来自生物质精制的经氧化分子的氢化制造技术

本公开涉及将2‑丁醇的脱氢用于生物质或生物质衍生分子的耗氢反应的方法、工艺和系统。本发明专利技术涉及将2‑丁醇的脱氢用于生物质或生物质衍生分子的耗氢的氢化、氢解或加氢脱氧反应的方法、工艺和系统。

Hydrogenation of oxidized molecules from biomass refining

【技术实现步骤摘要】
来自生物质精制的经氧化分子的氢化本申请是申请日为2015年05月12日、申请号为201580027071.3、专利技术名称为“来自生物质精制的经氧化分子的氢化”的中国专利申请(PCT申请号为PCT/US2015/030431)的分案申请。交叉引用本申请要求提交于2014年5月12日的第61/992,131号美国临时申请的权益，其通过引用整体并入本文。援引并入本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同特别地且单独地指出每一个单独的出版物、专利或专利申请均通过引用而并入。
本专利技术涉及生物质衍生分子的氢化、氢解和加氢脱氧。
技术介绍
希望从廉价来源获取的工业化学品能用于工业生产工艺中，例如用作原料、溶剂或起始材料。从既廉价又更环保的材料中获取工业化学品或其前体的需求已经越来越迫切。特别感兴趣的是可以从可再生资源中获取的材料，例如通过诸如种植、耕作或收割等生物学活动产生的材料。
技术实现思路
本专利技术涉及将2-丁醇的脱氢用于生物质或生物质衍生分子的耗氢的氢化、氢解或加氢脱氧反应的方法、工艺和系统。本文提供了使用2-丁醇作为用于转化反应的氢源的方法。所述方法可以包括：使2-丁醇脱氢以生成2-丁酮；其中在脱氢过程中从所述2-丁醇上脱除的氢是用于转化反应的氢源；并且其中所述转化反应可以包括氢化、氢解或加氢脱氧。在本文公开的方法中，所述转化反应可以将生物质衍生分子转化以形成产物。在本文公开的方法中，所述生物质衍生分子可以衍生自木质纤维素生物质，并且所述生物质衍生分子可以选自糖、脱水糖、卤代脱水糖、脱水且部分氢化的糖或氢化糖，或它们的组合。在本文公开的方法中，所述糖或脱水糖可以选自单糖、寡糖、糠醛、卤代糠醛、甲基糠醛、糠醇、甲基糠醇、(甲氧基甲基)-甲基糠醛、羟甲基糠醛、2-甲基呋喃、二甲基呋喃、2,5-双(羟甲基)呋喃、5-羟甲基-2-[(1-甲基乙氧基)甲基]呋喃和2-甲基-5-[(1-甲基甲氧基)甲基]呋喃、双(1-甲氧基乙氧基)-甲基呋喃、四氢呋喃或左旋葡萄糖酮，或它们的组合。在本文公开的方法中，所述脱水且部分氢化的糖可以选自1,2,6-己三醇、1,2,5-戊三醇、1,2,4-丁三醇、2,4-二羟基丁酸或琥珀酸、苹果酸、马来酸或它们的组合。在本文公开的方法中，所述氢化糖可以选自木糖醇、甘露醇、山梨醇、赤藓糖醇、阿糖醇或半乳糖醇，或它们的组合。在本文公开的方法中，所述产物的重量产率可以为至少40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％。在本文公开的方法中，对所述产物的选择性可以为至少40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％。在本文公开的方法中，所述方法可以包括用溶剂稀释2-丁醇，其中所述溶剂在所述转化反应中可以是惰性的。在本文公开的方法中，所述溶剂可以包括C4-C18烃。在本文公开的方法中，所述C4-C18烃可以选自己烷、环己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷或它们的组合。在本文公开的方法中，所述方法可以进一步包括用催化剂催化所述脱氢反应和所述转化反应。在本文公开的方法中，可以使用铜基催化剂、雷尼镍基催化剂、含金属有机硅基(organosilica-based)催化剂或铱络合物基催化剂或它们的组合来实现催化。在本文公开的方法中，可以使用助催化剂、增强剂或促进剂或它们的组合来实现催化。在本文公开的方法中，所述脱氢反应和所述转化反应可以在一个反应容器中进行；或者所述脱氢反应和所述转化反应可以在多于一个反应器容器中进行，其中所述多于一个反应器容器连续或不连续地功能性连接。在本文公开的方法中，所述转化反应可以包括糠醛向1,5-戊二醇的转化。在本文公开的方法中，所述糠醛向1,5-戊二醇的转化可以包括：在第一温度和第一压力下，在第一催化剂的存在下，使糠醛与脱氢过程中从所述2-丁醇上脱除的氢接触以生成糠醇；以及在第二温度和第二压力下，在第二催化剂的存在下，使糠醇与脱氢过程中从所述2-丁醇上脱除的氢接触以生成1,5-戊二醇；其中所述第一催化剂和所述第二催化剂、所述第一温度和所述第二温度以及所述第一压力和所述第二压力是相同的或不同的；并且其中所述脱氢反应和所述转化反应在一个反应容器中进行，或者其中所述脱氢反应和所述转化反应在多于一个反应器容器中进行，其中所述多于一个反应器容器连续或不连续地功能性连接。在本文公开的方法中，所述第一催化剂可以是xCu-yMgO-zCr2O3，其中x、y和z分别是以Cu、MgO和Cr2O3的重量百分比折算的量。在本文公开的方法中，可以使用助催化剂、增强剂或促进剂实现糠醛向1,5-戊二醇的转化。在本文公开的方法中，所述第一温度可以低于100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、250℃或250℃。在本文公开的方法中，2-丁醇与糠醛的摩尔比可以为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.0、9.5或10.0。在本文公开的方法中，所述转化反应可以包括羟甲基糠醛向1,6-己二醇的转化。在本文公开的方法中，所述羟甲基糠醛向1,6-己二醇的转化可以包括：在第一温度和第一压力下，在第一催化剂的存在下，使羟甲基糠醛与脱氢过程中从所述2-丁醇上脱除的氢接触以生成二羟甲基呋喃；在第二温度和第二压力下，在第二催化剂的存在下，使二羟甲基呋喃与脱氢过程中从所述2-丁醇上脱除的氢接触以生成己三醇；在第三温度和第三压力下，在第三催化剂的存在下，使己三醇与脱氢过程中从所述2-丁醇上脱除的氢接触以生成1,6-己二醇；其中所述第一催化剂、所述第二催化剂和所述第三催化剂，所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度，以及所述第一压力、所述第二压力和所述第三压力是相同的或不同的；并且其中所述脱氢反应和所述转化反应在一个反应容器中进行，或者其中所述脱氢反应和所述转化反应在多于一个反应器容器中进行，其中所述多于一个反应器容器连续或不连续地功能性连接。在本文公开的方法中，至少40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％的转化的羟甲基糠醛可以转化为1,6-己二醇。在本文公开的方法中，所述第一催化剂可以包括包含一种或多种金属催化剂或其前体和二氧化硅的含金属有机硅(organosilica)催化剂，其中所述金属催化剂或其前体被引入所述二氧化硅的Si-O-Si键的网络中。在本文公开的方法中，所述催化剂可以包含一种或多种金属催化剂或其前体，并且可以包含Cu、CuO、Cu2Cr2O5、Pd、PdO、Pt、Rh、Ru、Co、Fe或Ag，或它们的组合。在本文公开的方法中，可以使用助催化剂、增强剂或促进剂或它们的组合来实现所述羟甲基糠醛向1,6-己二醇的转化。在本文公开的方法中，所述方法可以进一步包括加工1,6-己二醇以生成商业产品。在本文公开的方法中，所述商业产品可以包含聚合物，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用2-丁醇作为用于转化反应的氢源的方法，所述方法包括：/n使2-丁醇脱氢以生成2-丁酮；其中在脱氢过程中从所述2-丁醇上脱除的氢是用于转化反应的氢源；并且其中所述转化反应包括氢化、氢解或加氢脱氧。/n

【技术特征摘要】
20140512 US 61/992,1311.一种使用2-丁醇作为用于转化反应的氢源的方法，所述方法包括：
使2-丁醇脱氢以生成2-丁酮；其中在脱氢过程中从所述2-丁醇上脱除的氢是用于转化反应的氢源；并且其中所述转化反应包括氢化、氢解或加氢脱氧。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述转化反应将生物质衍生分子转化以形成产物。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述生物质衍生分子衍生自木质纤维素生物质，并且其中所述生物质衍生分子选自糖、脱水糖、卤代脱水糖、脱水且部分氢化的糖，或氢化糖，或它们的组合。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述糖或脱水糖选自单糖、寡糖、糠醛、卤代糠醛、甲基糠醛、糠醇、甲基糠醇、(甲氧基甲基)-甲基糠醛、羟甲基糠醛、2-甲基呋喃、二甲基呋喃、2,5-双(羟甲基)呋喃、5-羟甲基-2-[(1-甲基乙氧基)甲基]呋喃和2-甲基-5-[(1-甲基甲氧基)甲基]呋喃、双(1-甲氧基乙氧基)-甲基呋喃、四氢呋喃或左旋葡萄糖酮，或它们的组合。


5.根据权利要求3所述的方法，其中所述脱水且部分氢化的糖选自1,2,...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·詹森，诺亚·拉皮多特，詹姆斯·艾伦·劳森，迈克尔·兹维利，纳塔·马迪斯，李·马德森，巴西姆·哈拉克，菲利普·特拉维萨诺，
申请(专利权)人：威尔迪亚公司，
类型：发明
国别省市：美国;US