短链的多元醇的合成制造技术

在此披露了合成短链的多元醇的方法。进一步披露了水解多糖的方法。本发明专利技术还针对选择性合成山梨糖醇的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及在均相酸或沸石不存在下由可溶性纤维素催化合成短链的多元醇，包括山梨糖醇和1,2,5,6-己四醇(HTO)。专利技术背景由纤维素合成山梨糖醇的方法是众所周知的。Fukuoka等人报道了糖醇可以使用负载的铂或钌催化剂由纤维素制备，这显示出对于将纤维素转化为糖醇的高活性，其中支持材料的选择是重要的。Fukuoka等人，纤维素催化转化为糖醇(CatalyticConversionofCelluloseintoSugarAlcohols)，118德国应用化学(Agnew.Chem.)5285-87(2006年)。所述机制包括将纤维素水解为葡萄糖，然后将葡萄糖还原为山梨糖醇和甘露糖醇。最近，Verendel等人综述了在各种条件下将多糖转化为小的有机分子的一锅法转化率。Verendel等人，由多糖一锅法催化生产小的有机物(CatalyticOne-PotProductionofSmallOrganicsfromPolysaccharides)，11合成(Synthesis)，1649-77(2011)。披露了如产生最高达90％的山梨糖醇的纤维素在酸性条件和高压下的水解氢化，但是这些工艺被划分为“绝不简单的”。还披露了通过负载的金属在氢气下没有加入可溶性酸将淀粉、菊粉、和多糖水解产物直接水解氢化为糖醇。将沉积在氧化铝上的钌或铂、负载于活性碳上的各种金属、以及沸石报道为用于纤维素降解的适合的催化剂。还披露了在产生山梨糖醇的酸性条件下过渡金属纳米团簇对于纤维二糖的降解的作用。一项不同研究考虑在负载的钌催化剂上将具有不同结晶度的纤维素转化为多元醇，其中负载在碳纳米管上的钌给出73％的己糖醇的最好产率。对于由具有高选择性的纤维素并且通过替代途径生产包括糖醇的短链的多元醇的成本有效的方法仍然存在需要。专利技术概述本专利技术在第一方面涉及一种合成短链的多元醇的方法，所述方法包括将包含至少一种具有高聚合度的组分的进料溶液与氢气在至少一种催化剂存在下反应；其中不加入均相无机酸；由此制成至少一种短链的多元醇。本专利技术在另一个方面涉及一种水解多糖的方法，所述方法包括使包含约3％的糖浓度的原料与催化剂在氢气的存在下接触；其中所述原料进一步包含至少一种具有大于3的聚合度(DP)数的组分；其中不加入均相无机酸；结果是至少一种短链的多元醇的形成以及所述至少一种具有大于3的DP数的组分的减少。本专利技术在还另一方面涉及一种选择性生产山梨糖醇的方法，所述方法包括使进料溶液与催化剂在氢气的存在下接触；其中使进料溶液包含选自下组的化合物，所述组由可溶性纤维素、淀粉、麦芽糊精、麦芽糖醇以及其任何组合组成；其中不加入均相无机酸；由此产生如与所形成的其他化合物相比具有更高比例的山梨糖醇的产物。附图简要说明图1示出了使用负载在碳上的钌-硫(Ru-S/C)催化剂和铜(Cu)催化剂由淀粉或麦芽糊精进料(高聚合度[DP]进料)合成山梨糖醇的方案。图2示出了DP水解(高聚合度化合物如麦芽糖醇的水解)和糖氢化(山梨糖醇和1,2,5,6-己四醇[HTO]的形成)的方案。本专利技术的说明性实施方式的详细说明在说明性实施例中，本专利技术的方法包括合成短链的多元醇，所述方法包括将包含至少一种具有高聚合度的组分的进料溶液与氢气在至少一种催化剂存在下反应；其中不加入均相无机酸；由此制成至少一种短链的多元醇。在另一个说明性实施例中，本专利技术的方法包括水解多糖，所述方法包括将包含约3％的糖浓度的原料与催化剂在氢气的存在下接触；其中所述原料进一步包含至少一种具有大于3的聚合度(DP)数的组分；其中不加入均相无机酸；结果是至少一种短链的多元醇的形成以及所述至少一种具有大于3的DP数的组分的减少。在还另一个说明性实施例中，本专利技术的方法包括选择性生产山梨糖醇，所述方法包括将进料溶液与催化剂在氢气的存在下接触；其中所述进料溶液包含选自下组的化合物，所述组由可溶性纤维素、淀粉、麦芽糊精、麦芽糖醇以及其任何组合组成；其中不加入均相无机酸；由此产生如与所形成的其他化合物相比具有更高比例的山梨糖醇的产物。在另一个实施例中，所述至少一种具有高聚合度组分选自下组，所述组由以下项组成：纤维素、多糖、淀粉、麦芽糊精、麦芽糖醇、以及其任何组合。在又另一个实施例中，所述至少一种具有高聚合度的组分以大于约0.5％的量存在于所述进料溶液中。在还另一个的实施例中，所述至少一种具有高聚合度的组分具有大于3的聚合度(DP)数。本专利技术考虑各种进料溶液和原料。在另一个的实施例中，所述进料溶液进一步包含约3％的糖浓度。在另一个的实施例中，所述原料进一步包含选自下组的化合物，所述组由麦芽糊精、可溶性纤维素、麦芽糖醇以及其任何组合组成。在又另外的实施例中，所述进料溶液或原料进一步包含溶剂。在还另一个实施例中，所述溶剂包含水。在另一个实施例中，包含所述至少一种具有高聚合度的组分的进料溶液与氢气在所述至少一种催化剂存在下的所述反应在约1200磅/平方英寸的压力下进行。在另一个实施例中，所述包含约3％的糖浓度的原料与所述催化剂在氢气存在下的所述接触在约1200磅/平方英寸的压力下进行。在另一个实施例中，所述进料溶液与所述催化剂在氢气存在下的所述接触在约1200磅/平方英寸的压力下进行。本专利技术考虑不同的催化剂，包括海绵铜、Ru-S/C(负载在碳上的硫化物-钌)、以及其任何组合。在另一个实施例中，包含所述至少一种具有高聚合度的组分的进料溶液与氢气在所述至少一种催化剂存在下的所述反应进一步包括：使包含所述至少一种具有高聚合度的组分的进料溶液与氢气在第一温度下在第一催化剂存在下反应，由此形成第一产物；并且使所述第一产物在第二温度下在第二催化剂存在下反应，由此制成所述至少一种短链的多元醇。在又另一个实施例中，所述第一催化剂由Ru-S/C组成。在还另一个实施例中，所述第一温度是120℃。在又另一个实施例中，所述第二催化剂由铜组成。在还另一个实施例中，所述第二温度是200℃。在另一个实施例中，包含所述至少一种具有高聚合度的组分的进料溶液与氢气在所述至少一种催化剂存在下的所述反应在低于约225℃的温度下进行。在又另一个实施例中，包含所述至少一种具有高聚合度的组分的进料溶液与氢气在所述至少一种催化剂存在下的反应在约100℃与约223℃之间的温度下进行。在另一个实施例中，所述包含约3％的糖浓度的原料与所述催化剂在氢气存在下的所述接触在低于约225℃的温度下进行。在又另一个实施例中，所述包含约3％的糖浓度的原料与所述催化剂在氢气存在下的所述接触在约100℃与约223℃之间的温度下进行。在另一个实施例中，所述进料溶液与所述催化剂在氢气存在下的所述接触在低于约225℃的温度下进行。在又另一个实施例中，所述进料溶液与所述催化剂在氢气存在下的所述接触在约100℃与约223℃之间的温度下进行。在另一个实施例中，包含约3％的糖浓度的原料与所述催化剂在氢气存在下的所述接触通过选自由分批法和连续法组成的组的方法进行。在另一个实施例中，所述至少一种短链的多元醇包含选自下组的化合物，所述组由以下项组成：山梨糖醇、甘露醇、葡萄糖醇、半乳糖醇、1,2,5,6-己四醇、以及其任何组合。在另一个实施例中，所述产物包含至少25％的山梨糖醇。在另一个实施例中，所述产物包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成短链的多元醇的方法，所述方法包括：将包含至少一种具有高聚合度的组分的进料溶液与氢气在至少一种催化剂存在下反应；其中不加入均相无机酸；由此制成至少一种短链的多元醇。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.10 US PCT/US2014/033580;2014.04.10 US PCT/1.一种合成短链的多元醇的方法，所述方法包括：将包含至少一种具有高聚合度的组分的进料溶液与氢气在至少一种催化剂存在下反应；其中不加入均相无机酸；由此制成至少一种短链的多元醇。2.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一种具有高聚合度的组分选自由以下项组成的组：纤维素、多糖、淀粉、麦芽糊精、麦芽糖醇、以及其任何组合。3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述进料溶液进一步包含约3％的糖浓度。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述进料溶液进一步包含溶剂。5.如权利要求4所述的方法，其中所述溶剂包含水。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述至少一种具有高聚合度的组分以大于约0.5％的量存在于所述进料溶液中。7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中包含所述至少一种具有高聚合度的组分的所述进料溶液与氢气在所述至少一种催化剂存在下的所述反应在约1200磅/平方英寸的压力下进行。8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述至少一种催化剂选自由以下项组成的组：海绵铜、负载在碳上的钌-硫、以及其任何组合。9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中包含所述至少一种具有高聚合度的组分的所述进料溶液与氢气在所述至少一种催化剂存在下的所述反应进一步包括：将包含所述至少一种具有高聚合度的组分的所述进料溶液与氢气在第一温度下在第一催化剂存在下反应，由此形成第一产物；并且将所述第一产物在第二温度在第二催化剂存在下反应，由此制成所述至少一种短链的多元醇。10.如权利要求9所述的方法，其中所述第一催化剂由Ru-S/C组成。11.如权利要求9-10中任一项所述的方法，其中所述第一温度是120℃。12.如权利要求9-11中任一项所述的方法，其中所述第二催化剂由铜组成。13.如权利要求9-12中任一项所述的方法，其中所述第二温度是200℃。14.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中包含所述至少一种具有高聚合度的组分的所述进料溶液与氢气在所述至少一种催化剂存在下的所述反应在低于约225℃的温度下进行。15.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中包含所述至少一种具有高聚合度的组分的所述进料溶液与氢气在所述至少一种催化剂存在下的所述反应在约100℃与约223℃之间的温度下进行。16.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中所述至少一种短链的多元醇包含选自下组的化合物，所述组由以下项组成：山梨糖醇、甘露醇、葡萄糖醇、半乳糖醇、1,2,5,6-己四醇、以及其任何组合。17.如权利要求1-16中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：马赤诚，凯文·马丁，布伦南·史密斯，乔希·特雷恩，
申请(专利权)人：阿彻丹尼尔斯米德兰德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US