本公開(kāi)涉及用于處理基于高絲氨酸的化合物的方法，所述方法能夠由基于高絲氨酸的化合物大規(guī)模生產(chǎn)有用化合物。

背景技術(shù)：

煤和石油——工業(yè)中的主要天然資源——被用作合成多種化合物的原料，同時(shí)也被用作礦物燃料。具體而言，石油的蒸餾能夠生成多種物質(zhì)，如烷烴類、烯烴類等，并且這些物質(zhì)可以用作合成多種物質(zhì)的合成原料。例如，由石油合成多種物質(zhì)，如聚合物、藥物和食品添加劑。但是，存在以下問(wèn)題：在石油消耗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和有害物質(zhì)，并且世界上的石油儲(chǔ)量有限。

因此，研究集中在作為合成原料的石油的替換，具體地，在研究中生物質(zhì)已受到高度關(guān)注。生物質(zhì)是指通過(guò)化學(xué)方法或生物方法可以由植物(例如，諸如玉米、豆類和甘蔗的可再生植物資源)制備而成的物質(zhì)。

具體地，可以從植物如甘蔗中得到糖(如葡萄糖、果糖等)。由此得到的糖可以用作食物，并且可以通過(guò)使用微生物使糖發(fā)酵而得到多種化合物，如基于高絲氨酸的化合物。高絲氨酸是具有2-氨基-4-羥基丁酸結(jié)構(gòu)的氨基酸，并且可以用作制備蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸等的中間體。高絲氨酸可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)酯形式，或者可以將高絲氨酸的4-羥基部分取代，例如，高絲氨酸、高絲氨酸內(nèi)酯、O-乙酰基高絲氨酸、O-琥珀酰基高絲氨酸、高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸(HCl)鹽、高絲氨酸內(nèi)酯氫溴酸鹽等的結(jié)構(gòu)是可能的。

為了提高基于高絲氨酸的化合物的增加值，可以通過(guò)內(nèi)酯化作用或水解制備γ-丁內(nèi)酯或其衍生物、呋喃酮、琥珀酸二烷基酯等。為此，將氨基從基于高絲氨酸的化合物中除去的過(guò)程(即脫氨過(guò)程)是必要的。

作為通過(guò)工業(yè)化學(xué)法進(jìn)行脫氨過(guò)程的方法，已經(jīng)提出使用催化劑的方法、使用酶的方法等。但是，使用催化劑的方法的效果還未得到證實(shí)，而使用酶的方法不適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

具體而言，γ-丁內(nèi)酯是用于制備N-吡咯烷酮衍生物的重要中間體，其被用作合成聚合物、藥物等的中間體，并且對(duì)γ-丁內(nèi)酯的需求日益增加。γ-丁內(nèi)酯可以在石油化工過(guò)程中通過(guò)1，4-丁二醇的脫氫或馬來(lái)酸酐或琥珀酸酐的氫化制備而成。然而，上述方法的問(wèn)題在于，由于原料價(jià)格的明顯波動(dòng)，生產(chǎn)成本可能增加，因而有必要開(kāi)發(fā)一種用于制備γ-丁內(nèi)酯的新物質(zhì)。

另一方面，1，4-丁二醇在工業(yè)中被廣泛使用，具體而言，它是用作合成聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯樹(shù)脂、聚氨酯、γ-丁內(nèi)酯、四氫呋喃等的合成原料的非常重要的物質(zhì)。1，4-丁二醇主要通過(guò)石油化學(xué)方法制備而成，例如，其可以由乙炔、丁二烯、氧化丙烯、馬來(lái)酸酐等生成。然而，其存在的缺點(diǎn)在于，由于原料的價(jià)格波動(dòng)，生產(chǎn)成本可能增加，和其生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜且需要巨大的設(shè)備。因此，有必要開(kāi)發(fā)從石油依賴性原料以外的原料制備1，4-丁二醇的方法。

在這些情況下，本發(fā)明人已經(jīng)作出許多努力以找到由基于高絲氨酸的化合物制備有用化合物的方法，所述有用化合物可以在工業(yè)中用作制備重要化合物的中間體。結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)用于處理基于高絲氨酸的化合物的方法，所述方法由于過(guò)程簡(jiǎn)單和高產(chǎn)率而有利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，從而完成本公開(kāi)。

公開(kāi)內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題

本公開(kāi)涉及由基于高絲氨酸的化合物制備有用化合物，其可以在工業(yè)中用作制備重要化合物的中間體，具體地，涉及用于處理基于高絲氨酸的化合物的方法以及由此生成的化合物，通過(guò)該方法可以大規(guī)模地由基于高絲氨酸的化合物生成有用化合物。

技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開(kāi)提供制備γ-丁內(nèi)酯、γ-丁內(nèi)酯衍生物、呋喃酮、琥珀酸二烷基酯、副產(chǎn)物或其混合物的方法，其包括：

使基于高絲氨酸的化合物的溶液與NO_x反應(yīng)(步驟1)；和

從步驟1的產(chǎn)物中回收γ-丁內(nèi)酯、γ-丁內(nèi)酯衍生物、呋喃酮、琥珀酸二烷基酯、副產(chǎn)物或其混合物(步驟2)。

步驟1是基于高絲氨酸的化合物的脫氨過(guò)程，其中通過(guò)與NO_x反應(yīng)除去基于高絲氨酸的化合物中的氨基。

基于高絲氨酸的化合物的實(shí)例可包括高絲氨酸、高絲氨酸內(nèi)酯、O-乙?；呓z氨酸、O-琥珀?；呓z氨酸、高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸(HCl)鹽、高絲氨酸內(nèi)酯氫溴酸鹽、及其混合物，并且每個(gè)化合物的結(jié)構(gòu)如下所示。

上述基于高絲氨酸的化合物具有氨基，并且在本公開(kāi)中，它們與NO_x反應(yīng)以除去化合物中的氨基(一個(gè)或多個(gè))。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“NO_x”是指氮氧化物并且在本公開(kāi)中用作氧化劑。NO_x中，x是指1、1.5、2或3。在本公開(kāi)中，NO_x的實(shí)例可包括NO、N₂O₃、NO₂和NO₃。

NO_x可以以氣體形式直接與基于高絲氨酸的化合物反應(yīng)或者以硝酸鹽(nitrate)的形式與基于高絲氨酸的化合物反應(yīng)。當(dāng)以硝酸鹽的形式使用NO_x時(shí)，其可以通過(guò)與HNO₃、NH₄NO₃或金屬離子結(jié)合而充當(dāng)催化劑。例如，NO_x可以以NaNO₂、Fe(NO₃)₃、Al(NO₃)₃、Cu(NO₃)₃、Bi(NO₃)₃、Zn(NO₃)₂或Pb(NO₃)₂的形式起作用。

當(dāng)以氣體形式使用NO_x時(shí)，將單獨(dú)使用NO氣體從而能夠脫氨。此外，NO_x可以以NO氣體與O2氣體、惰性氣體或其混合物組合地使用，或者可以與催化劑一起使用。所使用的惰性氣體可包括N₂氣體、He氣體、Ar氣體或其混合物。

此外，當(dāng)NO氣體與O₂氣體一起使用時(shí)，NO與O₂反應(yīng)生成NO₂、N₂O₃等，并且這些可以與NO一起用于脫氨。NO氣體和O₂氣體可以以1至3∶1(具體是2∶1)的摩爾比(NO∶O₂)使用。O₂氣體也可用作空氣。

在封閉的反應(yīng)系統(tǒng)中，為了增加反應(yīng)壓力，可以同時(shí)使用惰性氣體。此外，在開(kāi)放的反應(yīng)系統(tǒng)中，可以使用不包括惰性氣體的NO或O₂。此外，在開(kāi)放的反應(yīng)系統(tǒng)中，可以同時(shí)使用惰性氣體，然而，所供給的氣體量的增加可能縮短反應(yīng)物與氣體之間的接觸時(shí)間，從而導(dǎo)致NO氣體的損失。因此，可以使用不包括惰性氣體的純NO氣體。

為了與NO或NO_x和基于高絲氨酸的化合物反應(yīng)，基于高絲氨酸的化合物可以以溶液的形式或者以分散在溶劑中的狀態(tài)使用。具體地，基于高絲氨酸的化合物的溶劑的實(shí)例可包括可以使基于高絲氨酸的化合物溶解或溶脹的溶劑，或者具有高吸收濃度的NO或NO_x氣體的溶劑。另一方面，可以使用能夠促使產(chǎn)物容易分離的溶劑。根據(jù)產(chǎn)物的選擇性，溶劑可以是水、氯仿、二氯甲烷、甲醇、鹵代-γ-丁內(nèi)酯或其混合物。

在通過(guò)脫氨生成的產(chǎn)物之中，γ-丁內(nèi)酯衍生物的選擇性根據(jù)對(duì)基于高絲氨酸的化合物的溶劑的選擇而變化。例如，當(dāng)使用水作為溶劑時(shí)，促進(jìn)羥基-γ-丁內(nèi)酯的生成，而當(dāng)使用有機(jī)溶劑如氯仿、二氯甲烷、鹵代-γ-丁內(nèi)酯或其混合物時(shí)，羥基-γ-丁內(nèi)酯的生成會(huì)降至最小。此外，當(dāng)使用甲醇作為溶劑時(shí)，生成甲氧基-γ-丁內(nèi)酯。

根據(jù)所使用的基于高絲氨酸的化合物，生成多種產(chǎn)物。具體地，當(dāng)使用高絲氨酸內(nèi)酯時(shí)，壓倒性地生成羥基-γ-丁內(nèi)酯，而當(dāng)使用高絲氨酸內(nèi)酯鹽時(shí)，壓倒性地生成鹵代-γ-丁內(nèi)酯。呋喃酮與其它化合物一起生成，而不管高絲氨酸衍生物的種類。當(dāng)使用O-琥珀?；呓z氨酸或O-乙?；呓z氨酸時(shí)，生成2，4-二羥基丁酸，并且生成琥珀酸、琥珀酸酐、乙酸和乙酸酐。在這方面，可以使用醇進(jìn)行進(jìn)一步酯化而制備琥珀酸二烷基酯?？梢酝ㄟ^(guò)使羥基-γ-丁內(nèi)酯與乙酸、乙酸酐或乙酰氯進(jìn)行進(jìn)一步乙?；瘉?lái)制備乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯。具體而言，在步驟1中，當(dāng)高絲氨酸內(nèi)酯鹽為反應(yīng)物并且使用水或鹵代-γ-丁內(nèi)酯衍生物作為溶劑時(shí)，由于在脫氨過(guò)程中比重和溶解度的差異而產(chǎn)生產(chǎn)物(一個(gè)或多個(gè))的層分離。因此，未反應(yīng)的材料和產(chǎn)物(一個(gè)或多個(gè))可以容易地分離出并回收。

此外，可以添加鹵化物以提高產(chǎn)物中鹵代-γ-丁內(nèi)酯的選擇性。更具體地，當(dāng)使用高絲氨酸內(nèi)酯鹽脫氨時(shí)，可以添加形成高絲氨酸內(nèi)酯鹽的相同鹵化物，以使選擇性最大化。鹵化物具體為氫溴酸、氫氯酸、氫氟酸或氫碘酸，并且鹵化物的添加可提高經(jīng)鹵素取代的γ-丁內(nèi)酯的生產(chǎn)速率。在不希望受理論限制的情況下，在使基于高絲氨酸的化合物與NO_x反應(yīng)的過(guò)程中，鹵化物中的鹵素可以部分參與反應(yīng)，從而提高經(jīng)鹵素取代的γ-丁內(nèi)酯的生產(chǎn)速率。此外，可以使用不含水的氯仿、二氯甲烷和鹵代-丁內(nèi)酯，以使當(dāng)使用溶劑時(shí)產(chǎn)生的羥基-γ-丁內(nèi)酯的量最小化。

此外，在步驟1中，可以在沒(méi)有催化劑的情況下進(jìn)行反應(yīng)，或者可以使用金屬催化劑。金屬催化劑能夠加速NO_x(特別是，不使用O₂的NO氣體)和基于高絲氨酸的化合物之間的反應(yīng)。可以將金屬催化劑添加至步驟1的反應(yīng)系統(tǒng)或基于高絲氨酸的化合物的溶液。金屬催化劑可以是選自M₁/X、M₁M₂/X和Fe₂O₃中的至少一種，其中M₁和M₂彼此不相同并且是貴金屬或過(guò)渡金屬，并且X是活性炭或SiO₂。更具體地，貴金屬可以是Pd、Pt、Rh、Ir、Re、Ru、Re、或Au，并且過(guò)渡金屬可以是Fe、Pb、Sb、Ag、Al、Cu、Ni、Cr或Zn。

此外，步驟1中的反應(yīng)溫度可以在0℃至200℃。此外，步驟1中的反應(yīng)壓力可以是1atm至100atm。反應(yīng)壓力可以通過(guò)所供應(yīng)的氣體(如NO、惰性氣體等)控制。

在示例性實(shí)施方式中，在步驟1中，當(dāng)使用NO氣體而不使用O₂進(jìn)行脫氨時(shí)，優(yōu)選在50℃至150℃進(jìn)行反應(yīng)。此外，反應(yīng)壓力優(yōu)選在5atm至50atm的范圍內(nèi)。反應(yīng)壓力可以通過(guò)所供應(yīng)的氣體(如NO、惰性氣體等)控制。

在另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，在步驟1中，當(dāng)單獨(dú)使用NO氣體或同時(shí)使用NO氣體和O₂氣體兩者時(shí)，可以在0℃至50℃進(jìn)行反應(yīng)。此外，反應(yīng)壓力可以為1atm，但并不具體限于此。

步驟2涉及對(duì)由步驟1中的基于高絲氨酸的化合物制備的γ-丁內(nèi)酯、γ-丁內(nèi)酯衍生物、呋喃酮、琥珀酸二烷基酯、副產(chǎn)物或其混合物的分離和回收。

在上述產(chǎn)物中，γ-丁內(nèi)酯衍生物可以是鹵代-γ-丁內(nèi)酯、羥基-γ-丁內(nèi)酯、甲氧基-γ-丁內(nèi)酯、乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯或其混合物。副產(chǎn)物可以是琥珀酸、琥珀酸酐、乙酸、乙酸酐、2，4-二羥基丁酸、4-羥基-2-丁烯酸甲酯、4-羥基-2-甲氧基丁酸、4-羥基-2-氯代丁酸丁或其混合物。此外，可以將副產(chǎn)物再循環(huán)以用于在分離和回收后提高本公開(kāi)方法中產(chǎn)物的選擇性的目的。

由上述產(chǎn)物生成的每種化合物可以通過(guò)常規(guī)分離方法(如蒸餾等)進(jìn)行分離。

此外，根據(jù)步驟1中使用的基于高絲氨酸的化合物，為了工藝效率，可以通過(guò)下述方法分離和回收每個(gè)產(chǎn)物。

在示例性實(shí)施方式中，當(dāng)步驟1中的反應(yīng)物是高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸鹽或高絲氨酸內(nèi)酯氫溴酸鹽時(shí)，每個(gè)產(chǎn)物可以按照如下所述進(jìn)行分離和回收。

當(dāng)步驟1中的反應(yīng)物是高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸鹽或高絲氨酸內(nèi)酯氫溴酸鹽時(shí)，可以得到鹵代-γ-丁內(nèi)酯和羥基-γ-丁內(nèi)酯作為主要產(chǎn)物。由于比重和溶解度的差異，鹵代-γ-丁內(nèi)酯和羥基-γ-丁內(nèi)酯可以以高產(chǎn)率回收并與下層分離。

此外，可以使用諸如氯仿、二氯甲烷、三氯乙烷或四氯乙烷的有機(jī)溶劑萃取步驟1中的含有產(chǎn)物的溶液，從而回收鹵代-γ-丁內(nèi)酯或羥基-γ-丁內(nèi)酯。可以將下層分離并回收，然后使用上述有機(jī)溶劑萃取上層。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)層分離首先分離出下層以先將鹵代-γ-丁內(nèi)酯回收，可以容易地進(jìn)行上述萃取。

具體地，作為替代選擇，從產(chǎn)物中將下層分離并回收，然后將上層中的一部分返回到步驟1以用作反應(yīng)溶劑，并按照以上描述萃取上層中的剩余部分。即，通過(guò)再循環(huán)存在于上層中的脫氨產(chǎn)物的溶液中所含的酸(HCl、HBr等)和NO_x并重復(fù)使用由于鹵代-丁內(nèi)酯的去除(從而能夠制備鹵代γ-丁內(nèi)酯作為主要產(chǎn)物)而具有相對(duì)增加的羥基-γ-丁內(nèi)酯部分的溶液，可以提高工藝效率。此外，處理廢水的成本以及因使用NO氣體和鹵化物(HCl、HBr等)造成的成本可以通過(guò)使在整個(gè)過(guò)程中使用的溶劑的量降到最小而降低。

此外，可以將鹵代-γ-丁內(nèi)酯或羥基-γ-丁內(nèi)酯回收后的殘余溶液再循環(huán)到步驟1中。再循環(huán)具有的優(yōu)點(diǎn)在于，殘余溶液中存在的未反應(yīng)物質(zhì)可再次在步驟1再循環(huán)，從而提高了工藝效率，并且由于殘余溶液在步驟1中含有大量的基于高絲氨酸的化合物的溶劑，因此也可以使在整個(gè)過(guò)程中使用的溶劑的量最小化?？蛇x地，可以從殘余溶液中回收羥基-γ-丁內(nèi)酯、呋喃酮或其混合物。由于剩余溶液處于鹵代-γ-丁內(nèi)酯被最大程度除去的狀態(tài)，可以通過(guò)除去剩余溶液中所含的溶劑來(lái)回收羥基-γ-丁內(nèi)酯、呋喃酮或其混合物?？梢酝ㄟ^(guò)常規(guī)方法例如蒸餾、加熱等除去溶劑。

在另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，當(dāng)步驟1中的反應(yīng)物是O-琥珀酰基高絲氨酸時(shí)，可以按如下將每個(gè)產(chǎn)物分離并回收。

當(dāng)步驟1中的反應(yīng)物是O-琥珀酰基高絲氨酸時(shí)，O-琥珀?；呓z氨酸的水解反應(yīng)與O-琥珀酰基高絲氨酸的脫氨同時(shí)發(fā)生，從而生成琥珀酸或琥珀酸酐和2，4-二羥基丁酸作為初級(jí)產(chǎn)物，同時(shí)生成琥珀酸或琥珀酸酐作為沉淀物。通過(guò)過(guò)濾將部分琥珀酸和琥珀酸酐回收，其中通過(guò)在減壓下蒸餾從包含琥珀酸、琥珀酸酐和2，4-二羥基丁酸的溶液中除去溶劑，并使用甲醇進(jìn)行酯化，從而將琥珀酸或琥珀酸酐轉(zhuǎn)化為琥珀酸二烷基酯。溶劑除去和在酯化反應(yīng)過(guò)程中添加的酸引起2，4-二羥基丁酸的環(huán)化脫水，從而形成羥基-γ-丁內(nèi)酯?？梢栽跍p壓下對(duì)琥珀酸(b.p.：235℃)、琥珀酸酐(b.p.：261℃)、羥基-γ-丁內(nèi)酯(b.p.：249.3℃)和琥珀酸二甲酯(b.p.：195.3℃)進(jìn)行蒸餾以被回收作為主要產(chǎn)物。

在又一個(gè)示例性實(shí)施方式中，當(dāng)步驟1中的反應(yīng)物是高絲氨酸時(shí)，可以按如下將每個(gè)產(chǎn)物分離并回收。

當(dāng)步驟1中的反應(yīng)物是高絲氨酸時(shí)，首先生成2，4-二羥基丁酸和琥珀酸作為主要產(chǎn)物。然后，使2，4-二羥基丁酸進(jìn)行環(huán)化脫水并轉(zhuǎn)化為羥基-γ-丁內(nèi)酯，隨后通過(guò)琥珀酸的酯化反應(yīng)將琥珀酸二甲酯回收作為主要產(chǎn)物。然后，可以經(jīng)蒸餾通過(guò)除去具有相對(duì)低沸點(diǎn)的溶劑和副產(chǎn)物而回收羥基-γ-丁內(nèi)酯。

在又一個(gè)示例性實(shí)施方式中，當(dāng)步驟1中的反應(yīng)物是乙?；?高絲氨酸時(shí)，可以按如下將每個(gè)產(chǎn)物分離并回收。

當(dāng)步驟1中的反應(yīng)物是乙?；?高絲氨酸時(shí)，首先生成2，4-二羥基丁酸和乙酸或乙酸酐作為主要產(chǎn)物，并且可以得到羥基-γ-丁內(nèi)酯、乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯或其混合物作為最終產(chǎn)物。根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物是羥基-γ-丁內(nèi)酯還是乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯，可以僅單獨(dú)進(jìn)行純化步驟，或者也可以進(jìn)行乙?；?。當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物是羥基-γ-丁內(nèi)酯時(shí)，其可以通過(guò)除去乙酸、乙酸酐、溶劑和低沸點(diǎn)雜質(zhì)來(lái)回收。相反，當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物是乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯時(shí)，使生成的2，4-二羥基丁酸進(jìn)行環(huán)化脫水，并進(jìn)一步用溶液中所含的乙酸和乙酸酐進(jìn)行乙酰化，并除去低沸點(diǎn)雜質(zhì)，從而將乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯回收。

此外，本公開(kāi)可進(jìn)一步包括在氫化催化劑的存在下使在步驟2中回收的γ-丁內(nèi)酯衍生物中的鹵代-γ-丁內(nèi)酯或羥基-γ-丁內(nèi)酯與氫反應(yīng)，從而將它們轉(zhuǎn)化為γ-丁內(nèi)酯、呋喃酮或其混合物(步驟3)。

步驟3是氫化反應(yīng)，其中通過(guò)氫化催化劑分別從鹵代-γ-丁內(nèi)酯和羥基-γ-丁內(nèi)酯中除去鹵素和羥基部分，并由此可以制得γ-丁內(nèi)酯或呋喃酮。也可以制得選自4-鹵代-丁酸、3-鹵代丙醇、丁酸、THF、2-HO-THF、1-PrOH、2-PrOH、1-BuOH和2-BuOH中的至少一種的其它副產(chǎn)物。

氫化催化劑可以用作脫氯催化劑或脫氫-脫水催化劑，其中氫化催化劑可以是選自M₁/X₁、M₁M₂/X₁、M₁/X₁X₂和M₁M₂/X₁X₂中的至少一種。具體而言，M₁和M₂彼此不相同并且是貴金屬或過(guò)渡金屬，并且X₁和X₂各自是活性炭或金屬氧化物。具體地，貴金屬可以是Pd、Pt、Rh、Ir、Re、Ru、Re、或Au，并且過(guò)渡金屬可以是Fe、Pb、Sb、Ag、Al、Cu、Ni、Cr、In、W、P、Te或Zn。此外，X₁和X₂彼此不相同并且是活性炭或金屬氧化物。金屬氧化物可以是含有選自Al、Zr、Si和Ti的材料的混合金屬氧化物，并且金屬氧化物可以被化學(xué)改性，在此方面可以使用無(wú)機(jī)酸(PO₄、SO₄)。在其中氫化催化劑中的X₁和X₂被化學(xué)改性的金屬氧化物的情況下，主要生成呋喃酮作為氫化產(chǎn)物。

步驟3可以在選自二烷、γ-丁內(nèi)酯、鹵代-γ-丁內(nèi)酯、羥基-γ-丁內(nèi)酯、二甘醇(diethylglycol)、二甲醚、二甲基亞砜和碳酸丙烯酯中的至少一種溶劑的存在下進(jìn)行。步驟3是氫化反應(yīng)，其可以在本領(lǐng)域的常規(guī)反應(yīng)條件下進(jìn)行，具體地，在100℃至400℃和1atm至30atm的范圍內(nèi)。

此外，本公開(kāi)可以進(jìn)一步包括使在步驟2中回收的γ-丁內(nèi)酯衍生物中的羥基-γ-丁內(nèi)酯與乙酸、乙酸酐或乙酰氯反應(yīng)，從而將其轉(zhuǎn)化為乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯(步驟4)；和

加熱乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯，從而將其轉(zhuǎn)化為γ-丁內(nèi)酯、副產(chǎn)物或其混合物(步驟5)。

步驟4是將羥基-γ-丁內(nèi)酯的羥基替換為乙酰氧基的反應(yīng)，并通過(guò)與乙酸、乙酸酐或乙酰氯反應(yīng)可以將羥基-γ-丁內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯。該反應(yīng)可以在加熱回流下進(jìn)行，并且該反應(yīng)可以在80℃至150℃的溫度下、5托或更少的壓力下進(jìn)行。此外，可以使用額外的催化劑來(lái)降低反應(yīng)溫度(如樹(shù)脂；Amberyst-35dry)。

步驟5為去乙酰氧基化反應(yīng)，其中通過(guò)熱處理可以將在步驟4中制備的乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為γ-丁內(nèi)酯、呋喃酮、副產(chǎn)物或其混合物。通過(guò)熱處理可以除去乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯中的乙酰氧基，并且反應(yīng)溫度可以在400℃至600℃的范圍內(nèi)。此外，熱處理可以進(jìn)一步生成呋喃酮，并且可以進(jìn)一步進(jìn)行以產(chǎn)生副產(chǎn)物。副產(chǎn)物為丙烯醛、乙酸丁酯、鹵代-γ-丁內(nèi)酯或其混合物。此外，乙酰氧基的除去會(huì)引起乙酸的產(chǎn)生，并且可以將乙酸回收再循環(huán)至步驟4中。此外，鹵代-γ-丁內(nèi)酯相當(dāng)于γ-丁內(nèi)酯衍生物，因而可以將其分離并回收以用于再循環(huán)。

此外，本公開(kāi)可以進(jìn)一步包括在金屬催化劑的存在下使在步驟2、步驟3或步驟5中制備的γ-丁內(nèi)酯或呋喃酮與氫反應(yīng)，從而將其轉(zhuǎn)化為1，4-丁二醇(步驟6)。

步驟6是開(kāi)環(huán)反應(yīng)，其中γ-丁內(nèi)酯或呋喃酮可以通過(guò)其環(huán)的打開(kāi)轉(zhuǎn)化為1，4-丁二醇。該反應(yīng)可以在金屬催化劑的存在下通過(guò)與氫反應(yīng)而進(jìn)行，并且金屬催化劑是選自M₁/X和M₁M₂/X中的至少一種，其中M₁和M₂彼此不相同并且是貴金屬或過(guò)渡金屬，并且X是活性炭或金屬氧化物。具體地，貴金屬是Pd、Pt、Rh、Ir、Re、Ru、Re、或Au，此外，過(guò)渡金屬具體是Fe、Pb、Sb、Ag、Al、Cu、Ni、Cr或Zn。此外，金屬氧化物具體是Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂或TiO₂。

反應(yīng)可以在150℃至200℃的溫度下進(jìn)行。此外，反應(yīng)可以在20atm至60atm的壓力下進(jìn)行。

此外，本公開(kāi)可以進(jìn)一步包括在金屬催化劑的存在下使在步驟2中制備的琥珀酸二烷基酯與氫反應(yīng)，從而將其轉(zhuǎn)化為1，4-丁二醇(步驟7)。

反應(yīng)可以在金屬催化劑的存在下通過(guò)與氫反應(yīng)而進(jìn)行。金屬催化劑是選自M₁/X和M₁M₂/X中的至少一種，其中M₁和M₂彼此不相同并且為貴金屬或過(guò)渡金屬，并且X是活性炭或金屬氧化物。具體地，貴金屬為Pd、Pt、Rh、Ir、Re、Ru、Re、或Au，此外，過(guò)渡金屬具體為Fe、Pb、Sb、Ag、Al、Cu、Ni、Cr或Zn。此外，金屬氧化物具體為Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂或TiO₂。

反應(yīng)可以在150℃至200℃的溫度下進(jìn)行。此外，反應(yīng)可以在20atm至60atm的壓力下進(jìn)行。

在圖1中圖解性地示出了根據(jù)本公開(kāi)所述的整個(gè)制備方法。如圖1所示，通過(guò)步驟1和步驟2可以從基于高絲氨酸的化合物中回收γ-丁內(nèi)酯、γ-丁內(nèi)酯衍生物、呋喃酮和琥珀酸二烷基酯。從每個(gè)產(chǎn)物中，通過(guò)步驟3至7可以制得γ-丁內(nèi)酯，并且最終可以制得1，4-丁二醇。

此外，根據(jù)所要制備的產(chǎn)物，可以從整個(gè)制備過(guò)程中省略一些步驟，并且當(dāng)產(chǎn)物的量很少時(shí)，也可以省略步驟。

公開(kāi)的有利效果

根據(jù)本公開(kāi)所述的用于處理基于高絲氨酸的化合物的方法可以以良好有效的簡(jiǎn)單方式由基于高絲氨酸的化合物制備有用化合物，所述有用化合物可以在工業(yè)中用作制備重要化合物的中間體，并因此可以提高基于高絲氨酸的化合物的利用價(jià)值。

附圖簡(jiǎn)述

圖1顯示了圖解本公開(kāi)的整個(gè)過(guò)程的流程圖。

圖2至4顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸(HCl)鹽的脫氨反應(yīng)的過(guò)程和結(jié)果的流程圖，其中圖2涉及初級(jí)反應(yīng)，圖3涉及次級(jí)反應(yīng)，圖4涉及三級(jí)反應(yīng)。

圖5顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸(HCl)鹽的脫氨反應(yīng)的結(jié)果的圖表。

圖6顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸(HCl)鹽的脫氨反應(yīng)的結(jié)果的圖表。

圖7顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸(HCl)鹽的脫氨反應(yīng)的結(jié)果的圖表，其中根據(jù)每種催化劑的反應(yīng)結(jié)果顯示在圖表中。

圖8顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸(HCl)鹽的脫氨反應(yīng)的結(jié)果的圖表。

圖9顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸(HCl)鹽的脫氨反應(yīng)的結(jié)果的圖表。

圖10顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸(HCl)鹽的脫氨反應(yīng)的結(jié)果的圖表。

圖11顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式在由琥珀酸二甲酯制備1，4-BDO的結(jié)果中根據(jù)H₂/DMS的摩爾比的反應(yīng)性差異的圖表。

圖12顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式在由琥珀酸二甲酯制備1，4-BDO的結(jié)果中根據(jù)反應(yīng)溫度的反應(yīng)性差異的圖表。

圖13顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式由γ-丁內(nèi)酯和呋喃酮制備1，4-BDO的結(jié)果的圖表。

圖14顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式由O-琥珀?；呓z氨酸制備羥基-γ-丁內(nèi)酯和琥珀酸二甲酯的過(guò)程和結(jié)果的圖表。

圖15顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式由高絲氨酸制備甲氧基-γ-丁內(nèi)酯的結(jié)果的圖表。

圖16顯示了圖解根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式由高絲氨酸制備羥基-γ-丁內(nèi)酯的結(jié)果的圖表。

最佳方式

在下文中，將參照以下實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)性實(shí)施例對(duì)本公開(kāi)進(jìn)行更加詳細(xì)地描述。然而，以下實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)性實(shí)施例僅僅是為說(shuō)明性目的而提供，并且本公開(kāi)的范圍不應(yīng)以任何方式限制于此。

實(shí)驗(yàn)方法

在下面所示的實(shí)施例中，通過(guò)氣相色譜法(GC)確認(rèn)每個(gè)產(chǎn)物。氣相色譜分析的條件如下。

-使用的柱：DB-200(Agilent，P.N 123-2033，30m×0.32mm，0.5μm)

DB-WAX(Agilent，PN 123-7032，30m，0.32mm，0.25μm)

-GC分析條件(DB-200)：100(5’)/7℃·min^-1/250(10’)

-GC分析條件(DB-WAX)：80(5)/7℃·min^-1/220(10’)

此外，在下表中，按產(chǎn)物相對(duì)于反應(yīng)物的產(chǎn)率計(jì)算轉(zhuǎn)化率，選擇性是指根據(jù)GC分析按照每個(gè)產(chǎn)物相對(duì)于總產(chǎn)物的峰面積的百分比。此外，每種催化劑以M₁(n₁)/X或M₁(n₁)M₂(n₂)/X表示，其中M₁和M₂各自表示催化劑成分，n₁和n₂表示每種催化劑成分的重量％，X表示催化劑載體。

實(shí)施例1：使用水作為溶劑的高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸鹽的脫氨

1)實(shí)施例1-1(初級(jí)反應(yīng))

如圖2所示，使用水作為溶劑進(jìn)行高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸鹽的脫氨(初級(jí)反應(yīng))。

具體地，將120g高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸鹽(HSL·HCl)、70g水和10mL濃HCl添加至反應(yīng)器中，并在25℃、大氣壓(1atm)下注入NO/空氣(O₂)氣體的同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。通過(guò)GC分析確認(rèn)未反應(yīng)的HSL·HCl存在后，將產(chǎn)物添加至分液漏斗中并放置直至觀察到層分離。

從分層溶液中回收31.67g下層，并在50℃、減壓(2托至4托)下使被回收的下層中的溶劑蒸發(fā)，回收28.96g產(chǎn)物。對(duì)產(chǎn)物的分析顯示，該產(chǎn)物含有93.21％的氯代-γ-丁內(nèi)酯(Cl-GBL)、3.85％的羥基-γ-丁內(nèi)酯(HO-GBL)和2.12％的呋喃酮。

下層分離后，使用來(lái)自上層(177.66g)的80mL(92.24g)作為次級(jí)反應(yīng)的溶劑。將剩余物(85.42g)用氯仿(70mL/60mL/60mL)萃取三次，并使合并的萃取液在減壓下蒸發(fā)，回收22.36g產(chǎn)物。對(duì)產(chǎn)物成分的分析顯示，該產(chǎn)物含有91.70％的Cl-GBL、3.08％的HO-GBL和4.52％的呋喃酮。

氯仿萃取后，在減壓下蒸發(fā)剩余物(63.09g)，回收9.0g產(chǎn)物。對(duì)產(chǎn)物的分析顯示，該產(chǎn)物含有2.47％的Cl-GBL、95.78％的HO-GBL和0.59％的呋喃酮。

2)實(shí)施例1-2(次級(jí)反應(yīng))

如圖3所示，使用水作為溶劑進(jìn)行HSL·HCl的脫氨(次級(jí)反應(yīng))。

將初級(jí)反應(yīng)中回收的上層的一部分(80mL；92.24g)和120g HSL·HCl添加至反應(yīng)器中，在25℃、大氣壓(1atm)下注入NO/空氣(O₂)氣體的同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。在通過(guò)GC分析確認(rèn)未反應(yīng)的HSL·HCl存在后，將產(chǎn)物添加至分液漏斗中并放置直至觀察到層分離。

從分層溶液中回收64.04g下層，并在50℃、減壓(2托至4托)下使回收的下層中的溶劑蒸發(fā)，回收58.28g產(chǎn)物。對(duì)產(chǎn)物的分析顯示，該產(chǎn)物含有91.34％的Cl-GBL、5.04％的HO-GBL和2.62％的呋喃酮。

下層分離后，使用來(lái)自上層(154.05g)的80mL(94.25g)作為三級(jí)反應(yīng)的溶劑。將剩余物(59.8g)用氯仿(60mL/60mL/60mL)萃取三次，并將合并的萃取液在減壓下蒸發(fā)，回收18.57g產(chǎn)物。對(duì)產(chǎn)物成分的分析顯示，該產(chǎn)物含有87.36％的Cl-GBL、4.11％的HO-GBL和7.37％的呋喃酮。

氯仿萃取后，將剩余物在減壓下蒸發(fā)，回收7.8g產(chǎn)物。對(duì)產(chǎn)物的分析顯示，該產(chǎn)物含有2.28％的Cl-GBL、91.44％的HO-GBL和0.92％的呋喃酮。

3)實(shí)施例1-3(三級(jí)反應(yīng))

如圖4所示，使用水作為溶劑進(jìn)行HSL·HCl的脫氨(三級(jí)反應(yīng))。

將從次級(jí)反應(yīng)中回收的上層的一部分(80mL；94.25g)和120g HSL·HCl添加至反應(yīng)器中，并在25℃、大氣壓(1atm)下注入NO/空氣(O₂)氣體的同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。通過(guò)GC分析確認(rèn)未反應(yīng)的HSL·HCl存在后，將產(chǎn)物添加至分液漏斗中并放置直至觀察到層分離。

從分層溶液中回收63.46g下層，并在50℃、減壓(2托至4托)下使回收的下層中的溶劑蒸發(fā)，回收58.66g產(chǎn)物。對(duì)產(chǎn)物的分析顯示，該產(chǎn)物含有91.80％的Cl-GBL、4.84％的HO-GBL和2.36％的呋喃酮。

分離下層后，獨(dú)立地分離出來(lái)自上層(154.05g)的80mL(96.28g)。將剩余物(59.8g)用氯仿(60mL/60mL/60mL)萃取三次，并將合并的萃取液在減壓下蒸發(fā)，回收21.17g產(chǎn)物。對(duì)產(chǎn)物成分的分析顯示，該產(chǎn)物含有83.97％的Cl-GBL、5.12％的HO-GBL和9.63％的呋喃酮。

氯仿萃取后，將剩余物在減壓下蒸發(fā)，回收8.42g產(chǎn)物。對(duì)產(chǎn)物的分析顯示，該產(chǎn)物含有2.38％的Cl-GBL、92.45％的HO-GBL和1.05％的呋喃酮。

實(shí)施例2：使用氯仿作為溶劑使HSL·HCl脫氨

利用高壓反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行HSL·HCl的脫氨。具體地，將2g HSL·HCl、45g氯仿和1g濃HCl添加至容器中，并在25℃、高壓(約14atm)下注入NO/空氣(O₂)氣體的同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)2小時(shí)后，回收產(chǎn)物并對(duì)產(chǎn)物成分進(jìn)行分析。分析表明，該產(chǎn)物含有92.7％的Cl-GBL、3.3％的HO-GBL、3.8％的呋喃酮和0.2％的其它組分。

實(shí)施例3：使用氯代-γ-丁內(nèi)酯作為溶劑的高絲氨酸內(nèi)酯HSL·HCl的脫氨反應(yīng)

將Cl-GBL(30mL)作為溶劑添加至反應(yīng)器中，然后向其中依次添加HSL·HCl(10g、20g、30g、40g、50g、50g、50g、50g和50g)，并在25℃、大氣壓(1atm)下注入NO/空氣(O₂)氣體的同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。通過(guò)GC分析確認(rèn)未反應(yīng)的HSL·HCl存在后，將產(chǎn)物添加至分液漏斗中并放置直至觀察到層分離。

將分層產(chǎn)物以約1∶4的體積比分成上層和下層。從分層溶液中回收下層并對(duì)其成分進(jìn)行分析。分析表明，下層含有88.10％的Cl-GBL、6.17％的HO-GBL和3.93％的呋喃酮?；厥丈蠈硬⒎治鼋M分。分析顯示，上層含有71.11％的Cl-GBL、20.07％的HO-GBL和6.02％的呋喃酮。

實(shí)施例4：使用催化劑的高絲氨酸內(nèi)酯HSL·HCl的脫氨反應(yīng)

1)實(shí)施例4-1

使用2g的Pt(5)/Ac和Pt(5)Au(5)/Ac中的每一個(gè)作為催化劑，通過(guò)在下述供應(yīng)條件下向反應(yīng)器添加NO/N₂和10wt％HSL·HCl的水溶液進(jìn)行HSL·HCl的脫氨。

-進(jìn)料：20mL/min(NO/N₂＝1/1，vol％)、0.03mL/min(10wt％HSL·HCl的水溶液)

反應(yīng)條件為60℃和20atm，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表1中。

[表1]

此外，上述結(jié)果顯示在圖5的圖表中。

2)實(shí)施例4-2

使用2.3g Fe₂O₃作為催化劑，通過(guò)在下述供應(yīng)條件下向反應(yīng)器添加NO/N₂和10wt％HSL·HCl的水溶液進(jìn)行HSL·HCl的脫氨。

-進(jìn)料：20mL/min(NO/N₂＝1/1vol％+空氣(O₂))，0.03mL/min(10wt％HSL·HCl的水溶液)

在20atm下在下表2所示的反應(yīng)溫度下進(jìn)行反應(yīng)，并且根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表2中。

[表2]

3)實(shí)施例4-3

使用2g Pt(5)/Ac作為催化劑，通過(guò)在下述供應(yīng)條件下向反應(yīng)器添加NO/N₂和10wt％HSL·HBr的水溶液進(jìn)行HSL·HCl的脫氨。

-進(jìn)料：20mL/min(NO/N₂＝1/1，vol％)、0.03mL/min(10wt％HSL·HBr的水溶液)

反應(yīng)條件為60℃和20atm，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表3中。

[表3]

4)實(shí)施例4-4

向分批反應(yīng)器中添加各為2g的HSL·HCl、高絲氨酸(HS)和高絲氨酸內(nèi)酯游離鹽(HSL)作為反應(yīng)物。將40g水和0.1g Pt(5)/Ac添加至反應(yīng)器中，并在下表4所述的條件下進(jìn)行基于高絲氨酸的化合物的脫氨。根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表4中。

[表4]

5)實(shí)施例4-5

在1atm下在將以下i)至iii)的物質(zhì)添加至反應(yīng)器后進(jìn)行HSL·HCl的脫氨：

i)2g HSL·HCl、0.1g Pt(5)/Ac、40g水和15atm NO/N₂(1/1；v/v)；

ii)2g HSL·HCl、0.1g Pt(5)/Ac、40g水、13.5atm N₂O/N₂(1/1；v/v)和1atm O₂；或

iii)0.5g HSL·HCl、6.5g水、HSL·HCl/HNO₃＝1/1.5m/m。

根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表6中。

6)實(shí)施例4-6

向分批反應(yīng)器中添加0.5g HSL·HCl和6.5g水作為反應(yīng)物。根據(jù)下表5中所述的比例將Fe(NO₃)₃添加至反應(yīng)器作為催化劑，并進(jìn)行HSL·HCl的脫氨。反應(yīng)條件為25℃和1atm?；厥詹糠之a(chǎn)物并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表5中。

[表5]

7)實(shí)施例4-7

向反應(yīng)器中添加0.5g HSL·HCl和6.5g水作為反應(yīng)物。以Fe(NO₃)₃/HSL·HCl為0.5的摩爾比向反應(yīng)器中添加Fe(NO₃)₃作為催化劑，并進(jìn)行HSL·HCl的脫氨。所用的反應(yīng)溫度顯示在表6中，反應(yīng)壓力為1大氣壓?；厥詹糠之a(chǎn)物并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表6中。

[表6]

8)實(shí)施例4-8

以與實(shí)施例4-6相同的方式進(jìn)行脫氨，除了使用的催化劑為表7中所示的那些。回收部分產(chǎn)物并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表7中。

[表7]

此外，上述結(jié)果顯示在圖7中。

實(shí)施例5：使用甲醇作為溶劑的HSL·HCl的脫氨

1)實(shí)施例5-1

向反應(yīng)器中添加1g HSL·HCl、40g甲醇和0.05g Pt(5)/Ac，然后添加NO/N₂(15atm、1∶1(v/v))。如表8所示，進(jìn)一步向反應(yīng)器中添加H₂(6.5atm)，并進(jìn)行HSL·HCl的脫氨?；厥詹糠之a(chǎn)物并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表8中。

[表8]

此外，上述結(jié)果顯示在圖8中。

2)實(shí)施例5-2

向反應(yīng)器中添加如表9所述的HSL·HCl、甲醇和/或水。向反應(yīng)器中添加Pt(5)/Ac，隨后添加NO/N₂(15atm、1∶1(v/v))。在表9所示的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度下進(jìn)行HSL·HCl的脫氨?；厥詹糠之a(chǎn)物并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表9中。

[表9]

此外，上述結(jié)果顯示在圖9中。

3)實(shí)施例5-3

向反應(yīng)器中添加1g HSL·HCl、20g甲醇、20g氯仿和0.1g Pt(5)/Ac。向反應(yīng)器中添加NO/N₂(15atm、1∶1(v/v))，并在表10所述的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度下進(jìn)行HSL·HCl的脫氨?；厥詹糠之a(chǎn)物并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表10中。

[表10]

此外，上述結(jié)果顯示在圖10中。

實(shí)施例6：氯代-γ-丁內(nèi)酯的脫氯

1)實(shí)施例6-1：使用多種催化劑和溶劑的反應(yīng)

向反應(yīng)器中添加3g Cl-GBL、表11的溶劑(30g)和催化劑后進(jìn)行反應(yīng)，估算Cl-GBL的脫氯度。在大氣壓(1atm)下進(jìn)行反應(yīng)?；厥詹糠之a(chǎn)物并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表11中。

[表11]

2)實(shí)施例6-2：使用Pd/Ac作為催化劑的反應(yīng)

在下述供應(yīng)條件下將Cl-GBL和H₂供給到反應(yīng)器中，并使用Pd(5)/Ac作為催化劑。

-進(jìn)料：H₂/Cl-GBL＝43/1m/m，WHSV＝1.0h^-1

反應(yīng)條件為200℃和大氣壓(1atm)，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表12中。

[表12]

3)實(shí)施例6-3：使用Pd/Ac作為催化劑和1，4-二烷作為溶劑的反應(yīng)

在下述供應(yīng)條件下將H₂、Cl-GBL和1，4-二烷供給到反應(yīng)器中，并使用Pd(5)/Ac作為催化劑。

-進(jìn)料：25/75vol％Cl-GBL/1，4-二烷，WHSV＝1.5h^-1

反應(yīng)條件為大氣壓(1atm)，回收部分所產(chǎn)生的產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表13中。

[表13]

4)實(shí)施例6-4：使用AuPd/Ac作為催化劑和1，4-二烷作為溶劑的反應(yīng)

在下述供應(yīng)條件下將Cl-GBL和1，4-二烷供給到反應(yīng)器中，并使用Au(5)Pd(5)/Ac作為催化劑。

-進(jìn)料：50/50vol％Cl-GBL/1，4-二烷，WHSV＝1.0h^-1

反應(yīng)條件為大氣壓(1atm)，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表14中。

[表14]

5)實(shí)施例6-5：使用AuPd/Ac作為催化劑而沒(méi)有溶劑的反應(yīng)

在下述供應(yīng)條件下將Cl-GBL和H₂供給到反應(yīng)器中，并使用Au(5)Pd(5)/Ac作為催化劑。

-進(jìn)料：H₂/Cl-GBL＝38.5/1m/m，WHSV＝1.0h^-1

反應(yīng)條件為大氣壓(1atm)，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表15中。

[表15]

6)實(shí)施例6-6：使用改性的Pd/SiO₂作為催化劑和二烷作為溶劑的反應(yīng)

在下述供應(yīng)條件下將Cl-GBL和二烷供給到反應(yīng)器中，并使用改性的Pd(5)/SiO₂作為催化劑。

-催化劑成分：Pd(5)/PO₄(15)/SiO₂(Aerosil-380)

-供應(yīng)條件：50/50vol％Cl-GBL/二烷，WHSV＝0.5h^-1

反應(yīng)條件與下表16中所述的相同，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表16中。

[表16]

7)實(shí)施例6-7：使用改性的PdRe/SiO₂作為催化劑和二烷作為溶劑的反應(yīng)

在下述供應(yīng)條件下將Cl-GBL和二烷供給到反應(yīng)器中，并使用改性的Pd(5)Re(5)/SiO₂作為催化劑。

-催化劑成分：Pd(5)Re(5)/PO₄(15)/SiO₂(Aerosil-380)

-供應(yīng)條件：50/50vol％Cl-GBL/二烷，WHSV＝1.0h^-1

反應(yīng)條件與下表17中所述相同，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表17中。

[表17]

8)實(shí)施例6-8：使用改性的Rh/SiO₂作為催化劑和二烷作為溶劑的反應(yīng)

在下述供應(yīng)條件下將Cl-GBL和二烷供給到反應(yīng)器中，并使用改性的Rh(5)/SiO₂作為催化劑。

-催化劑成分：Rh(5)/PO₄(15)/SiO₂(Aerosil-380)

-供應(yīng)條件：50/50vol％Cl-GBL/二烷，WHSV＝1.0h^-1

反應(yīng)條件與下表18中所述相同，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表18中。

[表18]

9)實(shí)施例6-9：使用改性的Rh(5)/Ac作為催化劑和二烷作為溶劑的反應(yīng)

在下述供應(yīng)條件下將Cl-GBL和二烷供給到反應(yīng)器中，并使用改性的Rh(5)/SiO₂作為催化劑。

-供應(yīng)條件：50/50vol％Cl-GBL/二烷，WHSV＝1.0h^-1

反應(yīng)條件與下表19中所述相同，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表19中。

[表19]

10)實(shí)施例6-10：使用Pd(4.5)Pt(0.5)/Ac作為催化劑的反應(yīng)

在下表20所述的供應(yīng)條件下將Cl-GBL供給到反應(yīng)器中，并使用Pd(4.5)Pt(0.5)/Ac作為催化劑。

反應(yīng)條件與下表20中所述相同，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表20中。

[表20]

11)實(shí)施例6-11：使用PdM/Ac作為催化劑的反應(yīng)

使用下表21中所述的催化劑和供應(yīng)條件將Cl-GBL供應(yīng)到反應(yīng)器中。反應(yīng)條件與下表21中所述相同，并且根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表21中。

[表21]

12)實(shí)施例6-12：使用PdM/載體作為催化劑的反應(yīng)

使用下表22中所述的催化劑和供應(yīng)條件將Cl-GBL供應(yīng)至反應(yīng)器。反應(yīng)條件與下表22中所述相同，并且根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表22中。

[表22]

實(shí)施例7：羥基-γ-丁內(nèi)酯的氫化脫水

1)實(shí)施例7-1：使用各種催化劑的反應(yīng)

按如下進(jìn)行HO-GBL的氫化脫水。具體地，在下述供應(yīng)條件下向反應(yīng)器供應(yīng)HO-GBL和1，4-二烷，并使用Pd(5)/Ac、Re(5)/Ac、Pd(5)Te(3.3)/Ac、Pd(5)Re(5)/Ac、Pt(5)Re(5)/Ac和Rh(5)Re(5)/Ac作為催化劑。

-進(jìn)料：25/75v/v HO-GBL/二烷，H₂/HO-GBL＝110/1m/m，WHSV＝0.15h^-1

反應(yīng)條件為250℃和5atm，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表23中。

[表23]

2)實(shí)施例7-2：使用RhRe/Ac作為催化劑的反應(yīng)

以與實(shí)施例7-1相同的方式進(jìn)行反應(yīng)，除了使用Rh(2.5)Re(5)/Ac作為催化劑。

結(jié)果顯示在表24中。

[表24]

3)實(shí)施例7-3：使用RhRe/SiO₂作為催化劑的反應(yīng)

以與實(shí)施例7-1相同的方式進(jìn)行反應(yīng)，除了使用Rh(5)Re(5)/SiO₂作為催化劑。結(jié)果顯示在表25中。

[表25]

4)實(shí)施例7-4：隨反應(yīng)壓力變化的反應(yīng)

以與實(shí)施例7-1相同的方式進(jìn)行反應(yīng)，除了使用Rh(5)Re(5)/Ac作為催化劑且按表26所示改變反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力，和反應(yīng)進(jìn)行90小時(shí)。結(jié)果顯示在表26中。

[表26]

5)實(shí)施例7-5：使用RhRe/SiO₂作為催化劑的反應(yīng)

在下述供應(yīng)條件下將HO-GBL和1，4-二烷供給到反應(yīng)器中，并使用2gRh(5)Re(5)/SiO₂(HI-SIL233)作為催化劑。

-進(jìn)料：50/50vol％HO-GBL/1，4-二烷，H₂/HO-GBL＝50/1，WHSV：0.3h^-1

反應(yīng)條件為250℃和5atm，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表27中。

[表27]

實(shí)施例8：羥基-γ-丁內(nèi)酯的乙?；腿ヒ阴；?/p>

按如下進(jìn)行HO-GBL的乙酰化和去乙?；?。

1)實(shí)施例8-1

在室溫大氣壓下，將10g乙酰氯添加至5g HO-GBL中，同時(shí)進(jìn)行攪拌。具體地，通過(guò)乙?；a(chǎn)生煙氣形式的HCl氣體并產(chǎn)生熱。在室溫下攪拌30分鐘后，停止反應(yīng)，并對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分析。分析表明，羥基-γ-丁內(nèi)酯的轉(zhuǎn)化率為99.97％，并且其中生成的乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯的產(chǎn)率為93.24％。

2)實(shí)施例8-2

將含有HO-GBL(92.22重量％)、Cl-GBL(2.67重量％)和呋喃酮(1.83重量％)的含HO-GBL的樣品(108g)添加至反應(yīng)器中，然后添加乙酸酐(117g)，并在135℃下加熱回流。反應(yīng)完成后，將生成物在減壓(80℃、約3托)下進(jìn)行蒸餾，得到143g產(chǎn)物，并對(duì)產(chǎn)物成分進(jìn)行分析。分析表明，該產(chǎn)物含有乙酰氧基-γ-丁內(nèi)酯(乙酰氧基-GBL；87.83wt％)、Cl-GBL(1.68wt％)和呋喃酮(0.95wt％)。

將上述產(chǎn)物再次在減壓(135℃至145℃、約5托)下進(jìn)行蒸餾，得到含有乙酰氧基-GBL(92.35wt％)、Cl-GBL(4.31wt％)和呋喃酮(1.19重量％)的產(chǎn)物。

將上述產(chǎn)物在表28所示的反應(yīng)條件下進(jìn)行去乙?；Y(jié)果顯示在表28中。

[表28]

實(shí)施例9：羥基-γ-丁內(nèi)酯的脫水反應(yīng)

使用催化劑(所使用的催化劑的量：2g)和表29中所示的條件(進(jìn)料速度：0.02mL/min、反應(yīng)壓力：大氣壓)進(jìn)行由HO-GBL轉(zhuǎn)化為GBL時(shí)的氫化脫水。

[表29]

實(shí)施例10：γ-丁內(nèi)酯的氫化

1)實(shí)施例10-1

通過(guò)氫化由GBL制備1，4-丁二醇(1，4-BDO)。具體地，在下表30所示的條件下將H₂和GBL供給至反應(yīng)器，并使用按照韓國(guó)專利號(hào)10-0538979的實(shí)施例1中所述制得的CuO(72.2)MnO₂(2.5)ZnO(0.3)SiO₂(25)(括號(hào)內(nèi)的值表示wt％)作為催化劑。對(duì)產(chǎn)物成分進(jìn)行分析，結(jié)果顯示在下表30中。

[表30]

2)實(shí)施例10-2

通過(guò)氫化由GBL制備1，4-BDO。具體地，在以下條件下將H₂和GBL供給至反應(yīng)器，并使用按照韓國(guó)專利號(hào)10-0538979的實(shí)施例1中所述制得的CuO(72.2)MnO₂(2.5)ZnO(0.3)SiO₂(25)(括號(hào)內(nèi)的值表示wt％)作為催化劑。

-反應(yīng)條件：170℃、40atm

-供應(yīng)條件：H₂/GBL＝32/1m/m、WHSV＝0.6h^-1

根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表31中。

[表31]

實(shí)施例11：由琥珀酸二烷基酯制備1，4-BDO

通過(guò)氫化由琥珀酸二甲酯(DMS)制備1，4-BDO。具體地，使用按照韓國(guó)專利號(hào)10-0538979的實(shí)施例1中所述制得的甲醇/DMS(50/50體積％)和CuO(72.2)MnO₂(2.5)ZnO(0.3)SiO₂(25)(括號(hào)內(nèi)的值表示wt％)作為催化劑，并在下表32所示的條件下進(jìn)行反應(yīng)?；厥詹糠之a(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表32中。

[表32]

在表32的結(jié)果中，根據(jù)H₂/DMS的摩爾比的反應(yīng)性差異顯示在圖11的圖表中，并且根據(jù)反應(yīng)溫度所述的反應(yīng)性差異顯示在圖12的圖表中。

實(shí)施例12：由γ-丁內(nèi)酯和呋喃酮制備1，4-BDO

通過(guò)氫化由GBL和呋喃酮制備1，4-BDO。具體地，反應(yīng)成分與下表33中相同，并且在以下條件下將成分供應(yīng)到反應(yīng)器中。所使用的催化劑與實(shí)施例11相同。

-進(jìn)料：H₂/反應(yīng)物＝32.6m/m，WHSV＝0.6h^-1

反應(yīng)條件為180℃和40atm，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間回收部分產(chǎn)物，并對(duì)其成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示在下表33中。

[表33]

此外，上述結(jié)果顯示在圖13的圖表中。

實(shí)施例13：由O-琥珀?；呓z氨酸制備羥基-γ-丁內(nèi)酯和琥珀酸二烷基酯

1)實(shí)施例13-1

按圖14所示進(jìn)行O-琥珀?；呓z氨酸(O-SH)的直接脫氨和水解，具體地，按如下進(jìn)行。

首先，使用水作為溶劑。但是，由于O-SH的水溶解度為8.7g/L，因此在反應(yīng)初始階段過(guò)量的O-SH注入會(huì)產(chǎn)生作為反應(yīng)物所供應(yīng)的NO中包含的惰性氣體(N₂、Ar等)或由脫氨生成的氮?dú)獾臍馀荨Ｒ虼?，少量的O-SH經(jīng)多次注入。注入的O-SH的總量為250g，并將其注入成O-SH的最終濃度為50wt％。

反應(yīng)完成后，對(duì)水溶液中的產(chǎn)物進(jìn)行分析，結(jié)果顯示在下表34中。

[表34]

如表34所示，證實(shí)了通過(guò)O-SH的水解生成琥珀酸，并且同時(shí)，通過(guò)DL-HS的脫氨生成2，4-二羥基丁酸。此外，由于由最終產(chǎn)物生成的沉淀物是水溶解度為58g/L(20℃)的琥珀酸，因此證實(shí)了通過(guò)反應(yīng)生成的部分琥珀酸在水溶液中仍是不溶解的。

在初級(jí)過(guò)濾過(guò)程中，以約64％的產(chǎn)率回收純度為88.5％的琥珀酸，進(jìn)一步用水沖洗，從而回收純度為99.5％的琥珀酸。通過(guò)初級(jí)過(guò)濾方法從其中除去琥珀酸的殘余溶液含有2，4-二羥基丁酸，其含有16.6％的琥珀酸。

2)實(shí)施例13-2

以與實(shí)施例13-1相同的方式進(jìn)行反應(yīng)，除了在O-SH(30g)的直接脫氨-水解之后不對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分離。

通過(guò)減壓蒸餾從產(chǎn)物中除去水和酸后，向其中添加甲醇(60g)和濃H₂SO₄(2g)，并在通過(guò)回流2小時(shí)使2，4-二羥基丁酸環(huán)化脫水的同時(shí)將琥珀酸酯化，從而制得羥基-γ-丁內(nèi)酯以及琥珀酸二甲酯和琥珀酸單甲酯的混合物。對(duì)最終產(chǎn)物進(jìn)行GC分析，結(jié)果顯示在下表35中。

[表35]

實(shí)施例14：由高絲氨酸制備羥基-γ-丁內(nèi)酯

將DL-高絲氨酸(250g)和水(250g)添加至反應(yīng)器中，并在25℃、常壓(1atm)下在向其中注入NO/O₂氣體的同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)完成后，對(duì)產(chǎn)物的成分分析結(jié)果顯示在下表36中。

[表36]

在上述產(chǎn)物中，以與實(shí)施例13-2相同的方式，從通過(guò)2，4-二羥基丁酸的環(huán)化脫水和琥珀酸的酯化得到的最終分離產(chǎn)物中分別回收HO-GBL(22.6％)和DMS(63％)。

實(shí)施例15：由高絲氨酸制備甲氧基-γ-丁內(nèi)酯

將DL-高絲氨酸(1g)、甲醇(40g)和Pt(5)/Ac(0.05g)添加至反應(yīng)器中，并在表37所示的條件下進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)產(chǎn)物的成分分析結(jié)果顯示在下表37中。

[表37]

此外，上述結(jié)果顯示在圖15中。

實(shí)施例16：由高絲氨酸制備羥基-γ-丁內(nèi)酯

將DL-高絲氨酸(1g)、水(40g)和Pt(5)/Ac(0.1g)添加至反應(yīng)器中，在反應(yīng)器中注入NO/N₂氣體以使內(nèi)部壓力為15atm，并在表38所示的條件下進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)產(chǎn)物的成分分析結(jié)果顯示在下表38中。

[表38]

此外，上述結(jié)果顯示在圖16中。如表38和圖16中所示，證實(shí)了HO-GBL可以通過(guò)同時(shí)進(jìn)行脫氨和環(huán)化而制備。