[發明專利]來自生物衍生的羧酸酯的氫化產物

有效

• 申請號: 201380062767.0
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN104822643B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 肯尼斯·斯滕斯魯德;帕德麥什·溫基塔蘇布拉馬尼安
• 申請（專利權）人: 阿徹丹尼爾斯米德蘭德公司
• 主分類號: C07C27/00
• 分類號: C07C27/00;C07C29/00;C12P7/44
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 鄭霞

在低成本、高效率發酵系統中有機酸的產生使得一種新途徑可用于從生物質進行化學生產。描述了一種用于產生氫化產物的方法，該方法涉及直接從發酵過程回收的羧酸酯。

優先權要求

本申請要求2012年12月20日提交的美國臨時申請號61/739,784的優先權的權益，該申請的內容結合在此。

技術領域

本發明涉及一種用于產生某些化學品的方法。具體而言，本發明涉及一種用于從羧酸的酯類產生氫化產物的方法。

背景技術

作為有價值且重要的化學化合物，1,4-丁二醇(BDO)和γ-丁內酯(GBL)被用于許多工業和商業用途中。例如，BDO是用于常見的工業和商業產品如聚醚二醇、聚氨酯聚合物、以及聚酯聚合物中的中間體，或作為增塑劑，印刷油墨中的載體溶劑，以及清洗劑。GBL的重要用途是作為制造吡咯烷酮中的化學中間體。GBL的其他用途因其強大的溶解特性而包括作為一種去污劑、脫漆劑、強力膠去除劑、或用于電子設備和高技術產業中的電路板的清洗劑。其他應用包括生產除草劑和作為藥品生產中的加工助劑。

在BDO的常規工業合成中，在二十世紀三十年代如最初由法本化學工業公司(IGFarben)的沃爾特·雷珀(Walter Reppe)開發，使乙炔與甲醛的兩種等效物反應以形成1,4-丁炔二醇，也稱為丁-2-炔-1,4-二醇。1,4-丁炔二醇氫化轉化成1,4-丁二醇。處理乙炔的要求意味著多年來只有選定的少數制造商能夠進行BDO的生產。然而，BDO及其衍生物(四氫呋喃(THF)、GBL等)的價值推動大量的努力投入到新方法開發中，這產生了許多附加的方法，包括丁二烯乙酰氧基化和烯丙醇(來自環氧丙烷)加氫甲酰基化，連同從正丁烷經由馬來酸酐/馬來酸的各種途徑。

根據由戴維麥基有限公司(Davy McKee Ltd.)開發的方法工業合成BDO涉及經由一種中間體甲酯將丁烷-衍生的馬來酸酸酐轉化成BDO。具體而言，戴維方法在三個方法階段中將馬來酸酐(MAH)轉化成1,4-丁二醇(BDO)、四氫呋喃(THF)以及γ-丁內酯(GBL)。首先，將熔融MAH與甲醇混合并且進行放熱反應以便形成馬來酸單甲酯并且使用專有的酸性樹脂催化劑，這將從馬來酸單甲酯轉化成馬來酸二甲酯(DMM)。這被氫化成琥珀酸二甲酯(DMS)，并且之后一系列反應將DMS轉化成γ-丁內酯(GBL)并且之后轉化成BDO和THF。最終，通過蒸餾將粗產物精制成市場質量的BDO和THF；甲醇被回收用于再循環至MAH酯化階段，其中DMS和GBL被回收用于再循環至氫化。

近年來，隨著對遠離天然氣或石油化工來源的烴源的興趣的增長，制造商們已集中于尋找可再生且可持續的“綠色”材料資源。許多制造商已嘗試開發將生物衍生的烴進料源與一種用于合成BDO及其相關聯的衍生物的系統結合的一種方法，但沒有制造商成功做到這一點。目前，制備生物衍生的碳資源的主要方式是借助于發酵以便將糖類和其他基于植物的碳水化合物轉化成羧酸。羧酸更容易轉化成其他化學品。當前，將羧酸從發酵培養基作為鹽而不是游離酸回收。發酵后下游處理中的若干不同步驟要求分離游離酸，以制備用于化學轉化的羧酸并且將原酸(raw acid)轉化成有用的化合物。這些步驟已顯示出不同的缺點，包括高成本、生成大量副產物廢棄物、以及限制易于大量生產的規模經濟。

因此，需要一種回收各種羧酸如蘋果酸或琥珀酸的更好的、更直接的方法，并且該方法可以提供借助于氫化將生物衍生的烴源與不同產物如BDO及其衍生物的產生相結合的一種成功途徑。

發明概述