使用与水不混溶的有机溶剂生产糠醛的方法技术

本公开涉及一种用于由C5和/或C6糖生产呋喃衍生物的方法。所述方法使用与水不混溶的有机溶剂体系，其包含至少一种烷基酚和至少一种烷基化萘。烷基化萘。

【技术实现步骤摘要】
使用与水不混溶的有机溶剂生产糠醛的方法
[0001]本申请是申请号为“201780034345.0”，专利技术名称为“使用与水不混溶的有机溶剂生产糠醛的方法”的专利技术申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2016年6月3日提交的名称为“使用与水不混溶的有机溶剂生产糠醛的方法”的美国临时申请号62/345031的优先权和权益，其公开内容通过引用以其全文结合在此。


[0004]本公开内容涉及由C5和C6糖生产呋喃衍生物，尤其是糠醛、5
‑
羟甲基糠醛和糠醇。

技术介绍

[0005]糠醛和相关化合物(如5
‑
羟甲基糠醛(HMF))是用作药物、除草剂、稳定剂、燃料、燃料添加剂和聚合物的工业化学品的有用前体和起始材料。目前的糠醛制造工艺利用各种生物质(例如玉米穗轴、甘蔗渣、竹子、锯屑、木屑和燕麦壳)作为原料进料。
[0006]生物质在酸性条件下水解成其单体C5和/或C6糖，如葡萄糖、果糖、木糖、甘露糖、半乳糖、鼠李糖和阿拉伯糖。作为戊糖(C5糖)的木糖通常是以最大量存在的C5糖，并且葡萄糖(C6糖)通常是以最大量存在的C6糖。在含水酸性环境中，随后将C5糖脱水成糠醛，并将C6糖脱水成5
‑
羟甲基糠醛。
[0007]已知的用于糖脱水方法的主要困难是形成被称为胡敏素的不希望的树脂质材料，这不仅导致产量损失，而且还可能导致暴露的反应器表面的结垢并消极影响流动和传热特性。本公开旨在使暴露的反应器表面的结垢最小化，并且还提供一种用于除去由糖进料的水解产生的产物的相对能量有效的方法。

技术实现思路

[0008]公开了一种方法，所述方法包括：
[0009]A)在与水不混溶的有机溶剂存在下在从90℃至250℃范围内的温度下使包含一种或多种C5和/或C6糖的水性进料与酸催化剂接触，以形成呋喃衍生物和残余的水性进料；
[0010]B)将所述残余的水性进料与所述与水不混溶的有机溶剂分离；
[0011]C)任选地，从所述与水不混溶的有机溶剂中分离所述呋喃衍生物；并且
[0012]D)任选地，从所述与水不混溶的有机溶剂中去除残余的水或杂质；
[0013]其中所述与水不混溶的有机溶剂包含至少一种烷基酚和至少一种烷基化萘的混合物。
[0014]本公开还涉及一种组合物，其包含糠醛或5
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羟甲基糠醛、至少一种烷基酚、至少一种烷基化萘、和按重量计在从0％至5％范围内的胡敏素。
具体实施方式
[0015]本文中引用的所有专利、专利申请和出版物均通过引用将其全文结合在此。
[0016]如本文所用，术语“实施例”或“公开”不旨在是限制性的，而是通常适用于权利要求书中限定的或本文描述的任何实施例。这些术语在本文中可互换地使用。
[0017]在本公开中，使用了许多术语和缩写。除非另有特别说明，以下定义适用。
[0018]在元素或组分前的冠词“一个/种(a/an)”和“所述(the)”在关于所述元素或组分的实例(即，出现)的数目旨在是非限制性的。在此，“一个/一种”和“所述”应理解为包括一个/一种或至少一个/一种，并且除非所述数字明显意指单数，否则元素或组分的单数词语形式还包括复数。
[0019]术语“包含”意指如权利要求中所提及的说明的特征、整数、步骤或组分的存在，而并未排除一个或多个其他特征、整数、步骤、组分或其组的存在或添加。术语“包含”旨在包括术语“基本上由
……
组成”和“由
……
组成”所涵盖的实施例。类似地，术语“基本上由
……
组成”旨在包括由术语“由
……
组成”涵盖的实施例。
[0020]在存在的情况下，所有范围是包含端值的和可组合的。例如，当列举“1至5”的范围时，所列举的范围应解释为包括“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等范围。
[0021]如本文所使用的，关于数值，术语“约”是指数值的+/
‑
0.5的范围，除非术语在上下文中另有具体定义。例如，除非重量百分比值另有具体定义，否则短语“约6重量百分比”是指从5.5至6.5的重量百分比值。
[0022]在本说明书全文中给出的每一最大数值限度旨在包括每一较低数值限度，如同此类较低数值限度在此明确写出一样。在本说明书全文中给出的每一最小数值限度将包括每一较高数值限度，如同此类较高数值限度在此明确写出一样。在本说明书全文中给出的每一数值范围将包括落入此类较宽数值范围内的每一较窄数值范围，如同此类较窄数值范围在此全部明确写出一样。
[0023]从阅读以下详细说明，本公开的特征和优点将更容易被本领域普通技术人员理解。应当理解，为清楚起见，在单独实施例的上下文中以上和以下描述的本公开的某些特征也可以组合在单一元素中提供。相反，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本公开的各个特征也可单独提供或以任何子组合的方式提供。此外，除非上下文明确地另外指明，否则对单数的提及也可包括复数(例如，“一个/一种”可以指一个/一种或多个/多种)。
[0024]除非明确地另外指明，否则本申请中规定的各种范围内的数值的使用被陈述为近似值，如同所述范围内的最小值和最大值二者前面都有单词“约”。以这种方式，可以使用高于和低于所述范围的轻微变化来实现与这些范围内的值基本上相同的结果。而且，这些范围的公开旨在作为包括最小值与最大值之间的每个值的连续范围。
[0025]如本文所用：
[0026]术语“糖”包括单糖、二糖和低聚糖。单糖(monosaccharide)或“单糖(simple sugar)”是含有至少三个碳原子的直链多羟基醇的醛或酮衍生物。戊糖是具有5个碳原子的单糖；一些实例是木糖、阿拉伯糖、来苏糖和核糖。己糖是具有6个碳原子的单糖；一些实例是葡萄糖和果糖。二糖分子(例如，蔗糖、乳糖和麦芽糖)由两个共价连接的单糖单元组成。如本文所用，“低聚糖”分子由约3至约20个共价连接的单糖单元组成。
[0027]术语“C
n
糖”包括具有n个碳原子的单糖；包含具有n个碳原子的单糖单元的二糖；
和包含具有n个碳原子的单糖单元的低聚糖。因此，“C5糖”包括戊糖、包含戊糖单元的二糖和包含戊糖单元的低聚糖。
[0028]术语“呋喃衍生物”意指糠醛、5
‑
羟甲基糠醛、糠醇、5
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羟甲基糠醛的醚和酯、或其组合。在其他实施例中，所述呋喃衍生物是糠醛、5
‑
羟甲基糠醛、或其组合。在一个实施例中，所述呋喃衍生物是糠醛。在另一个实施例中，所述呋喃衍生物是5
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羟甲基糠醛。
[0029]术语“半纤维素”是指包含C5和C6单糖单元的聚合物。半纤维素由短的、高度支化的糖链组成。与作为基本上由β
‑
1，4
‑
连接的葡萄糖组成的聚合物的纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，所述方法包括：A)在与水不混溶的有机溶剂存在下在从90℃至250℃范围内的温度下使包含一种或多种C5和/或C6糖的水性进料与酸催化剂接触，以形成呋喃衍生物和残余的水性进料；B)将所述残余的水性进料与所述与水不混溶的有机溶剂分离；C)任选地，从所述与水不混溶的有机溶剂中分离所述呋喃衍生物；并且D)任选地，从所述与水不混溶的有机溶剂中去除残余的水或杂质；其中所述与水不混溶的有机溶剂包含至少一种烷基酚和至少一种烷基化萘的混合物。2.如权利要求1所述的方法，其中所述酸催化剂是无机酸、杂多酸、有机酸、固体酸催化剂、水中的二氧化碳、或其组合。3.如权利要求1所述的方法，其中所述烷基酚是：其中R是C1至C
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烷基；并且n是从1至5的整数。4.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一种烷基化萘是：其中R1是C1至C6烷基；R2是C1至C6烷基；x是从1至4的整数；并且y是从0至4的整数...

【专利技术属性】
技术研发人员：TR卡尔森，JG狄更森，DW德鲁，PJ法甘，FG加拉戈，KW胡舍森，I里博利斯，K莫斯曼，G森夏恩，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：