吡咯烷酮的制備方法技術

一種用于制備吡咯烷酮的方法，其包括從含有琥珀酸二銨DAS澄清的發酵液和/或含有琥珀酸一銨MAS澄清的發酵液中制備MAS和/或琥珀酸SA；和，在選定溫度和壓力下，通常利用催化劑將所述MAS或SA轉化成所述吡咯烷酮。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開涉及由通過發酵制備的琥珀酸(SA)和琥珀酸一銨(MAS)制備含氮化合物、例如吡咯烷酮的方法。
技術介紹
糖發酵的某些碳質產物被視為石油衍生材料的替代物，以用作制造含碳化學物質的原料。一種這樣的產物為MAS。一種與MAS相關的物質，即SA，其可通過微生物使用可發酵的碳源(例如糖)作為起始物質來制備。然而，商業上最可行的并且在文獻中描述的產生琥珀酸鹽的微生物對發酵液進行中和以維持適合最大生長、轉化和生產率的PH值。通常，通過將氫氧化銨加入發酵液來使發酵液的PH值維持為7或接近7，由此將SA轉化成琥珀酸二銨(DAS)。DAS必須轉化成MAS以從發酵液中獲得MAS。在另一步驟中，MAS可被轉化成SA。Kushiki (公布號為2005-139156的日本公布的專利申請)公開了一種從DAS的水溶液獲取MAS的方法，所述DAS的水溶液可以自加入有銨鹽作為反離子的發酵液獲得。具體地，通過以下步驟自DAS的水溶液結晶出MAS :將乙酸加入到DAS的水溶液以將該溶液的pH值調節至4. 6和6. 3之間，從而使不純的MAS從該溶液結晶出。Masuda (日本未審查的專利公布P2007-254354，2007年10月4日)描述了分子式為h4noocch2ch2coonh4的“琥珀酸銨”的稀水溶液的部分脫氨。從公開的分子式可以看出，“琥珀酸銨”為琥珀酸二銨。Masuda通過加熱琥珀酸銨的溶液來去除水和氨以產生固態的基于SA的組合物，該組合物除了含有琥珀酸銨以外，還含有MAS、SA、琥珀一酰胺、琥珀酰亞胺、琥拍酰胺或琥拍酸酯中的至少一種。因此，可以推測，與Kushiki相似，Masuda公開了導致產生不純的MAS的方法。Kushiki和Masuda的方法生成的物質都需要經受多種提純手段以制備高純度的MAS。生物衍生的SA化合物(例如從MAS和/或DAS獲得的SA)為用于合成許多商業上重要的化學物質和聚合物的平臺分子。因此，極其期望提供一種能對清晰的、商業上可行的獲得例如吡咯烷酮的衍生物的途徑進行靈活地整合的純化技術。吡咯烷酮具有廣泛的重要的工業應用。因此，由于缺乏用于將發酵獲取的SA化合物轉化成吡咯烷酮的經濟上和技術上可行的解決方法，則提供用于提供具有足以直接制備的純度(該純度可用于制備這類吡咯烷酮)的有成本效益的SA化合物流的方法將是有益的。
技術實現思路
本專利技術提供了一種用于制備含氮化合物的方法，該方法包括(a)提供含有DAS的本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.05.19 US 61/346,1351.一種用于制備含氮化合物的方法，所述方法包括 (a)提供含琥珀酸二銨DAS的澄清的發酵液； (b)蒸餾所述發酵液以形成包含水和氨的頂部餾出物以及包含琥珀酸一銨MAS、至少一些DAS和重量百分比為至少約20%的水的液態底部殘留物； (c)冷卻和/或蒸發所述底部殘留物，以及可選地將反溶劑添加到所述底部殘留物中，以得到足以使所述底部殘留物分離成含有DAS的液態部分和基本上不含有DAS的、含有MAS的固態部分的溫度和組成； Cd)從所述液態部分中分離出所述固態部分的至少一部分； Ce) (I)在氫化催化劑的存在下，在約150°C至約400°C的溫度和約O. 68MPa至約 27. 6MPa的壓力下，使所述固態部分的至少一部分與氫氣和可選的氨源接觸，以制備具有結構式I的化合物；或者 (2)在氫化催化劑的存在下，在約150°C至約400°C的溫度和約O.68MPa至約27. 6MPa的壓力下，使所述固態部分的至少一部分與氫氣和結構式為R-NH2的烷基胺或者結構式為R-OH的醇、以及可選的氨源接觸，以制備具有結構式II的化合物，其中R為直鏈或支鏈C1至C2tl的烷基或者為取代的或未被取代的C5至C2tl的環烷基或者為C6或者更多碳原子的芳香族基團；或者 (3)在氫化催化劑存在下，在約150°C至約400°C的溫度和約O.68MPa至約27. 6MPa的壓力下，使所述固態部分的至少一部分與氫氣和乙醇胺NH2CH2CH2OH或者與乙二醇和氫氣、以及可選的氨源接觸，以制備具有結構式III的化合物；以及 Cf)回收具有所述結構式1、結構式II或結構式III的化合物2.一種用于制備含氮化合物的方法，所述方法包括 (a)提供含DAS的澄清的發酵液； (b)蒸餾所述發酵液以形成包含水和氨的第一頂部餾出物以及包含MAS、至少一些DAS和重量百分比為至少約20%的水的第一液態底部殘留物； (c)冷卻和/或蒸發所述底部殘留物，以及可選地將反溶劑添加到所述底部殘留物中，以得到足以使所述底部殘留物分離成含有DAS的液態部分和基本上不含有DAS的、含有MAS的固態部分的溫度和組成； Cd)從所述液態部分中分離出所述固態部分； Ce)回收所述固態部分； Cf)將所述固態部分溶解在水中以制備MAS的水溶液； (g)在足以形成包括水和氨的第二頂部餾出物以及包括大部分的琥珀酸SA、少部分的MAS和水的第二底部殘留物的溫度和壓力下，蒸餾所述MAS的水溶液； (h)冷卻和/或蒸發所述第二底部殘留物以使所述第二底部殘留物分離成與第二固態部分接觸的第二液態部分，所述第二固態部分優選地主要由SA組成且基本上不含有MAS ； (i)從所述第二液態部分中分離出所述第二固態部分的至少一部分； (j) (O在氫化催化劑的存在下，在約150°C至約400°C的溫度和約0.68MPa至約.27. 6MPa的壓力下，使所述固態部分的至少一部分與氫氣和可選的氨源接觸，以制備結構式I的化合物；或者 (2)在氫化催化劑的存在下，在約150°C至約400°C的溫度和約O.68MPa至約27. 6MPa的壓力下，使所述固態部分的至少一部分與氫氣和結構式為R-NH2的烷基胺或者結構式為R-OH的醇、以及可選的氨源接觸，以制備結構式II的化合物，其中R為直鏈或支鏈C1至C2q的烷基或者為取代的或未被取代的C5至C2tl的環烷基或者為C6或者更多碳原子的芳香族基團；或者 (3)在氫化催化劑存在的情況下，在約150°C至約400°C的溫度和約O.68MPa至約.27. 6MPa的壓力下，使所述固態部分的至少一部分與氫氣和乙醇胺NH2CH2CH2OH或者與乙二醇和氫氣、以及可選的氨源接觸，以制備具有結構式III的化合物；以及 (k)回收具有所述結構式1、結構式II或結構式III的化合物3.一種用于制備含氮化合物的方法，所述方法包括 (a)提供含有MAS的澄清的發酵液； (b)可選地，將MAS、DAS、SA、NH3和/或NH4+添加到所述發酵液中以優選地維持所述發酵液的pH值小于6 ； (c)蒸餾所述發酵液以形成包括水和可選地包括氨的頂部餾出物以及包括MAS、至少一些DAS和重量百分比為至少約20%的水的液態底部殘留物； Cd)冷卻和/或蒸發所述底部殘留物，以及可選地將反溶劑添加到所述底部殘留物中，以得到足以使所述底部殘留物分離成含有DAS...

【專利技術屬性】
技術研發人員：奧蘭·S·弗呂謝，利奧·E·曼策，迪盧姆·杜努維拉，布萊恩·T·科恩，布魯克·A·阿爾賓，奈·A·克林頓，伯納德·D·東貝克，
申請(專利權)人：生物琥珀酸有限公司，
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