[發(fā)明專利]一種由醛糖二酸制備粘康酸的連續(xù)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780033640.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109195938A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大衛(wèi)·托馬斯;尤哈·林內(nèi)科斯基;瑪塔·阿西凱寧;奧利·亞烏希艾寧;米卡·馬提斯凱寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 芬蘭國(guó)家技術(shù)研究中心股份公司
• 主分類號(hào): C07C51/377
• 分類號(hào): C07C51/377;C07C57/16;B01J23/36
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方面，提供了在固體多相催化劑和醇溶劑存在下短反應(yīng)時(shí)間內(nèi)由醛糖二酸制備粘康酸的連續(xù)方法。本發(fā)明的另一方面是使用自動(dòng)與產(chǎn)物分離的非昂貴的固體多相催化劑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種由醛糖二酸制備粘康酸的連續(xù)方法。粘康酸是生產(chǎn)各種工業(yè)上重要的化學(xué)品的重要中間體，也是此類化學(xué)品的構(gòu)建材料。

背景技術(shù)

大部分存在的塑料工業(yè)傳統(tǒng)上依賴于石化產(chǎn)品平臺(tái)化學(xué)品。石化產(chǎn)品的主要問(wèn)題是它們是有限的，并且對(duì)環(huán)境有不利影響。由于環(huán)境法規(guī)的日益嚴(yán)格、油價(jià)的波動(dòng)以及消費(fèi)者對(duì)生物基化學(xué)品需求的不斷增加，塑料制造商對(duì)生物基塑料越來(lái)越感興趣。此外，石油基石化產(chǎn)品很少具有許多應(yīng)用所需的功能(如酸、醛或酮基)，而生物質(zhì)基組分則天然具有這些功能。因此，生物基組分不需要單獨(dú)的復(fù)合氧化。這種生物塑料是從可再生原料如淀粉、纖維素、脂肪酸、糖、蛋白質(zhì)和其它生物資源衍生而來(lái)的塑料。它們可以通過(guò)微生物或化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為單體和聚合物。這些單體和聚合物通常被稱為平臺(tái)化學(xué)品，因?yàn)檫@些分子被用作構(gòu)建材料以制備許多有價(jià)值的化學(xué)品。

由于粘康酸(其為二羧酸)在許多生物基塑料中具有作為平臺(tái)化學(xué)品使用的潛力，對(duì)粘康酸的興趣日益增長(zhǎng)。這些包括聚氨酯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(TransparencyMarket Research，2014)。研究顯示，粘康酸也可以用于生產(chǎn)例如己內(nèi)酰胺，這意味著粘康酸可以為例如尼龍的生產(chǎn)提供可能的無(wú)油路線(Bui等，2012)。

如下述方案1所示，粘康酸有三種異構(gòu)體形式，反式,反式-粘康酸、順式,反式-粘康酸和順式,順式-粘康酸。根據(jù)異構(gòu)體形式的不同，由粘康酸生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的反應(yīng)可以以不同的方式進(jìn)行。如下所示，這些異構(gòu)體形式可以在兩步法中轉(zhuǎn)化。粘康酸在氫氣和催化劑的條件下轉(zhuǎn)化為己二酸，然后在催化劑存在下與氫氣和氨氣發(fā)生催化還原為己內(nèi)酰胺。反應(yīng)產(chǎn)率高，副產(chǎn)物少，避免了由原油衍生物產(chǎn)生的硫酸鹽的生成(Bui等，2012以及Transparency Market Research，2014)。

方案1.兩步法制備己內(nèi)酰胺

粘康酸可從化學(xué)和微生物方法制備。在化學(xué)路線中，在金屬催化劑存在下，粘康酸由糖或石化原料制備(Pandell，1976和Xie等，2014)。微生物路線粘康酸也可由甲苯、苯和苯酚等芳香族化合物制備。一些細(xì)菌能夠?qū)⑦@些化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為鄰苯二酚。例如，兒茶酚1,2-雙加氧酶能夠催化芳香環(huán)裂解產(chǎn)生粘康酸(US4,355,107和Xie等，2014)。這些工藝的問(wèn)題是原油原料，這意味著它們不能被應(yīng)用于例如生物尼龍的制備。

一種由可再生原料制備粘康酸的方案是通過(guò)D-葡萄糖發(fā)酵。這種微生物方法的問(wèn)題是它的低粘康酸產(chǎn)率。利用現(xiàn)有技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)的生物基粘康酸的產(chǎn)率僅為30％(Xie等，2014和Transparency Market Research，2014)。。由于這種低收率的問(wèn)題，在己內(nèi)酰胺生產(chǎn)中，粘康酸被認(rèn)為是比環(huán)己酮更不具吸引力的中間體。因此，需要新的技術(shù)使生物基粘康酸路線與石化路線一樣有效。

WO 2015/189481提出了這種新技術(shù)，其涉及醛糖二酸的選擇性催化脫羥基方法以制備粘康酸和呋喃化學(xué)品。然而，該方法僅限于反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的間歇反應(yīng)條件和有限的生產(chǎn)能力，并且使用相當(dāng)昂貴的催化劑。

因此需要一種連續(xù)生產(chǎn)工藝，其能夠提高粘康酸的產(chǎn)率，以及使該工藝在經(jīng)濟(jì)上更加可行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征進(jìn)行限定。在從屬權(quán)利要求中限定了具體的實(shí)施方案。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種從醛糖二酸原料生產(chǎn)粘康酸的連續(xù)方法。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種由醛糖二酸制備構(gòu)建材料和平臺(tái)化學(xué)品的易于升級(jí)的過(guò)程，用于例如己二酸、對(duì)苯二甲酸、己二胺、己內(nèi)酯、己內(nèi)酰胺、聚酰胺和尼龍的綠色生產(chǎn)。