[发明专利]通过两步反应制备脱水糖醇的方法

说明书

本发明提供制备脱水糖醇的方法，在该方法中，将糖醇转化为脱水糖醇的真空反应的反应温度控制为两个温度步骤，即100‑150℃的第一步低反应温度和151‑240℃的第二步高反应温度，使得可提高对中间产物1,4‑脱水山梨醇的选择性，从而提高脱水糖醇的产量。

技术领域

本发明涉及制备脱水糖醇的方法，更具体地，涉及其中将糖醇转化为脱水糖醇的真空反应的反应温度控制为两个温度步骤(two steps of temperature)从而经济地提高脱水糖醇的产量的制备脱水糖醇的方法。

背景技术

由于传统能源耗竭以及全球能源需求增长，目前有动力开发替代性能源。其中，生物质是引起极大关注的可再生生物资源。

在基于生物质的工业原材料中，通过山梨醇(C₆H₁₄O₆)脱水制备的异山梨醇(C₆H₁₀O₄)作为用于制备作为双酚A(BPA)替代品的聚碳酸酯(PC)、环氧单体或环境友好的塑化剂的环境友好的原材料引起了关注。也就是说，异山梨醇，一种可通过山梨醇的简单脱水获得的物质，作为合成可替代常规聚合物产物的下一代、高性能、环境友好的物质所需的单体引起了关注，并且已经进行了许多这方面的研究。

环境友好的物质通常表现出与基于石油化工的材料相比较差的性能，然而异山梨醇的优势在于其是环境友好的，同时又表现出与常规的基于石油化工的材料相比优异的性能。另外，异山梨醇还可用作治疗心脏疾病的药剂，也可用作能够使塑性材料更加强健更加坚韧的添加剂。

当在催化剂的存在下使通过预处理从生物质获得的D-葡萄糖氢化时，产生山梨醇。通过山梨醇的双重脱水产生异山梨醇。该环化反应受到各种反应条件的影响，包括温度、压力、溶剂、催化剂等。

目前，作为从山梨醇制备异山梨醇的方法，一种方法(Roquette process(France):G.Fleche,M.H.Lestrem,starch/starke 1986,38,26-30)得到广泛使用，在该方法中，硫酸用作催化剂且反应在约10mmHg的减压下进行。然而，当使用强酸催化剂例如硫酸时，反应器容易受到腐蚀，出于这个原因，应使用昂贵的反应器。另外，需要额外的过程例如pH中和且难以处理废料。而且，大量的能量被连续消耗以维持约10mmHg的高真空度，因此该反应的操作成本高。出于这个原因，最近已经提出了使用熔盐水合物的方法(ChemSusChem.2010,3,325-328)以及类似的方法。然而，该制备方法的问题在于由于与反应物山梨醇相比应以极大的量使用熔盐水合物，因此该方法的成本效益低且不易于进行商业化。

另外，为了分离所制备的异山梨醇，经常使用真空蒸馏法。因为异山梨醇的沸点高且容易通过高温加热分解或变性，因此难以用一般的常压蒸馏进行分离。由于这个原因，通过在约1-10mmHg的真空下、在约150-220℃的相对低的温度下蒸馏反应产物来分离异山梨醇。因此，已经开发了考虑到反应和分离过程的效率而同时进行反应和蒸馏的多种制备方法。

因此，如果开发制备和分离异山梨醇的有效方法并且提供基于该方法的大批量生产工艺以使得可获得足够便宜的原材料(异山梨醇)，则可增加对作为工业产品异山梨醇的需求。

相应地，本发明的发明人已发现当将山梨醇转化为异山梨醇的反应的反应温度控制为两个温度步骤，即100-150℃的第一步低反应温度和151-240℃的第二步高反应温度，以提高对中间产物1,4-脱水山梨醇(C₆H₁₂O₅，1,4-脱水-山梨醇，1,4-AHSO)的选择性时，可提高异山梨醇的产量，从而完成本发明。

发明概述

本发明的目的是提供制备脱水糖醇的方法，该方法可经济地提高将糖醇转化为脱水糖醇的反应中脱水糖醇的产量。