)。

用于非食物用途的生物質(zhì)來源產(chǎn)品的生產(chǎn)是一發(fā)展中的產(chǎn)業(yè)。生物基燃料就是具較強(qiáng)增長(zhǎng)效益的用途的實(shí)例。生物質(zhì)含有可被轉(zhuǎn)化為增值產(chǎn)品的糖(己糖和戊糖)。目前由糖制備生物燃料的活動(dòng)主要集中在將蔗糖或葡萄糖發(fā)酵成乙醇或者通過完全分解經(jīng)合成氣成為合成液體燃料。EP?0641?854記載了包含烴和/或含有至少一種甘油醚的植物油衍生物的燃料組合物以減少顆粒物排放(emissions)的用途。

近來，果糖的酸催化反應(yīng)已被再次提及，該反應(yīng)產(chǎn)生具有巨大效益的中間體HMF。已經(jīng)研究的大多數(shù)方法存在的缺點(diǎn)是HMF在其形成所需的反應(yīng)條件下非常不穩(wěn)定。將其從含有糖原材料和酸性催化劑的水相中迅速除去已經(jīng)被視為該問題的解決辦法。威斯康星州-麥迪遜大學(xué)的研究者們已經(jīng)開發(fā)了一種由果糖制造HMF的方法。HMF可被轉(zhuǎn)化成用于塑料制品的單體、石油或燃料增補(bǔ)劑，或者甚至被轉(zhuǎn)化成燃料本身。James?Dumesic教授及其同事的方法首先用酸催化劑(鹽酸或酸性離子交換樹脂)在水相中使果糖脫水。加入鹽使HMF鹽析進(jìn)入萃取相。萃取相使用有利于HMF從水相萃取的惰性有機(jī)溶劑。以高果糖濃度(10至50wt%)實(shí)施兩相法，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)率(在90%的果糖轉(zhuǎn)化率下HMF的選擇性為80%)，并將HMF釋放入容易分離的溶劑中(DUMESIC,James?A,et?al.Phase?modifiers?promote?efficient?production?of?Hydroxymethylfurfural?from?fructose.Science.30?juni2006,vol.312,no.5782,p.1933-1937)。盡管由該方法生產(chǎn)的HMF是令人感興趣的，但是當(dāng)使用比果糖更廉價(jià)且活性更低的己糖如葡萄糖或蔗糖作為原材料時(shí)，多溶劑法由于相對(duì)復(fù)雜的設(shè)備設(shè)計(jì)并且由于低于理想的產(chǎn)率而存在成本方面的缺陷。HMF在室溫下為固體，其必須在后續(xù)步驟中轉(zhuǎn)化成可用的產(chǎn)品。Dumesic已經(jīng)報(bào)道了將HMF轉(zhuǎn)化成二甲基呋喃(DMF)的完整的氫解法步驟，DMF被認(rèn)為是一種令人感興趣的汽油添加劑。

在WO?2006/063220中提供了一種在60℃下將果糖轉(zhuǎn)化成5-乙氧基甲基糠醛(EMF)的方法，該方法或者在24小時(shí)中分批應(yīng)用或者通過柱洗脫在17小時(shí)中連續(xù)應(yīng)用酸性催化劑。并未討論EMF的用途。同樣，在共同未決專利申請(qǐng)PCT/EP2007/002145中描述了HMF醚的制備，包括這類醚作為燃料或燃料添加劑的用途。在該申請(qǐng)中的確制備并測(cè)試了甲醚和乙醚(甲氧基甲基糠醛或MMF；乙氧基乙基糠醛或EMF)。類似的情況是共同未決專利申請(qǐng)PCT/EP2007/002146，其記載了HMF酯，如乙酰基甲基糠醛(AMF)的制備。

此外，由多糖半纖維素，即各自含有5個(gè)碳原子的糖的聚合物制備糠醛是已知的。當(dāng)用硫酸加熱時(shí)，半纖維素經(jīng)過水解生成這些糖，主要為木糖。在相同的加熱和酸性條件下，木糖和其他的五碳糖經(jīng)過脫水，脫去3個(gè)水分子變成糠醛：

C₅H₁₀O₅→C₅H₄O₂+3H₂O。