[發明專利]適用于糖轉化成乳酸和2-羥基-3-丁烯酸或其酯的金屬-硅酸鹽材料

在審

• 申請號: 201810238215.5
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN108465483A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: M·S·霍爾姆;I·薩達巴蘇比里;S·托爾博格;C·馬魯普奧斯蒙森;E·塔亞爾寧
• 申請（專利權）人: 托普索公司
• 主分類號: B01J29/70
• 分類號: B01J29/70;B01J29/08;C07C67/00;C07C69/68
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 吳小瑛;張福根

本發明提供了一種用于在金屬?硅酸鹽材料、金屬離子和溶劑的存在下從糖制備乳酸和2?羥基?3?丁烯酸或其酯的方法，其中金屬離子選自鉀離子、鈉離子、鋰離子、銣離子和銫離子中的一種或多種。

本申請是申請日為2014年8月15日，申請號為：201480045946.8，名稱為：“用于在金屬-硅酸鹽材料和金屬離子的存在下將糖轉化為乳酸和2-羥基-3-丁烯酸或其酯的方法”的發明專利申請的分案申請。

描述：

本發明涉及一種適用于由糖制備乳酸和2-羥基-3-丁烯酸或其酯的金屬-硅酸鹽材料及其制備方法。

背景：

碳水化合物代表生物質的最大部分并且正在建立各種策略以使其有效用作商業化學品的原料。因為其用于補充以及最終替換石油的潛力，生物質是特別有意義的。可從生物質獲得的一種這樣的商業化學品是乳酸；乳酸衍生物(乳酸甲酯)是用于可再生和生物可降解的溶劑和聚合物的方便的構建材料。

可以從糖經由各種反應過程，包括生化(酶發酵)和合成(催化轉化)得到乳酸衍生物，特別是乳酸的酯。特別的關注集中于合成路線上，因為其提供商業上和環境上有利的生化路線的可替代路線。

EP 2 184 270 B1和Holm等人(Holm et.al.Science(2010),328,p 602-605)公開了常見的糖至乳酸衍生物的轉化，其中采用了異構沸石型或沸石催化劑。具體而言，公開了葡萄糖、蔗糖或果糖至乳酸甲酯的轉化。確定了多種異構的路易斯酸沸石型催化劑為用于該轉化的特別活性的催化劑。已確定Sn-BEA是最具選擇性的催化劑之一，如葡萄糖、果糖和蔗糖至乳酸甲酯的轉化(分別具有43、44和68％的產率)所顯示的。存在期望以進一步改善該工藝中有用產物如乳酸酯和2-羥基-3-丁烯酸的酯的百分產率。

除了改善這種使用Sn-BEA作為催化劑的工藝的產物產率的期望外，使用可替代的、更容易合成的金屬-硅酸鹽催化劑提高產物產率將拓寬適于工業規模生產的催化劑范圍。一個特別的優勢是應用改善的工藝和改善的催化劑活性，其中催化劑本身的制備被簡化并使得其適于工業規模生產。

可以通過幾種方法包括直接合成和后合成(post-synthesis)制備法制備包含活性金屬的沸石型和沸石催化劑。

直接合成法，如EP 1 010 667 B1和Chem Commun.，1997年，第425-426頁中所描述的，雖然對于實驗室規模的合成非常方便，但是其可能不適于工業規模生產。直接合成的工序經受如下實際和環境的限制括：使用包含氟化物如氟化氫(HF)的試劑、冗長的合成時間以及使用難以再利用的昂貴的有機模板劑。

近來，Hermans等人公開了使用后合成法制備Sn-BEA(Hermans et alAngew.Chem.Int.Ed.(2012),51,p 11736-11739)，該方法不需要使用氟化物試劑。Hermans公開的后合成法包括使市售沸石(Al-BEA)脫鋁、使該脫鋁的沸石與錫鹽物理混合、隨后煅燒脫鋁沸石與錫鹽的混合物。通常的后合成制備方法因此應當包括經由脫鋁或其它類似的工序(例如脫硼)在二氧化硅骨架中產生缺陷的步驟，以及添加錫(Sn)和煅燒，其導致在二氧化硅結構中摻入Sn。

后合成制備方法具有以下優點：短的合成時間；存在在骨架結構中摻入大量活性金屬的可能性；以及避免了昂貴的有機模板和包含氟化物的試劑的使用。這些優勢使得制備Sn-BEA的方法的規模可擴大并且潛在地適用于工業規模工藝。一個類似的后合成方法也被應用至Sn-MWW的合成：Qiang et al.ChemSusChem[vol 6,issue 8,1352-1356,August(2013)]。