[发明专利]醇转化

说明书

本发明涉及醇的转化。本发明的方面涉及乙醇的转化。本发明方面的实施例涉及醇，例如乙醇的催化转化。本文所描述的本发明的实施例涉及第一醇向第二醇，例如乙醇向丁醇的催化转化。本发明的方面涉及醇的制备。本发明的方面涉及催化剂组合物。本发明的实施例催化剂组合物可用于醇的制备中。本发明的实施例催化剂组合物可用于醇向更高级醇的转化中。

对化石燃料基材料的代用液体燃料的需求已导致了作为有价值的替代物的所谓生物燃料的出现和发展。生物燃料包括部分或全部源自生物质的燃料并且该燃料可用作化石燃料的替代物或可作为例如在汽油中与化石燃料掺混的成分存在。用于汽油的生物燃料替代物或成分包括乙醇和丁醇。通常，后者醇被认为是一种更加先进的燃料，因为其燃料性能参数，例如能量密度，大于乙醇的那些且更接近于常规汽油的那些。丁醇也可以以比乙醇更高的量掺混入常规汽油中。当前已知生产丁醇的方法很大程度上依赖于自可发酵糖的生物合成途径。这些途径目前具有转化率低的缺点。一种替代路线是通过催化反应序列将生物质乙醇转化为丁醇，其往往被称为“Guerbet”或“借氢（borrowed hydrogen）”反应（Dalton Transaction，2009，第753-762页）。在学术文献中描述该反应具有三个阶段：醇（例如乙醇）脱氢成醛（例如乙醛）；该醛经由羟醛反应进行二聚和脱水；羟醛产物向新醇（例如丁醇）的再氢化。对于多种醇的该反应序列已描述于现有技术中；然而，乙醇已知为一种特别具有挑战性的原料（Journal of Molecular Catalysis A：Chemical，第200卷，第1-2期，2003，第137-146页，具体参见第3.1部分）且乙醇向丁醇转化的更有效方法是目前未知的。已经报道了使用铱催化剂自乙醇制备丁醇（Chemistry Letters，2009，38，第838页）。然而，反应选择性相对较低，丁醇仅占所获得的产物的很小百分比。

开发用于乙醇向更高级醇例如丁醇转化的催化方法将是有利的，例如与替代的生物合成途径相比较，其可实现对所需醇的高选择性和高转化率。

本发明的方面试图减轻或解决上述问题中的一种或多种和/或其它问题。

根据本发明的一个方面提供了一种用于在将醇转化为产物的过程中使用的方法，该方法包括使包含第一醇的组合物与催化剂组合物接触的步骤，其中催化剂组合物包含：

i) 第VIII族过渡金属源，其中第VIII族过渡金属选自包含Fe、Ru、Os的组中的一种或多种；

ii) 式PR¹R²R³的膦配体，其中R¹、R²和R³相同或不同，并且其中R¹、R²、和R³中的一个或多个包括杂原子取代的烃基；和

iii) 碱。

式PR¹R²R³的膦配体可为相对于该第VIII族金属的多齿配体。

在本发明的某些优选实施例中，杂原子连接至第VIII族金属。在某些实施例中，使用多齿，例如，双齿配体可实现向产物醇的良好转化率和/或选择性。在某些实施例中，多齿配体可包含三齿配体。催化剂可包括两种或多种配体，其彼此之间可具有相同或不同的齿合度。

杂原子可包含选自包含O、S、N和P的组中的一种或多种，优选选自包含N和P的组中的一种或多种。

在某些优选实施例中，配体包含双齿P~P（双膦）或P~N配体。在某些实施例中，R¹、R²、和R³中仅有一个包括杂原子取代的烃基。

膦配体可具有选自R₂P(CH₂)_XPR₂和R₂P{N(R)}_XPR₂的式，其中x为0、1、2、3、4或更大。

膦配体可包含对于该第VIII族金属的双齿配体。膦配体可包含双膦基-[P{连接段(link)}P]-，其中连接基团{link}具有包括少于2个原子的主链。