Способ получения 5-гидроксиметилфурфураловых эфиров
Номер патента: 21670
Опубликовано: 31.08.2015
Формула / Реферат
1. Способ получения 5-гидроксиметилфурфураловых эфиров путем взаимодействия исходного вещества, содержащего фруктозу и/или глюкозу, со спиртом, выбранным из метанола и этанола, в присутствии каталитического или субстехиометрического количества гетерогенного или гомогенного кислотного катализатора, где вода присутствует в качестве растворителя в дополнение к спирту и где способ осуществляют в непрерывном производственном процессе при температуре от 175 до 225°С.
2. Способ по п.1, в котором кислотный катализатор выбран из группы, состоящей из твердых (галогенизированных) органических кислот, неорганических кислот, солей, кислот Льюиса, ионно-обменных смол, цеолитов или смесей и/или их комбинаций.
3. Способ по п.1, в котором кислотный катализатор является гетерогенным катализатором.
4. Способ по п.1, в котором кислотный катализатор является гомогенным катализатором.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором исходное вещество, содержащее глюкозу, выбирают из группы, состоящей из крахмала, амилозы, галактозы, целлюлозы, гемицеллюлозы, дисахаридов, содержащих глюкозу, или глюкозы.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором отношение спирта/воды-растворителя находится от 50 до 0,1.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором время нахождения в производственном процессе составляет от 0,1 с до 10 ч.
8. Способ по любому из пп.1-7, в котором непрерывный производственный процесс представляет собой непрерывный производственный процесс с неподвижным слоем.
9. Способ по любому из пп.1-7, в котором непрерывный производственный процесс представляет собой реактивную дистилляцию или процесс каталитической дистилляции.
10. Способ по п.8, в котором неподвижный слой содержит гетерогенный кислотный катализатор.
11. Способ по п.10, в котором в добавление к гетерогенному кислотному катализатору добавляют неорганический или органический кислотный катализатор к подаваемому сырью при осуществлении способа с неподвижным слоем или с каталитической дистилляцией при осуществлении непрерывного производственного процесса.
12. Способ по любому из пп.10, 11, в котором часовая объемная скорость жидкости (LHSV) составляет от 1 до 1000.
Текст
Грутер Герардус Йоханнес Мария Изобретение относится к способу получения 5-гидроксиметилфурфураловых эфиров путем взаимодействия исходного вещества, содержащего фруктозу и/или глюкозу, со спиртом, выбранным из метанола и этанола, в присутствии каталитического или субстехиометрического количества гетерогенного или гомогенного кислотного катализатора, где вода присутствует в качестве растворителя в дополнение к спирту и где способ осуществляют в непрерывном производственном процессе при температуре от 175 до 225C. Полученные эфиры могут применяться в виде топлива или топливной добавки. Настоящее изобретение относится к способу получения 5-гидроксиметилфурфурала (HMF) и к применению его в качестве топлива или топливной добавки. Преобразование сахаров или биомассы, содержащей сахара (гексозу), в экономически более полезные соединения вызывает все возрастающий интерес. Современные исследования видов топлива в основном направлены на получение этанола из сахара/глюкозы. Обычно сахарозу и глюкозу ферментируют с образованием этанола. Одна молекула глюкозы преобразуется в две молекулы этанола и две молекулыCO2. Это указанное преобразование имеет недостаток, особенно ввиду экономичности расхода атомов,низкой плотности энергии этанола (7,7 кВтч/кг или 6,1 кВтч/л) и его относительно низкой точки кипения(78,4C). О другой области применения, связанной с преобразованием сахаров, таких как фруктоза, в HMF в присутствии кислотного катализатора, уже ранее сообщалось (к примеру, Suedzucker в ЕР 0230250 или СЕА в ЕР 0561928). В этом случае HMF получают в качестве высокоперспективного исходного вещества для получения имеющего биологическую основу мономера, такого как фурандикарбоксиловая кислота,которая может среди прочего использоваться в качестве альтернативы терефталевой кислоты в качестве мономера для полиэтиленовых терефталевого типа сложных полиэфиров (Moreau et. al. in Topics in Catalysis, vol. 27, Nos. 1-4, 2004, 11-30 и ссылки, процитированные там). Когда в этих условиях сахарозу или глюкозу использовали в качестве сырья, преобразования в HMF не наблюдалось (Moreau et. al. inTopics in Catalysis, vol. 27, Nos. 1-4, 2004, p.13, колонка 2, строка 2-3), что является существенным недостатком, принимая во внимание низкую стоимость и широкую распространенность сахарозы и глюкозы. Только в присутствии DMSO, DMF и DMA (незначительное количество HMF образуется из глюкозы:Ishida et. al. Bull. Chem. Soc. Jpn 74 2001, 1145) или в под- и сверхкритической смеси ацетона и водыVogel et. al. Green Chemistry 5, 2003, 280) получали удовлетворительный выход HMF из исходных веществ, отличных от фруктозы. В современной ситуации на рынке фруктоза в качестве сырья является нежелательной, принимая во внимание ее высокую цену по сравнению с глюкозой и/или сахарозой. Поэтому до настоящего времени способ синтеза HMF не был реализован в промышленном масштабе. Химия синтеза и применение HMF детально рассмотрены (см. Lewkowski, ARKIVOC 2001, (i) 1754; в Gandini, Prog. Polym. Sci. 22, 1997, 1203; в Lichtenthaler, CR. Chimie, 7, 2004, 65 and Ace. Chem. Res. 35, 2002, 728; и Moreau, Topics in Catalysis, 27, 2004, 11). В патенте DE 3621517 рассмотрен способ синтеза алкоксиметилфурфураловых и алкилированных левулинатов из целлюлозы или лигноцеллюлозы или крахмала и спиртов. Исходные вещества нагревают непродолжительное время (в течение от 1 до 60 мин) в области от 170 до 225C с добавлением каталитически сильнодействующей кислоты и, если необходимо, дополнительного, инертного растворителя в установку, находящуюся под давлением. Спирты, которые могут быть использованы, представляют собой первичные или вторичные алифатические спирты, предпочтительно метанол или этанол. Используемая сильная кислота является предпочтительно серной кислотой с концентрацией от 0,5 до 10% (по отношению к спирту), если необходимо, с добавлением галогенида металла. Сырьевое вещество на основе лигноцеллюлозы и отходы, такие как древесина, древесная масса (целлюлоза), макулатура, зерновая солома, выжимки или подобное, могут таким образом быть преобразованы в извлекаемые и перегоняемые органические полупродукты (подобная информация предоставлена на основании ссылки на немецкий патент в JOURNAL OF WOOD CHEMISTRY AND TECHNOLOGY, MARCEL DEKKER, NEW YORK,NY, US - ISSN 0277-3813, vol. 8, Nr. 1, Page(s): 121-134 (1988. С другой стороны, способ осуществляют с получением первоначально алкилированных левулинатов; производство эфиров HMF с использованием серной кислоты (не в виде твердого вещества) является достаточно малоэффективным (максимальный выход HMF-эфира, о котором сообщается в научной статье Гэйрвса (Garves) в 11 примерах согласно данным DE 621517, составляет 5,3 и 2,7%). В DE 635783 описывают способ получения алкоксиметилфурфураловых и алкилированных эфиров левулината. Используемая кислота является газообразной соляной кислотой, не представляющей собой катализатор в виде твердого вещества. Как проиллюстрировано на примерах в этом указанном немецком патенте, продукт, полученный из глюкозы, сахарозы или крахмала, представлял собой в основном алкилированный эфир левулината (максимальный выход эфира EMF согласно сообщению составил 6,4%).Tyrlik и др. описывают "Selective dehydration of glucose to hydroxymethylfurfural and a one-pot synthesis of a 4-acetylbutyrolactone from glucose and trioxane in solutions-of aluminium salts" (см. CARBOHYDRATE RESEARCH, ELSEVIER SCIENTIFIC PUBLISHING COMPANY. AMSTERDAM, NL - ISSN 0008-6215, vol. 315, Nr. 3-l 4, Page(s): 268-272 (1999. Кислотный катализатор в условиях протекания реакции, представленный в этой указанной статье, представлял собой гомогенный катализатор. Выход алкоксиметилфурфурала был достаточно небольшим (максимальный выход HMF HMF-эфира составил 14%). Моуе и др. описывают "Reaction of ketohexoses with acid in certain non-aqueous sugar solvents" (см. 7, Page(s): 206-208 (1966. HMF получали, используя различные кислотные катализаторы из фруктозы,сорбозы, кетозы и инулина (группы полисахаридов, основанных на фруктозе с концевой группой, представляющей собой глюкозу). Какие-либо эксперименты с глюкозой не проводили. Выходы по HMF согласно сообщению из фруктозы (таблица) кажутся высокими, но сделаны они не по отношению к выделенному HMF, а скорее, представляют собой рассчитанные значения на основании данных УФ-анализа. Выход эфиров 5-гидроксиметилфурфурала остается неизвестным, принимая во внимание данные,что фурфуриловые спирты были очень нестабильны по отношению к кислоте и легко полимеризировались при комнатной температуре, таким образом, довольно очевидно, что выход таких эфиров являлся довольно незначительным. В публикации Tarabanko et al. (см. on the "Preparation of butyl levulinate by the acid-catalyzed conversion of sucrose in the presence о butanol", опубликованной в "Khiraiya Rastitel'nogo Syrya" (2004), (2), 31-37) изучен способ промышленного получения в импульсном режиме кислотно-катализированного преобразования сахарозы в двухфазной системе вода-бутанол. 5-HMF и левулиновую кислоту получали в качестве основных продуктов, используя раствор серной кислоты и гидросульфата натрия в качестве катализатора. Превращение глюкозы в алкоксиметилфурфурал авторами не было осуществлено. Подобное заключение основано на второй статье этого же автора "Catalyzed carbohydrate dehydration in the presence ofbutanol at moderate temperatures" (см. в "Khimiya Rastitel'nogo Syrya" (2002), (2), 5-155). Патент RU 2203279 относится к синтезу 5-гидроксиметилфурфураловых эфиров из сахарозы. Конечный продукт синтезировали обезвоживанием сахарозы или фруктозы в двухфазной системе в присутствии бисульфита натрия или смеси бисульфита натрия и серной кислоты в качестве катализатора и алифатических спиртов в качестве алкилирующего реагента при нормальном давлении. В двухфазной системе эти указанные катализаторы являлись гомогенными катализаторами. Другой отличительной особенностью этого указанного способа является использование сахарозы или фруктозы в качестве первичного реагента. Наконец, в WO 9967409 раскрыт "METHOD OF TREATING BIOMASS MATERIAL", в котором гемицеллюлозные и целлюлозные компоненты в веществе биомассы гидролизировали в одностадийном реакторе для ферментативного гидролиза с использованием разбавленной минеральной кислоты, такой как серная кислота или азотная кислота, при температурах свыше 200 С со временем нахождения меньше чем 10 мин. Компоненты гемицеллюлозы преобразовали в моносахариды, выбранные из группы, состоящей из пентозы и гексозы, а компоненты целлюлозы преобразовали в глюкозу. Кроме того, получены органические кислоты, фурфурал, 5-гидроксиметилфурфурал, кислоторастворимый лигнин, левулиновая кислота и другие продукты. Используемая кислота представляла собой серную кислоту или азотную кислоту в качестве разбавленного водного раствора, то есть являлась гомогенным катализатором. В потоке продукта присутствовал один из сахаров C6 и С 5, объединенных с фурфуралом, HMF, левулиновая кислота, ASL и другие экстрагированные органические соединения. Получение алкоксиэфиров HMF авторами не раскрыто. Авторы заявки пришли к заключению, что современные способы синтеза HMF в основном начинаются с использования фруктозы и обычно не приводят к высокому выходу, что частично связано с неустойчивостью HMF из-за протекания реакции в кислотных условиях. В наиболее кислотнокатализированных реакциях на основе воды отмечалась дальнейшая реакция с образованием левулиновой кислоты и гуминов, что делает ее менее привлекательной альтернативой. Авторы настоящей заявки на изобретение поставили цель преодолеть эти указанные недостатки. В качестве удивительного факта авторы изобретения отмечают, что преобразование исходного вещества, содержащего глюкозу, в частности исходного вещества, содержащего фруктозу и/или глюкозу, и более конкретно исходного вещества, содержащего глюкозу, которое может быть получено из биомассы в присутствии каталитического или субстехиометрического количества кислоты в присутствии спирта при наличии или отсутствии одного или более дополнительных разбавителей, приводит к формированию соответствующего HMF-эфира с хорошими выходом и селективностью. Таким образом, изобретение относится к способу получения 5-гидроксиметилфурфураловых эфиров путем взаимодействия исходного вещества, содержащего фруктозу и/или глюкозу, со спиртом, выбранным из метанола и этанола, в присутствии каталитического или субстехиометрического количества гетерогенного или гомогенного кислотного катализатора, где вода присутствует в качестве растворителя в дополнение к спирту и где способ осуществляют в непрерывном производственном процессе при температуре от 175 до 225 С. Установлено, что такое прямое образование и образование производных HMF предотвращает возникновение прогрессирующей и нежелательной реакции с образованием вышеупомянутой левулиновой кислоты и гуминов, таким образом это приводит к эффективной процедуре преобразования вещества,содержащего фруктозу и/или глюкозу, в производные HMF. Плотность энергии 5-этоксиметилфурфурала (EMF), эфира, образующегося в результате реакцииHMF с (био)этанолом, может быть вычислена. Принимая во внимание стехиометрию и рассчитанную энтальпию образования, используя таблицы приращений для 502,32 кДж/моль, энтальпия реакции может быть вычислена равной 3854,76 кДж/моль, что приводит к значению плотности энергии 7,0 кВтч/кг или 8,7 кВтч/л. Это значение соответствует практически значению для рядового бензина (12,7 кВтч/кг, 8,8 кВтч/л) и дизельного топлива (11,7 кВтч/кг, 9,7 кВтч/л), и значительно выше, чем в случае этанола (7,7 кВтч/кг, 6,1 кВтч/л). Такая высокая плотность энергии EMF - установленный факт, что эти производныеHMF могут теперь быть получены с высоким выходом в одну стадию из очень дешевого исходного вещества, гексозы или содержащего гексозу, такого как сахароза и глюкоза, и поскольку эти эфиры, в отличие от HMF, жидкости при комнатной температуре - делает их очень интересными видами топлива или топливными добавками. Полученный в результате (м)этиловый эфир м)эпоксиметилфурфурал, MMF или EMF) является высокоэнергетическим веществом и может непосредственно использоваться в качестве топливной добавки или в качестве альтернативы МТВЕ, или в качестве топлива. Также могут быть использованы смеси спиртов. Этанол является самым предпочтительным спиртом в способе настоящего изобретения, поскольку используемый этанол также может быть получен из биомассы или вещества, содержащего глюкозу (биоэтанола). Кислотный катализатор в способе настоящего изобретения может быть выбран среди твердых (галогенизированных) органических кислот, неорганических кислот, солей, кислот Льюиса, ионнообменных смол и цеолитов или комбинаций, и/или их смесей, включая комбинации и/или их смеси с гомогенным катализатором. Термин "твердый" в данном описании используется в обычном значении слова как являющийся твердым в течение реакции. Другим общим термином для твердых катализаторов является термин "гетерогенный" катализатор. Кислота может быть протонного типа, Бренстеда или, альтернативно, кислотой Льюиса. В определенном варианте осуществления кислота может быть органической или неорганической. В определенных вариантах осуществления органическая кислота может быть выбрана среди щавелевой кислоты, левулиновой кислоты, малеиновой кислоты или паратолуолсульфоновой кислоты. В определенных вариантах осуществления неорганическая кислота может быть выбрана среди фосфорной кислоты, серной кислоты, соляной кислоты, бромисто-водородной кислоты, азотной кислоты, йодисто-водородной кислоты, необязательно полученной на месте. В определенных вариантах осуществления неорганическую кислоту выбирают из группы, состоящей из серной кислоты, фосфорной кислоты, соляной кислоты, азотной кислоты. В определенных вариантах осуществления соль может быть одной из нижеперечисленных: (NH4)2SO4/SO3, фосфатом аммония, триэтиламинфосфатом, солями пиридиния, фосфатом пиридиния, гидрохлоридом/гидробромидом/перброматом пиридиния, DMAP, солями алюминия, Th- и Zr-ионами, фосфатом циркония, Cr-, Al-, Ti-, Са-, In-ионами,ZrOCl2, VO(SO4)2, TiO2, V-порфирином, Zr-, Cr-, Ti-порфирином. В определенных вариантах осуществления кислотой Льюиса может быть одно из соединений ZnCl2, AlCl3, BF3. В определенных вариантах осуществления ионно-обменные смолы могут быть одной из таких, как Амберлит, Diaion, levatit. В определенных вариантах осуществления предпочтительно, что кислотный катализатор является твердым катализатором, который может быть выбран из группы, состоящей из кислотных смол, природных глинистых минералов, цеолитов, носителей кислот, таких как диоксид кремния, пропитанный минеральными кислотами, термически обработанного древесного угля, оксидов металлов, сульфидов металлов, солей металлов и смешанных оксидов и их смесей. В определенных вариантах осуществления могут использоваться смеси или комбинации кислотных катализаторов. Температура, при которой осуществляют реакцию, составляет от 175 до 225 С. Исходное вещество, содержащее фруктозу и/или глюкозу, может быть выбрано из большого разнообразия сырья. Вообще может использоваться любое сырье с достаточно высоким содержанием фруктозы или глюкозы. Предпочтительно, что исходное вещество, содержащее фруктозу и/или глюкозу, выбрано из группы, состоящей из крахмала, амилозы, галактозы, целлюлозы, гемицеллюлозы, дисахаридов,содержащих глюкозу, таких как сахароза, мальтоза, целлобиоза, лактоза, предпочтительны дисахариды,содержащие глюкозу, более предпочтительны сахароза или глюкоза. Катализатор может быть добавлен в реакционную смесь в количестве, изменяющемся от 0,01 до 40 мол.%, выбранных на основе содержания фруктозы или глюкозы в исходном веществе, содержащем фруктозу и/или глюкозу, предпочтительно от 0,1 до 30 мол.%, более предпочтительно от 1 до 20 мол.%. В определенных вариантах осуществления один или более растворителей или разбавителей могут быть добавлены обычно с целью растворения вещества, содержащего глюкозу, или в качестве разбавителя. Растворитель может быть выбран из группы, состоящей из воды, сульфоксидов, предпочтительноDMSO, кетонов, предпочтительно метилэтилкетон, метилизобутилкетон и ацетон, или смеси двух или более из вышеупомянутых растворителей. В определенных вариантах осуществления отношение спирт/растворитель составляет от 50 до 0,1,предпочтительно от 20 до 1, более предпочтительно от 10 до 2. Большее количество спирта может привести к тому, что реакция будет протекать слишком медленно из-за ограниченной растворимости (следовательно, ограниченного использования исходного вещества), тогда как слишком большое количество растворителя в системе может привести к слишком быстрому растворению, что в обоих случаях приводит к менее предпочтительным результатам. Одним из возможных растворителей является вода. В определенных вариантах осуществления способ может быть осуществлен в ходе непрерывного производственного процесса. В таком способе время нахождения реагентов в производственном процессе изменяется от 0,1 с до 10 ч, предпочтительно от 1 с до 5 ч, более предпочтительно от 1 мин до 1 ч. В определенных вариантах осуществления непрерывный производственный процесс представляет собой непрерывный производственный процесс с неподвижным слоем или реактивный (каталитический) процесс дистилляции с предпочтительно "твердым" гетерогенным кислотным катализатором. Для инициации или регенерации гетерогенного кислотного катализатора или для улучшения работы неорганическая или органическая кислота может быть добавлена к сырью при осуществлении способа с неподвижным слоем или с реактивной дистилляцией при осуществлении непрерывного производственного процесса. В способе с неподвижным слоем часовая объемная скорость жидкости (LHSV) может изменяться от 1 до 1000, предпочтительно от 5 до 500, более предпочтительно от 10 до 250 и наиболее предпочтительно от 25 до 100. Как объяснено выше, применение продуктов согласно способу настоящего изобретения, то есть эфиров, заключается в их использовании в качестве топлива или топливных добавок и в качестве предшественника при получении 2,5-ди(гидрометил)фурана, фурана 2,5-дикарбоксиловой кислоты, 2-гидрометилфуран-5-карбоксильной кислоты, 2,5-(дигидрометил)тетрагидрофурана, который может использоваться в качестве мономеров в процессе полимеризации, необязательно после преобразования диола в диамин (см. обзор Moreau, Topics in catalysis, 2004, 27, 11-30). Описание чертежей Фиг. 1. Значения в виде графика, характеризующие А) преобразование, В) селективность по отношению к производным фурана в зависимости от объемной скорости. 180C, гетерогенные катализаторы,водная реакционная среда. Катализатор 1: Катализатор 2: Катализатор 3: Катализатор 4: Фиг. 2. Значения в виде графика, характеризующие А) преобразование, В) селективность по отношению к производным фурана в зависимости от объемной скорости. 180C, гетерогенные катализаторы,реакционная среда с 88,7% содержанием этанола. Катализатор 1: Катализатор 2: Катализатор 3: Катализатор 4: Примеры Установка Установка непрерывного действия с параллельными потоками, содержащая четыре кварцевых реактора, вставленных в серебряный нагревательный блок; имеются регуляторы температуры и потока и три HPLC-насоса. Два насоса поставляют жидкость к реакторам, а третий реактор используют для разбавления продуктов реакции перед началом их аккумулирования. Аналитический метод Продукты реакции определяли количественно при помощи HPLC-анализа с внутренним стандартом(сахарин, Sigma Aldrich). Использовали Merck-Hitachi-хроматограф L7000, оборудованный УФ- и ИКдетекторами. Неподвижной фазой была противофаза C18 (Sunfire 3,5 мкм, 4,6100 мм, Waters) и катионообменные (SupelcogelH, 4,6300 мм, SigmaAldrich) колонки, связанные последовательно. Градиентное элюирование с постоянным потоком 0,6 мл/мин и температурой 60C использовали согласно следующей схеме. Общая процедура 1,25 мас.% Раствора глюкозы (99,7% Sigma Aldrich) в воде или 88,7% этанол пропускали через неподвижный слой (200 мкл) твердого ("гетерогенного") катализатора при 180C. Скорости потоков выбирали такими, чтобы достигнуть объемной скорости 0,25 или 0,5 мин-1, то есть время контакта составляло 2 или 4 мин. Жидкость, выходящую из реакторов, разбавляли смесью воды и этанола (50:50) для предотвращения блокировки шланга трубки. Протестированные катализаторы: Катализатор 1 - Бета-цеолит SAR25 (CBV Zeolyst). Катализатор 2 - Y цеолит с высоким содержанием SAR (CBV Zeolyst). Катализатор 5 - Морденит Н SAR 90 (CBV Zeolyst). Катализатор 7 - Y цеолит SAR 5,17 (CBV Zeolyst). Время контакта и объемную скорость вычисляли следующим образом:Sv = Frfeed/Vcat,Sv - объемная скорость (мин-1),Frfeed - скорость подачи сырья (мл/мин),Vcat (мл) - объем катализатора (мл).tc - время контакта (мин). Преобразование субстрата, селективность и выход производных фурана вычисляли согласно следующим формулам:X =100mr substrate/m0 substrate,X преобразование (%),mr substrate - количество реагировавшего субстрата (мг),m0 substrate - количество субстрата в сырье (мг).Scompound - селективность по отношению к соединению,nr substrate - моль прореагировавшего субстрата,n0 substrate - моль субстрата в сырье. Выход = 100nproduct/n0 субстрат,Выход - выход (%),nproduct - образовавшийся продукт, моль. Протестированные катализаторы Катализатор 1 - Бета-цеолит SAR 25 (CBV Zeolyst). Катализатор 2 - Y цеолит с высоким содержанием SAR (CBV Zeolyst). Катализатор 3 - Морденит Н SAR 90 (CBV Zeolyst). Катализатор 4 - Y цеолит SAR 5,17 (CBV Zeolyst). Реакции в воде Фиг. 1 А) и В) показывают, что преобразование, достигнутое для протестированных катализаторов,составило 76% (бета-цеолит). Этот катализатор показал 7% селективность по HMF и EMF.Y цеолит с высоким содержанием SAR показал 9%-ную селективность по отношению к фуранам при наличии 20%-го преобразования. Y цеолит с низким содержанием SAR (катализатор 4) показал 4%ную селективность с очень низким преобразованием. Морденит продемонстрировал как пониженную активность, так и селективность по отношению к производным фурана.HMF был основным фураном, найденным в реакционной смеси. Реакции в этаноле При использовании бета-цеолита была достигнута селективность, примерно равная 4%, по отношению к HMF и EMF при 17%-преобразовании в условиях с низкой объемной скоростью. Для других протестированных катализаторов преобразование, достигнутое на ранней стадии, соответствовало значениям, большим чем 20%, и селективность находилась в диапазоне от 1 до 3%. Преобладающей производной фурана была требуемая EMF. Данные для смеси фруктоза + этанол в присутствии твердого кислотного катализатора 1. Концентрация фруктозы 55,5 ммоль/л; 90% этанола Данные для смеси глюкоза + этанол в присутствии твердого кислотного катализатора 1. Концентрация глюкозы 55,5 ммоль/л; 90% этанола Данные для смеси сахароза + этанол в присутствии твердого кислотного катализатора 1. Концентрация сахарозы 27,8 ммоль/л (55,5 ммоль/л C6H12O6); 90% этанола Испытание двигателя Используя маломасштабную модель дизельного двигателя, выполняли сравнительное испытание с нормальным коммерческим дизельным топливом в качестве топлива и с тем же самым коммерческим дизельным топливом, к которому добавляли образцы с 1 мас.%, 2 мас.%, 3 мас.%, 5 мас.% и 10 мас.%HMF или EMF соответственно. Образцы дизельного топлива с HMF характеризовались меньшей степенью гомогенности при визуальном осмотре (твердые частицы остаются видимыми, наблюдается флоккуляция) и при содержании свыше 5 мас.% HMF иногда наблюдали твердые отложения. EMF добавляли в виде жидкости, и при этом отсутствовали проблемы, вызванные каким-либо перемешиванием или флоккуляцией. Двигатель запускали в неподвижном состоянии с заданным объемом (100 мл) топлива до его полной выработки. HMF-содержащие топлива работали менее регулярным образом, тогда как EMFсодержащие топлива работали регулярным образом и в течение более длительного периода (до 15%). При визуальном осмотре двигателя EMF обеспечивал меньшую степень визуального загрязнения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения 5-гидроксиметилфурфураловых эфиров путем взаимодействия исходного вещества, содержащего фруктозу и/или глюкозу, со спиртом, выбранным из метанола и этанола, в присутствии каталитического или субстехиометрического количества гетерогенного или гомогенного кислотного катализатора, где вода присутствует в качестве растворителя в дополнение к спирту и где способ осуществляют в непрерывном производственном процессе при температуре от 175 до 225 С. 2. Способ по п.1, в котором кислотный катализатор выбран из группы, состоящей из твердых (галогенизированных) органических кислот, неорганических кислот, солей, кислот Льюиса, ионно-обменных смол, цеолитов или смесей и/или их комбинаций. 3. Способ по п.1, в котором кислотный катализатор является гетерогенным катализатором. 4. Способ по п.1, в котором кислотный катализатор является гомогенным катализатором. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором исходное вещество, содержащее глюкозу, выбирают из группы, состоящей из крахмала, амилозы, галактозы, целлюлозы, гемицеллюлозы, дисахаридов, содержащих глюкозу, или глюкозы. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором отношение спирта/воды-растворителя находится от 50 до 0,1. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором время нахождения в производственном процессе составляет от 0,1 с до 10 ч. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором непрерывный производственный процесс представляет собой непрерывный производственный процесс с неподвижным слоем. 9. Способ по любому из пп.1-7, в котором непрерывный производственный процесс представляет собой реактивную дистилляцию или процесс каталитической дистилляции. 10. Способ по п.8, в котором неподвижный слой содержит гетерогенный кислотный катализатор. 11. Способ по п.10, в котором в добавление к гетерогенному кислотному катализатору добавляют неорганический или органический кислотный катализатор к подаваемому сырью при осуществлении способа с неподвижным слоем или с каталитической дистилляцией при осуществлении непрерывного производственного процесса. 12. Способ по любому из пп.10, 11, в котором часовая объемная скорость жидкости (LHSV) составляет от 1 до 1000.
МПК / Метки
МПК: C07D 307/46
Метки: эфиров, получения, 5-гидроксиметилфурфураловых, способ
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-21670-sposob-polucheniya-5-gidroksimetilfurfuralovyh-efirov.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ получения 5-гидроксиметилфурфураловых эфиров</a>
Предыдущий патент: Нейтрализующие антитела человека против b7rp1
Следующий патент: Пептидомиметик smac, применимый в качестве ингибитора iap (ингибитор белков апоптоза)
Случайный патент: Гель для реминерализации тканей зубов