[发明专利]醇到直链和支链的官能化的烷烃的转化

说明书

本文中的实施方案涉及通过整合催化将简单醇环境友好地转化成直链或支链的官能化的烷烃。所述醇首先以化学方式或酶促方式氧化成相应的醛或酮，之后使用催化剂进行醇醛缩合以得到相应的烯醛或烯酮。随后使用可回收的多相金属催化剂、有机催化剂或酶选择性氢化所述烯醛或烯酮以提供具有醛、酮或醇官能团的直链或支链的官能化的烷烃。该方法也是迭代的并且可通过重复以上用于从简单醇生产长链官能化的烷烃的整合催化进一步延长。

技术领域

本文中的实施方式涉及用于将简单醇转化成官能化的长链烷烃的环境友好和温和的方法。

背景技术

迄今为止，关注环境和气候变化可以说是我们的时代最大和严重的问题之一；因此找到新的可持续的技术方案以取代或减少化石基材料是巨大的挑战¹。该领域中的迫切性和闪光点已经推动科学界面对该问题。在这种背景下，由可再生资源制成的生物燃料出于环境观点是良好的替代方案，该生物燃料相对于化石基燃料具有更少的负面影响。生物质到生物燃料的转化是研究密集且同时要求实现的极具吸引力的目标²。醇如甲醇、乙醇、丁醇和异丙醇是多用途的有机化合物和希望的原材料，其容易从生物质获得(例如通过发酵、热解等)并且可以进一步处理以作为生物燃料使用。

醇转化成长链烷烃方面的研究正在开始增加。Anbarasan等人证明了通过化学催化的整合将萃取发酵产物催化转化成潜在的燃料化学品⁴。此外，小组提出了一种用于合成Guerbet醇的温和的分步方法^5,6,7。已知使用有机催化剂可以使醛缩合/低聚。然而，醇一锅法转化成低聚醛并不是已知的。在多相催化用于烯醛和烯丙醇的氢化或氧化反应的用途方面分别存在实例^8,9。然而，将这种类型的催化整合到短链醇、醛和酮的应用中存在挑战，这归因于这些应用所需的升高的温度，其常常高于这些短链化合物的沸点。此外，对于体积较小的底物而言，可能出现相容性问题。因此，使用整合的催化在温和的条件下将简单醇转化成有价值的官能烷烃(例如生物燃料、Guerbet醇、合成子)是非常重要的。

发明内容

本公开内容的目的

本公开内容的目标之一在于从简单原料醇合成作为重要的合成构建单元(合成子)或生物燃料组分的长链直链或支链的官能化的烷烃。

本公开内容的另一目标在于提出如上所述的合成的一锅法方案。

本公开内容的另一目标在于从来源于生物质或其它可再生来源的醇合成长链的直链或支链的官能化的烷烃。

本公开内容再进一步的目标在于提供前述类型的方法，其从环境和健康的观点来说是有利的。

通过研究本公开内容的概述、在详述和所附方案以及所附权利要求书中所说明的多个提出的实施方案，甚至更多目标将变得显而易见。

概述

本文中的实施方案涉及从生物质衍生的醇或其它简单醇生产生物燃料组分或有价值的合成子的方法。该策略基于通过采用和结合酶催化、有机催化和多相催化将多催化方法用于根据方案1在顺序或一锅法程序中将作为原材料的简单醇转化成产物如长链醇、长链饱和醛或酮、或长链缩醛或缩酮。

在实施方案中，本文中的方法可以通过如下转化原料醇(简单醇)：

(i)将原料醇氧化成相应的醛或酮；

(ii)将相应的醛或酮缩合成烯醛或烯酮；和

(iii)将烯醛或烯酮还原成产物，所述产物为具有比原料醇的链更长的链的醇、醛、酮、缩醛或缩酮。

方案1–用于将简单醇转化成更高价值官能烷烃的迭代整合催化策略。