本发明专利技术涉及一种制备含有5-羟基甲基糠醛(HMF)的溶液的方法，所述溶液(下文称为产物溶液)具有减少的HMF合成工艺原料的含量或减少的HMF合成工艺副产物的含量，所述方法的特征在于在蒸发器中用水蒸气处理包含来自HMF合成工艺的原料或副产物和具有至少两个醚基团的有机溶剂(简称为聚醚)的溶液(下文称为起始溶液)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过水蒸气蒸馏从反应溶液除去5-羟基甲基糠醛(HMF)的方法描述本专利技术涉及一种制备含有5-羟基甲基糠醛(HMF)的溶液的方法，所述溶液(下文称为产物溶液)具有减少的HMF合成工艺原料的含量或减少的HMF合成工艺副产物的含量，所述方法包括在蒸发器中用水蒸气处理包含以下组分的溶液(下文称为起始溶液):-HMF-来自HMF合成工艺的原料或副产物，和-具有至少两个醚基团的有机溶剂(简称为聚醚)。对于化学合成而言，日益重要的是从可更新原料获得的化合物，并且其可以容易地通过化学反应转化成能工业应用的化合物。在这方面，已经知道5-羟基甲基糠醛(HMF);其可以通过各种方法从己糖制备。例如，2，5-呋喃二羧酸可以从HMF获得，并且适合用作用于制备聚合物的二羧酸，例如聚酯或聚氨酯，并且可以在工业应用中代替其它从不可更新原料获得的二羧酸。HMF通常通过己糖例如葡萄糖或果糖的酸催化脱水反应制备。获得的反应产物 是酸性溶液，其中除了 HMF之外还含有未反应的原料和/或副产物。在HMF合成期间，一般仅仅发生原料的部分转化以避免形成副产物。所以，一般而言，获得的溶液含有未反应的原料，例如己糖，或由己糖组成的低聚物或聚合物。在较高转化率的情况下，副产物的量增加。从含有HMF合成工艺原料或副产物的反应溶液分离HMF的方法是复杂的，并且阻碍HMF的可获得性。例如，FerozKabir Kazi 等在 Chem Eng.J.169 (2011),第 329-338 页中描述了从酸性反应溶液通过复杂的萃取方法使用有机溶剂(丁醇)分离出HMF，获得了 HMF在丁醇中的溶液。DE-A3601281公开了色谱分离方法，其中首先除去任何有机溶剂，然后使用离子交换柱分离HMF水溶液。获得的HMF级分进行结晶。另一种从反应溶液分离HMF的方法是将HMF转化成另一种易于分离的化合物，任选地随后在分离之后返回转化成HMF。例如,根据Mark Mascal和Edward B.Nikitin,2008Angew.Chemie vol.47,第7924-7926页，HMF被转化成更稳定的5-氯甲基糠醛，然后再次转化成HMF或其衍生物。或者，根据EP-A1834950所述制备HMF的醚，或根据EP-A1834951所述制备HMF的酯，它们在分离之后直接适合用于其它合成工艺。Haru Kawamoto, Shinya Saito 等在 J.Wood Sc1.(2007)，53，第 127 - 133 页中描述了纤维素的热解，伴随着在各种条件下形成左旋葡萄糖酮、糠醛和/或HMF，其中包括引入水蒸气。HMF应当以尽可能纯的形式存在以进行进一步合成。对于进一步合成而言特别合适的是HMF的水溶液，其不含副产物或残余原料，或至多以非常少的量包含它们。迄今知道的制备具有足够纯度的HMF或其水溶液的方法是非常复杂的。所以，本专利技术的目的是一种能以尽可能纯的形式以尽可能简单和有效的方式提供HMF或其水溶液的方法。因此，发现了本文开头定义的方法。在本专利技术方法中，含HMF的起始溶液进行水蒸气蒸馏，从而获得含HMF的产物溶液，其具有减少含量的来自合成工艺的原料或副产物。起始溶液起始溶液优选是在制备HMF期间获得的溶液。HMF通常通过己糖的酸催化脱水制备，例如葡萄糖或特别是果糖。己糖可以进而从低聚或聚合的化合物预先或在现场获得，同时进行脱水，低聚或聚合的化合物例如是淀粉、纤维素。副产物可以在反应期间形成。脱水优选在水溶液中进行，但是原则上也可以使用其它溶剂或溶剂的混合物。所以，在脱水期间获得的溶液可以含有各种化合物，例如未反应的原料(己糖、淀粉、纤维素)，用作催化剂的酸(简称为酸催化剂)，溶剂或来自HMF合成工艺的副产物(羧酸，HMF低聚物，所谓的腐黑物)。在脱水期间获得的溶液可以在需要时在用作起始溶液之前进行处理，例如溶液可以进行过滤以分离出固体。获得的溶液也可以已经脱除酸。后者是例如当已经使用多相酸的情况，其可以容易地作为固体分离，或者其可以在反应期间在固定床中引入，所以不会进入反应溶液。下面的实施方案涉及用于水蒸气蒸馏的起始溶液的优选组成。起始溶液含有:-HMF,-来自HMF合成工艺的原料或副产物，和-具有至少两个醚基团的有机溶剂(简称为聚醚)。起始溶液中的HMF含量通常是1-30重量％，特别优选2_20重量％，基于起始溶液的总重量计.起始溶液可以包含来自HMF合成工艺的原料。来自HMF合成工艺的原料是己糖，或由己糖组成的低聚物或聚合物(下文统称为糖)。所以，起始溶液特别含有己糖，由己糖组成的低聚物或聚合物，或同时含有己糖和由其组成的低聚物或聚合物。优选的己糖是果糖或葡萄糖，特别是果糖，或果糖和葡萄糖的混合物。己糖的低聚物或聚合物优选是淀粉或纤维素。在一个具体实施方案中，在起始溶液中的糖的总含量是大于0.1重量％，特别是大于0.5重量％，优选大于I重量％，基于起始溶液的总重量计。在起始溶液中的糖的总含量一般不大于20重量％，特别是不大于10重量％，基于起始溶液的总重量计。 特别是，在起始溶液中存在的至少50重量％、特别是至少70重量％的糖是己糖，例如果糖或葡萄糖，优选果糖，或果糖和葡萄糖的混合物，其含有比例大于50重量％的果糖。起始溶液可以包含来自HMF合成工艺的副产物。通过本专利技术方法减少其含量的副产物特别是HMF低聚物(所谓的腐黑物)。在起始溶液中的腐黑物含量可以是例如0-10重量特别是0-5重量％。在一个具体实施方案中，起始溶液包含至少0.05重量％、特别是至少0.1重量％的腐黑物。其它副产物是例如羧酸，特别是甲酸、乙酸、乙酰丙酸或它们的混合物。起始溶液也可以包含已经在HMF的制备中用作催化剂的酸。特别是，这些是溶解在起始溶液中的酸(均相酸)。已经在HMF的制备中用作催化剂的多相酸(固体)可以容易地预先分离，或甚至不会进入起始溶液，如上所述。合适的(均相)酸是任何所需的无机酸或有机酸，例如可以提到对甲苯磺酸，甲磺酸(MeOSO3H),草酸，硫酸，盐酸或磷酸。在起始溶液中的所有酸的含量可以例如是0-10重量％，基于起始溶液的总重量计。如上所述， 起始溶液包含来自HMF合成工艺的原料或副产物。例如，起始溶液可以包含来自HMF合成工艺的原料，但不包含副产物；这可以是对于具有部分转化率的HMF合成工艺的情况。例如，起始溶液可以包含来自HMF合成工艺的副产物，但不包含原料；这可以是对于具有完全转化率的HMF合成工艺的情况，但是在这种情况下则形成较大量的副产物。但是，在常规情况下，起始溶液将同时包含来自HMF合成工艺的原料和副产物；特别是，其包含糖和腐黑物，优选在每种情况下按照上述含量。起始溶液包含具有至少两个醚基团的有机溶剂(简称为聚醚)。聚醚可以加入起始溶液中，例如刚好在进行本专利技术方法之前；但是，其也可以已经在HMF的制备期间在溶液中用作溶剂，所以已经存在于起始溶液中。聚醚优选具有高于250°C的沸点(标准压力，I巴)。聚醚优选具有低于60°C的熔点，特别是低于30°C (在标准压力下，I巴)；聚醚特别优选在20°C (标准压力)下为液体。聚醚优选包含至少3个、特别是至少4个、特别优选至少6个醚基团。一般而言，其包含不大于40个、特别是不大于30个醚基团，特别优选不大于2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备含有5‑羟基甲基糠醛(HMF)的溶液的方法，所述溶液(下文称为产物溶液)具有减少的HMF合成工艺原料的含量或减少的HMF合成工艺副产物的含量，所述方法包括在蒸发器中用水蒸气处理包含以下组分的溶液(下文称为起始溶液)：‑HMF‑来自HMF合成工艺的原料或副产物，和‑具有至少两个醚基团的有机溶剂(简称为聚醚)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.13 EP 11193154.91.一种制备含有5-羟基甲基糠醛(HMF)的溶液的方法，所述溶液(下文称为产物溶液)具有减少的HMF合成工艺原料的含量或减少的HMF合成工艺副产物的含量，所述方法包括在蒸发器中用水蒸气处理包含以下组分的溶液(下文称为起始溶液):-HMF -来自HMF合成工艺的原料或副产物，和 -具有至少两个醚基团的有机溶剂(简称为聚醚)。2.根据权利要求1的方法，其中来自HMF合成工艺的原料是己糖，或由己糖组成的低聚物或聚合物(下面统称为糖)。3.根据权利要求1或2的方法，其中来自HMF合成工艺的副产物是HMF低聚物(腐黑物)。4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中聚醚具有高于250°C的沸点(在标准压力下)。5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中聚醚是聚C2-C4亚烷基二醇，其羟基端基任选地被C1-C4烷基醚化。6....
【专利技术属性】
技术研发人员：R·伯林，B·布兰科，A·金德勒，C·菲尔内尔，S·乌姆劳夫，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。