[发明专利]由糖类生产多元醇

说明书

优先权声明

本申请案要求2011年7月28日提交的美国申请第13/192,907号和2011年7月28日提交的美国申请第13/192,970号的优先权，其内容均以引用的方式全文并入本文中。

发明领域

本发明涉及催化剂体系和使用该催化剂体系由含有糖类的原料生产至少一种多元醇的方法。该方法包括使氢气、水和包含糖类的原料与催化剂体系接触以产生包含至少一种多元醇的流出物，并从流出物中回收多元醇。催化剂体系包含非负载型催化组分和负载型催化组分二者。

发明背景

多元醇是用于制造冷天气流体、化妆品、聚酯和许多其他合成产品的有价值材料。由糖类代替化石燃料衍生的烯烃生产多元醇可以是环境更友好且更具经济吸引力的方法。以前，已由多羟基化合物生产多元醇，参见WO2006/092085和US2004/0175806。最近，在负载型碳化物催化剂的作用下由糖类转化成乙二醇的催化转化公开于Catalysis Today,147,(2009)77-85中。US2010/0256424、US2010/0255983和WO2010/060345教导了由糖类制备乙二醇的方法和催化该反应的碳化钨催化剂。在Angew.Chem.Int.Ed2008,47,8510-8513和支持信息及Chem.Commun.,2010,46,862-864中已公布了碳化钨催化剂成功用于糖类至乙二醇的分批模式直接催化转化。在ChemSusChem2010,3,63-66中将少量镍添加至碳化钨催化剂中。公开用于将纤维素直接转化成乙二醇或丙二醇的本领域已知的催化剂的其他参考文献包括WO2010/060345；US7,767,867；Chem.Commun.,2010,46,6935-6937；Chin.J.Catal.,2006,27(10):899-903；及Apcseet UPC20097^th Asia Pacific Congress on Sustainable Energy and EnvironmentalTechnologies,“One-pot Conversion of Jerusalem Artichoke Tubers into Polyols”。

然而，仍需要有效地将糖类直接转化成多元醇的新催化剂体系，尤其需要可更适于较大规模生产或持续生产的催化剂体系。本文所述用于由含有糖类的原料生产至少一种多元醇的包含至少一种非负载型组分和至少一种负载型组分的催化剂体系解决该需求。

发明内容

本发明的一个实施方案用于将至少一种糖类转化成多元醇的催化剂体系，该催化剂体系包含非负载型组分和负载型组分，非负载型组分包含选自由钨化合物、钼化合物和其任何组合组成的组的化合物，负载型组分在固体催化剂载体上包含选自由Pt、Pd、Ru、Rh、Ni、Ir及其组合组成的组的活性金属组分。固体催化剂载体选自由碳、Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂、MgO、Ce_xZrO_y、TiO₂、SiC、二氧化硅氧化铝(silica alumina)、沸石、粘土及其组合组成的组。非负载型组分与负载型组分的质量比为1:100至100:1，其中负载型组分包含0.05质量%至30质量%的活化金属。反应混合物中非负载型催化剂组分的浓度为反应混合物的0.001质量%至20质量%，反应混合物中负载型催化剂组分的浓度为反应混合物的0.001质量%至20质量%。催化剂体系的非负载型组分可选自由钨酸、钼酸、偏钨酸铵、钨的杂聚物、钼的杂聚物、钨酸的杂聚物、钼酸的杂聚物及其组合组成的组。

本发明的一个实施方案是由包含糖类的原料生产至少一种多元醇的方法，其中该方法包括使氢气、水和包含至少一种糖类的原料与催化剂体系接触以产生包含至少一种多元醇的流出物，其中催化剂体系包含非负载型组分和负载型组分，非负载型组分包含选自由钨化合物、钼化合物及其任何组合组成的组的化合物，负载型组分在固体催化剂载体上包含选自由Pt、Pd、Ru、Rh、Ni、Ir及其组合组成的组的负载型活性金属组分；并从流出物中回收多元醇。该方法可以分批模式操作或以连续模式操作而操作。