以引用的方式并入本文。
[0065] 可在碳水化合物酸脫羧過程中、之前或同時(shí)，在本文描述的電解池的陰極室中產(chǎn) 生用于制備碳水化合物酸反應(yīng)物的堿金屬氫氧化物。
[0066] 實(shí)施例
[0067] 實(shí)施例1
[0068] 在包括碳陽極（SGL Carbon)、陽離子交換膜(Astom CMB)、雙極膜(Astom BP-1E) 和陰極(Ru電沉積至Ni基質(zhì)上）的三室微流池 (Microflow cell)(ElectroCell Denmark)中 完成實(shí)驗(yàn)。原料液以1.5M的樹膠糖酸和0.67M的赤蘚糖開始，1.5M樹膠糖酸被100%中和為 鈉鹽形式;原料液從單一容器栗送至陽極電解液室和陰極電解液室。中央室最初供給了 IM 氫氧化鈉溶液。在恒定電流控制下使150mA/cm2的電流密度穿過池，直至所需電荷已穿過 (使用ESC Model 640數(shù)字電量計(jì)測量）。通過添加 IOM NaOH，自動(dòng)控制pH，將在合并的陽極 電解液流和陰極電解液流中樹膠糖酸的中和維持在5.3-5.4之間。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，阿拉伯糖酸 (arabonate)濃度和赤蘚糖濃度分別下降到0.89M和0.54M。赤蘚糖醇濃度從0升高至0.75M。 所有的分析在具有脈沖安培檢測（pulsed ampermetrie detection) (PAD WtlDionex Ultimate 3000上進(jìn)行并用已知標(biāo)準(zhǔn)量化。樹膠糖酸氧化為赤蘚糖的電流效率是87%。赤蘚 糖還原為赤蘚糖醇的電流效率是73%。中央室中氫氧化鈉的最終濃度達(dá)到3.4M，在68%的 電流效率下形成。
[0069] 聲明
[0070] 1.在電化學(xué)池中同時(shí)使碳水化合物酸脫羧和使碳水化合物醛還原的方法，包括：
[0071] 提供具有包括陽極室、中央室和陰極室的三室的電化學(xué)池，所述電化學(xué)池進(jìn)一步 包括位于陽極室和中央室之間并與陽極室和中央室接觸的陽離子膜，位于中央室和陰極室 之間并與中央室和陰極室接觸的雙極膜，所述陽離子膜配置為允許一價(jià)陽離子轉(zhuǎn)移，所述 陰極室含有碳水化合物醛、陰極電解液和陰極，所述陽極室含有碳水化合物酸、陽極電解液 和陽極；
[0072] 向所述池提供電流，并在所述陽極電解液中產(chǎn)生碳水化合物醛，在所述中央室溶 液中產(chǎn)生一價(jià)陽離子氫氧化物，并在陰極電解液中產(chǎn)生糖醇。
[0073] 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述陰極包括釕催化劑。
[0074] 3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述陰極電解液中的碳水化合物 醛通過碳水化合物酸的電解脫羧產(chǎn)生。
[0075] 4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中一價(jià)陽離子和碳水化合物酸之比 維持脫羧可用的碳水化合物酸的中和。
[0076] 5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述陽離子膜可滲透氫氧根離子， 以至少部分維持所述一價(jià)陽離子和碳水化合物酸之比。
[0077] 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中一價(jià)陽離子穿過所述陽離子膜轉(zhuǎn)移的電流效 率小于90%，優(yōu)選小于80%，更優(yōu)選小于75%。
[0078] 7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述一價(jià)陽離子和碳水化合物酸 之比至少部分通過添加選自以下組的陽離子氫氧化物來維持:氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化 鋰和氫氧化銨。
[0079] 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述添加至陽極電解液的一價(jià)陽離子氫氧化 物在碳水化合物酸的脫羧過程中在分隔池的中央室中產(chǎn)生。
[0080] 9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述一價(jià)陽離子和碳水化合物酸 之比至少部分通過同時(shí)使所述碳水化合物酸溶液循環(huán)通過兩組電解池來維持，其中一組池 是具有陽離子膜和雙極膜的分隔池，另一組是未分隔池。
[0081] 10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述碳水化合物酸選自：樹膠糖 酸、d-葡糖酸、甲基-d-葡糖苷酸、d-葡糖醛酸、d-半乳糖醛酸、1-古洛糖酸。
[0082] 11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述碳水化合物酸是樹膠糖酸。
[0083] 12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述碳水化合物醛是赤蘚糖。
[0084] 13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用在所述中央室中產(chǎn)生的氫 氧根離子產(chǎn)生所述碳水化合物酸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 在電化學(xué)池中同時(shí)使碳水化合物酸脫羧和使碳水化合物醛還原的方法，包括： 提供具有包括陽極室、中央室和陰極室的三室的電化學(xué)池，所述電化學(xué)池進(jìn)一步包括 位于所述陽極室和所述中央室之間并與所述陽極室和所述中央室接觸的陽離子膜，位于所 述中央室和所述陰極室之間并與所述中央室和所述陰極室接觸的雙極膜，所述陽離子膜配 置為允許一價(jià)陽離子轉(zhuǎn)移，所述陰極室含有碳水化合物醛、陰極電解液和陰極，所述陽極室 含有碳水化合物酸、陽極電解液和陽極； 向所述池提供電流，并在所述陽極電解液中產(chǎn)生碳水化合物醛，在所述中央室溶液中 產(chǎn)生一價(jià)陽離子氫氧化物，并在所述陰極電解液中產(chǎn)生糖醇。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述陰極包括釕催化劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述陰極電解液中的碳水化合物醛通過碳水化合 物酸的電解脫羧產(chǎn)生。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中一價(jià)陽離子和碳水化合物酸之比維持脫羧可用的 碳水化合物酸的中和。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述陽離子膜可滲透氫氧根離子，以至少部分維持 所述一價(jià)陽離子和碳水化合物酸之比。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述一價(jià)陽離子穿過所述陽離子膜轉(zhuǎn)移的電流效 率小于90%，優(yōu)選小于80%，更優(yōu)選小于75%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一價(jià)陽離子和碳水化合物酸之比至少部分通 過添加選自以下組的陽離子氫氧化物來維持:氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰和氫氧化銨。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述添加至陽極電解液的一價(jià)陽離子氫氧化物在 碳水化合物酸的脫羧過程中于分隔池的中央室中產(chǎn)生。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一價(jià)陽離子和碳水化合物酸之比至少部分通 過使碳水化合物酸溶液同時(shí)循環(huán)通過兩組電解池來維持，其中一組池是具有陽離子膜和雙 極膜的分隔池，另一組是未分隔池。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述碳水化合物酸選自以下的組:樹膠糖酸、d-葡 糖酸、甲基-d-葡糖苷酸、d-葡糖醛酸、d-半乳糖醛酸、1-古洛糖酸。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述碳水化合物酸是樹膠糖酸。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述碳水化合物醛是赤蘚糖。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用在所述中央室中產(chǎn)生的氫氧根離子產(chǎn)生所述 碳水化合物酸。
【專利摘要】本發(fā)明公開了使用陽離子膜和雙極膜，在具有與陽極和陰極分隔開的中央室的分隔電化學(xué)池中同時(shí)使碳水化合物酸脫羧和使碳水化合物醛還原的方法。該改進(jìn)的方法是具有成本效益且是環(huán)境友好的。
【IPC分類】C25B3/00
【公開號(hào)】CN105473765
【申請?zhí)枴緾N201480045558
【發(fā)明人】J·大衛(wèi)·詹德思, 喬納森·A·斯戴普利
【申請人】活力食品添加劑公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年8月14日
【公告號(hào)】CA2921238A1, EP3033442A1, US20160194765, WO2015023828A1