本发明专利技术涉及由发酵产生的异丁烯生产异戊烷衍生物的方法，其中较高纯度的异丁烯使该方法和产生的异戊烷衍生物的性质得到改进。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及由发酵产生的异丁烯生产异戊烷衍生物的方法，其中较高纯度的异丁烯使该方法和产生的异戊烷衍生物的性质得到改进。【专利说明】本专利技术涉及优选从可再生原料来源生产异戊烷衍生物，特别是异戊醛(3-甲基丁醛)、特戊酸、3-甲基丁醇、3-甲基丁酸、2，3- 二甲基-2- 丁烯、2，3- 二甲基丁烷_2，3- 二醇(频哪醇)和甲基叔丁基甲酮(频哪酮)的方法。这些化合物是重要的工业产品。已知用于生产例如异戊醛的方法已有一段时间，尤其描述于 Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry (乌尔曼工业化学百科全书)，Wiley-VCH, 6th edit1n, 2003, volume 2, pages 73-74 和 W.J.Scheidmeir, Chem.Ztg.96，1972, Pages 383-387中。通常是以异丁烯开始，使其例如在氧代或加氢甲酰化反应中延长一个碳原子。然而由于这些异戊烷衍生物对工业化学极为重要，因此要持续寻找对用于生产异戊烷衍生物的替代方法和替代原料来源的进一步改进。使用可再生原料作为工业规模生产有机化学制品的起始物料变得越来越重要。一方面，应保留基于石油、天然气和煤炭的资源，另一方面，使用可再生原料，可将二氧化碳归属于工业可用碳源，其主要在于便宜并可大量提供。使用可再生原料进行有机化学制品工业生产的例子包括生产柠檬酸、1，3-丙二醇、L-赖氨酸、丁二酸、乳酸和亚甲基丁二酸。可再生原料还没有被用于生产异戊烷衍生物。因此，本专利技术的任务是提供优选从可再生原料来源生产异戊烷衍生物的可替代的改进方法。本文中对于使用异戊烷衍生物尤其重要的是，优选使用无同分异构体的异丁烯来生产异戊烷衍生物。术语“异戊烷衍生物”具体而言是指异戊醛(3-甲基丁醛)、特戊酸及其酯、3-甲基丁醇、3-甲基丁酸及其酯、2，3- 二甲基-2- 丁烯、2，3- 二甲基丁烷-2，3- 二醇(频哪醇)和甲基叔丁基甲酮(频哪酮)以及这些化合物的混合物。通过生产异戊烷衍生物的方法来实现该目的，所述方法包括以下步骤:a)发酵制备异丁烯；b)延长一个碳原子以获得异戊烷衍生物；以及c)可选地进一步衍生化。意外地发现，随后的延长赋予异戊烷衍生物高纯度和高产率，这在随后可选的衍生化中也提高了纯度和产率。在现有技术方法中，已知在实验室规模上通过生化方法形成高纯度异丁烯。因此，Gogerty, D.S.和 Bobik, T.A.(Gogerty, D.S.and Bobik, T.A., 2010，Applied and Environmental Microb1logy, pages 8004-8010),探究从直接前驱体 3_ 轻基异戊酸酯(3-羟基-3-丁酸甲酯)开始通过发酵酶法合成异丁烯，其中根据GC，在有价值的产物中显示没有大量正丁烯同分异构体。发酵过程中形成的副产物二氧化碳和其它任选的惰性气体可以通过常规方式用适当的分离方法任选地除去。由于对发酵产物中作为C4-烯烃的异丁烯的高选择性，将通过发酵过程获得的高纯度异丁烯进一步加工为中间产物异戊醛和特戊酸以及可选的其它衍生物，这意味着极大地简化生成异戊醛和特戊酸以及相应衍生物的工艺顺序。根据本专利技术步骤a)和b)的优选实施方案，在步骤a)和b)之间不进行去除线型丁烯异构体的异丁烯纯化。在本专利技术的该实施方案中，本专利技术的发酵方法利用了对作为C4-烯烃的异丁烯的高选择性。本文中“纯化”具体而言指(但不限制于)以下方法:-蒸馏方法(然而，出于以下原因，蒸馏方法很复杂:由于同分异构体彼此之间的沸点非常接近，因此整个过程中产生的线型丁烯异构体需要花很大精力分离，参见 Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology (化学工艺学百科全书)，3rdedit1n, 1978, vol.4, John ffiley&Sons Inc., pp.358-360)。-纯化或分离方法，其中由于化学反应性提高，借助于化学反应来分离异丁烯，然后再转化回异丁烯。这包括例如可逆质子催化的水加成反应转化为叔丁醇或通过甲醇加成反应转化为甲基-叔丁基醚的方法(见EP1489062)。通过可逆反应可以从这些加合物回收异丁烯(见 Weissermel, Arpe, Industrielle Organische Chemie (工业有机化学),VCHVerIagsgeseIIschaft, 3rd edit1n, 1988, pp.74-79)。-纯化或分离方法，其中由于更紧凑的空间分子结构，通过借助于合适的物理尺寸排阻方法例如通过借助于具有合适孔径的分子筛，将异丁烯与线型丁烯异构体分离(见 W02012040859, Weissermel, Arpe, Industrielle Organische Chemie, VCHVerlagsgesellschaft, 3rd edit1n, 1988, p.74)。术语“发酵制备”异丁烯特别指异丁烯来源于:-借助于微生物，优选来源于可再生原料；和/或-通过无细胞酶法，也优选来源于可再生原料。据我们所知，异丁烯不是自然产物，从某种意义上说，它是生物体代谢过程中形成的，这样的生产量使其似乎适用于工业用途。然而，从天然存在的微生物中产生的异丁烯的量非常小(US4698304 ；Fukuda, H.et al., 1984, From Agricultural and B1logical Chemistry (1984)，48 (6)，pp.1679-82)。因此在本专利技术先前已知的实施方案中，分别通过借助于修饰的非天然微生物和相应的修饰酶来进行异丁烯的发酵制备。这样的微生物已知于US2011165644(A1)，其中在实施例13中讨论了在合适的微生物中由葡萄糖合成异丁烯。W02012052427和W02011032934中描述了其他的酶促反应，其描述了作为以下一系列顺序酶促合成来形成异丁烯I)从丙酮到3-羟基异戊酸酯；以及II)从3-羟基异戊酸酯到异丁烯和二氧化碳。将3-羟基异戊酸酯酶促催化分解为异丁烯和二氧化碳也在Gogerty, D.S.和Bobik, Τ.A., 2010, Applied and Environmental Microb1logy (应用和环境微生物学)，第8004-8010页中论及。这里，根据GC，在有价值的产物中显示没有大量的正丁烯异构体。甚至在含水的非酶促催化体系中，观察到在形成异丁烯时二氧化碳从3-羟基异戊酸酯自发分离，异丁烯进一步与存在的水在平衡反应中生成叔丁醇(Pressman, D.and Lucas, H.J.,1940, Journal of the American Chemical Society, pages 2069-2081)。如果在合适的微生物宿主生物体内包括I和II中描述的该顺序的酶促合成，该微生物宿主生物体能够从代谢前驱体合成丙酮，或者通过借助于被动或主动转运将外部提供的丙酮经由细胞壁运送到细胞内，则借助于以这种方式获得的非天然微生物通过发酵工艺可以以良好收率生产异丁烯。早就已知从不同碳水化合物合成丙酮的微本文档来自技高网...
【技术保护点】
生产异戊烷衍生物的方法，包括以下步骤：a)发酵制备异丁烯；b)延长一个碳原子以获得异戊烷衍生物；以及c)可选地进一步衍生化。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：延斯·克拉邦德，亨兹·初茨，克里斯蒂娜·哥德瑞，
申请(专利权)人：Oxea有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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