[发明专利]用胺催化剂制备燃料、汽油添加剂和润滑剂的方法

说明书

本发明提供一种用于由甲基酮和醇在胺催化剂和金属催化剂的存在下缩合制备酮的方法。这样的胺催化剂可以例如载持于二氧化硅－氧化铝载体上。这样的酮可适用于生产燃料、汽油添加剂和/或润滑剂，或其前体。甲基酮和/或醇可以例如通过生物质发酵由可再生来源获得。

相关申请的交叉参考

本申请要求2014年10月29日提交的美国临时专利申请第62/072,383号的优先权，其全部内容通过参考并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及酮的制备，更具体地涉及在胺催化剂和金属催化剂的存在下使甲基酮与醇反应来制备酮，并且这种酮产物可适于用作燃料前体、汽油添加剂和/或润滑剂及其前体。

背景技术

将生物质转化为液体燃料是理想的，以满足在当前化石燃料减少的情况下对运输燃料不断增长的需求。随着世界可利用的化石油气储量逐渐耗尽，基于可再生原料开发可持续的长期战略是至关重要的。生物质衍生的分子固有地富氧；因此，为了提高产品的能量密度并使其适用于运输燃料，必须除去过量的氧。

目前将生物质转化为液体燃料的一些主要挑战包括这种转化对水浓度的敏感性，随着水存在的浓度增加，产品产量降低。这需要采用昂贵的附加步骤来实现所需的产率，包括通过蒸馏从反应物发酵混合物中除去水并控制反应期间的水含量。所使用的催化剂也通常具有有限的寿命，需要高的初始催化剂负载或在反应期间加入更多的催化剂。

因此，本领域需要的是用于从生物质生产燃料(例如汽油或柴油)、汽油添加剂和/或润滑剂的替代工艺。

发明内容

本公开通过提供使用本文所述的胺催化剂从甲基酮和醇制备酮产物的方法来解决本领域的这种需要。这种酮产物可以用作燃料、汽油添加剂和/或润滑剂的前体。例如，根据本领域已知的方法和技术，长链酮可以转化为烷烃、醇、醚或胺，以用作燃料、汽油添加剂和/或润滑剂。

在一方面，提供了通过使甲基酮和至少一种醇与胺催化剂和金属催化剂接触来制备酮产物(例如长链酮)的方法，以及通过缩合反应从至少一部分甲基酮和至少一种醇来制备酮产物(例如长链酮)的方法。在一些实施方式中，甲基酮为式(A)的化合物：

其中：

R¹为H、烷基、碳环基或杂环基，

其中，烷基、碳环基或杂环基未被取代或被一个或多个独立地选自羟基、硝基和卤素的取代基取代；以及

x为大于或等于1的整数。

在一些变型中，胺催化剂包含具有以下结构的胺部分：

其中，每次出现的R^a和R^b在每次出现时独立地为H、烷基、碳环基、杂环基或醚、或其任意组合；

其中，烷基、碳环基、杂环基或醚独立地为未被取代的或被一个或多个选自烷基、羟基、胺、氧代、羧基、亚胺、碳环基、杂环基、卤素、醚和硫醚的取代基取代；

或者，R^a和R^b与和它们均相连的氮原子一起形成杂环，

其中杂环未被取代或被一个或多个选自烷基、羟基、胺、氧代、羧基、亚胺、碳环基、杂环基、卤素、醚和硫醚的取代基取代。

在其它变型中，胺催化剂的胺部分包含具有至少一个氮原子的杂环，其中，该杂环未被取代或被一个或多个选自烷基、碳环基、杂环基、羧基、羟基、卤素、醚和硫醚的取代基取代。

在某些变型中，胺催化剂还包含固体载体和连接基团，其中，连接基团将胺部分连接到固体载体上。