用于生物学衍生的甲羟戊酸转化的方法技术

本发明专利技术涉及用于生物学衍生的甲羟戊酸转化的方法。本发明专利技术涉及一种方法，其包含任选地在固体催化剂存在下和/或在高温和/或高压下，使甲羟戊酸或包含甲羟戊酸的溶液反应以得到第一产物或第一产物混合物。本发明专利技术进一步涉及一种方法，其包含：(a)提供表达生物合成甲羟戊酸路径的微生物有机体；(b)使微生物有机体在包含合适的碳底物的发酵培养基中生长，由此产生生物基甲羟戊酸；和(c)使所述生物基甲羟戊酸反应以得到第一产物或第一产物混合物。酸反应以得到第一产物或第一产物混合物。酸反应以得到第一产物或第一产物混合物。

【技术实现步骤摘要】
用于生物学衍生的甲羟戊酸转化的方法
[0001]本申请是分案申请，原申请的申请日为2015年11月24日，申请号为201580062046.9，专利技术名称为“用于生物学衍生的甲羟戊酸转化的方法”。
[0002]相关申请的交叉参考
[0003]本申请要求2014年11月26日提交的题为《用于生物学衍生的甲羟戊酸转化的方法(Processes for Conversion of Biologically Derived Mevalonic Acid)》的美国临时专利申请第62/084,689号的优先权权益，该申请以全文引用的方式并入本文中。
[0004]序列表
[0005]以下申请含有在2015年11月23日创建的题为“46567序列表(46567SequenceListing)”，作为以ASCII格式的25KB文本文件提交的呈计算机可读格式(CRF)的序列表。CRF的内容以引用的方式并入本文中。


[0006]本专利技术大体上涉及用于从通过生物化学途径衍生的有机酸产生烃生物燃料和其它产物的中间体的方法。具体来说，甲羟戊酸(或甲羟戊酸内酯)可衍生自生物质发酵以产生多种中间体。本专利技术的一个或多个实施例涉及异戊二烯、甲基乙烯基酮、3-甲基-2-丁酮和脱水-甲羟戊酸内酯的产生。

技术介绍

[0007]有机酸是一类重要的化合物，它们可通过生物化学途径衍生并且可充当用于可持续产生烃生物燃料和其它产物的中间体。特别令人感兴趣的是，脱水/脱羧作用形成被称为烃基化物的异戊二烯，其为用于多种合成聚合物(即，合成橡胶)、特殊化学品和汽油添加剂的重要起始原料。虽然异戊二烯可通过分馏石油获得，但是这种材料的纯化是昂贵且耗时的。此外，化石燃料的消耗使得发现这种重要起始原料的另一种来源至关重要。异戊二烯由多种微生物、植物和动物物种天然产生。然而，来自天然存在有机体的异戊二烯的产量在商业上没有吸引力。因此，从生物质衍生的甲羟戊酸内酯大规模合成异戊二烯和其它合成上可用中间体将具有巨大的商业潜力。

技术实现思路

[0008]一方面，本专利技术涉及一种方法，其包含：(a)在固体催化剂存在下，使MVL或包含MVL的溶液反应以得到第一产物或第一产物混合物，其中包含MVL的溶液任选地包含脱水-甲羟戊酸内酯和/或共-反应物。
[0009]在一些实施例中，共-反应物选自由以下各者组成的群组：水、烷基醇、醚、芳香族化合物、酸、醛、酯及其混合物。在一些实施例中，步骤(a)在约100℃到约500℃范围内的温度下发生。在一些实施例中，步骤(a)在约亚大气压到约200巴范围内的压力下发生。
[0010]在一些实施例中，固体催化剂为固体酸催化剂。潜在地合适固体催化剂的非限制性说明性列表包括官能化的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、官能化的四氟乙烯-含氟聚合物共
聚物、钙磷灰石、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、树脂、金属氧化物和/或沸石。
[0011]在一些实施例中，固体催化剂选自由金属氧化物催化剂和碳催化剂组成的群组。在一些实施例中，固体催化剂的表面积为约20m2/g和约600m2/g之间。在的一些实施例中，固体催化剂选自由以下各者组成的群组：氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化锆、氧化钴、氧化铁、氧化镍、氧化锰、氧化锌、氧化钼、氧化钨、氧化钙、氧化铈、氧化锡和氧化铬及其混合物。在一些实施例中，固体催化剂包含混合型金属氧化物催化剂。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，固体催化剂包含负载型过渡金属或贵金属，例如，钯、镁、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锆、钼、钌、铑、银、锡、钨、钽、铱、铂和金及其混合物。
[0013]在一些实施例中，第一产物或第一产物混合物包含以下各者中的一种或多种：异戊二烯、3-甲基-2-丁酮、甲基乙烯基酮、脱水-甲羟戊酸内酯、2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-1-戊烯、甲烷、氢气或烷基醇。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，先前描述方法包含额外的步骤：(b)使所述第一产物或第一产物混合物与第一试剂和第二催化剂反应以得到第二产物或第二产物混合物，其中所述第一试剂为水或烯烃或醇。在一些实施例中，第一试剂为烯烃并且所述第二催化剂选自由以下各者组成的群组：钯、铂、钌、钼、钨、铼、锡和铑烯烃复分解催化剂及其混合物。在一些实施例中，第一试剂为醇并且所述第二催化剂选自由以下各者组成的群组：均相和非均相酸和碱、糖、脂肪酶、离子交换树脂、金属氧化物和沸石及其混合物。
[0015]在一些实施例中，先前描述步骤(b)在约100℃到约500℃范围内的温度下发生。在一些实施例中，这种方法进一步包含步骤：(c)使所述第二产物或第二产物混合物与第二试剂和第三催化剂反应以得到第三产物或第三产物混合物。
[0016]在另一方面，本专利技术提供一种方法，其包含：(a)在约100℃到约500℃范围内的温度下，使MVL或包含MVL的溶液反应以得到第一产物或第一产物混合物。
[0017]另一方面，本专利技术提供一种方法，其包含：(a)提供表达生物合成MVL路径的微生物有机体；(b)使微生物有机体在包含合适的碳底物的发酵培养基中生长，由此产生生物基MVL；和(c)使所述生物基MVL反应以得到第一产物或第一产物混合物。步骤(c)任选地在固体催化剂存在下和/或在约100℃到约500℃范围内的温度下发生。
[0018]在一些实施例中，在上述方法中使用的微生物有机体为包含能够实现生物基MVL产生的代谢修饰的非天然存在的微生物有机体。
[0019]在一些实施例中，代谢修饰包含选自由以下各者组成的群组的至少一种基因集的表达：i.mvaE、mvaS；ii.mvaE、mvaS、atoB；iii.atoB、hmgR、hmgS；和iv.i、ii或iii的功能性同系物。
[0020]在一些实施例中，代谢修饰包含对至少一个基因，例如ackA-pta、adhE和/或1dhA的修饰。
[0021]在一些实施例中，所用的发酵培养基包含可再生原料。
附图说明
[0022]图1(图1)为在实例11中使用的高压小规模单元的示意图。
具体实施方式
[0023]甲羟戊酸、甲羟戊酸酯和甲羟戊酸内酯以pH相关的平衡存在。因此，含有“甲羟戊酸酯”的溶液实际上可含有甲羟戊酸、甲羟戊酸酯和/或甲羟戊酸内酯。此外，根据pH，组分可为盐形式。根据所选择的试剂，抗衡离子可为铵、钠、锂、钾、镁、钙、铝或铯的阳离子。为方便起见，将在本文中包含性地使用甲羟戊酸内酯或“MVL”。
[0024]甲羟戊酸内酯(MVL)和其相关衍生物，如2,3-脱氢甲羟戊酸内酯(4-甲基-5,6-二氢-2H-吡喃-2-酮；也称为脱水甲羟戊酸内酯，AML)，代表着可按工业规模制备的可能丰富的原料。通过发酵的生物基产生允许从如糖、甘油、合成气或甲烷的低挥发性可再生原料高产率并且在成本上有竞争力地产生MVL。由生物基MVL和其相关衍生物产生的化学产品可满足对不基于石油或其它不可再生资源的便宜可再生的消费品和工业产品的需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，其包含：(a)在固体催化剂存在下使MVL或包含MVL的溶液反应以得到第一产物或第一产物混合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述包含MVL的溶液包含脱水-甲羟戊酸内酯。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述包含MVL的溶液包含共-反应物。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述共-反应物选自由以下各者组成的群组：水、烷基醇、醚、芳香族化合物、酸、醛、酯及其混合物。5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)在约100℃到约500℃范围内的温度下发生。6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)在约10巴到约100巴范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：维索利斯有限公司，
类型：发明
国别省市：