[发明专利]用于由糖制造生物基产品的方法

说明书

提供了一种用于从一种或多种糖生产牛磺酸‑特别是任选地与单乙醇胺和二乙醇胺中的一种或两种一起‑的一体化的能够联产的方法，所述方法包括热解一种或多种糖以产生包括乙醇醛和甲醛的粗热解产物混合物；任选地从所述粗热解产物混合物中除去甲醛，然后在氢气的存在下并且进一步在催化剂的存在下将所述粗热解产物混合物与胺化剂组合以从所述粗热解产物混合物至少产生单乙醇胺；任选地从粗还原胺化产物中回收二乙醇胺，硫酸化单乙醇胺产物的至少一部分至全部以产生2‑氨基乙基硫酸氢酯；以及磺化所述2‑氨基乙基硫酸氢酯以产生牛磺酸。

技术领域

本发明涉及用于制造乙醇胺产品的方法，并且还涉及用于制造氨基磺酸营养补充剂牛磺酸(2-氨基乙磺酸)的方法。

背景技术

单乙醇胺(MEA)是目前通过用氨水处理环氧乙烷(还通过MEA和DEA分别与另外当量的环氧乙烷反应生产二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)的方法)而生产的工业商品。MEA用作用于生产洗涤剂、乳化剂、抛光剂、药物、腐蚀抑制剂和化学中间体的原料，并广泛用于胺气处理烟道气和酸性天然气以除去二氧化碳和硫化氢。DEA可用于相同的胺气处理应用中，并用作表面活性剂和腐蚀抑制剂，而TEA用于各种各样化妆品和个人护理产品中。

然而，从环氧乙烷获得这些重要的商品是有问题的，因为环氧乙烷极易燃，并且其与空气的混合物是爆炸性的并且多年来已成为许多工业事故的原因。

牛磺酸，或2-氨基乙磺酸，是有条件的氨基酸，所述氨基酸是人体天然产生的并且作为人类的营养补充剂已经变得越来越受欢迎，具有减少心血管疾病和帮助治疗充血性心力衰竭、减少来自帕金森病的副作用、减少代谢综合征，作为抗氧化剂帮助具有牙周病的患者和改善运动表现的著名益处。牛磺酸还广泛用于动物营养产品中，实际上，在美国的干湿猫粮中都需要牛磺酸以抵抗中央视网膜变性和猫扩张性心肌病。

商业上用于制造合成牛磺酸的方法包括以下方法，其中环氧乙烷与亚硫酸氢钠反应以获得羟乙基磺酸钠，所述羟乙基磺酸钠然后进行氨解以产生牛磺酸钠。用硫酸中和产生牛磺酸和硫酸钠的混合物。显然，这种方法具有同样的依赖环氧乙烷的缺点，及其伴随的危害。在另一种已知方法中，可使单乙醇胺与硫酸反应以产生2-氨基乙基硫酸氢酯(AES)，并且随后使AES与亚硫酸钠反应再次产生牛磺酸和硫酸钠。在US 8,609,890中描述的第一环氧乙烷方法的变型使牛磺酸钠与二氧化硫或亚硫酸反应以产生牛磺酸并再生亚硫酸氢钠(其可以被再循环和再利用)而不是产生硫酸钠。

因此，虽然商品化学单乙醇胺已经被认为是可以从其合成特殊材料牛磺酸的材料，并且虽然已经描述了用于从可再生资源(如糖)生产乙醇胺的方法，参见例如Taarning等人的US 9,796,649，然而，具有根据需要从可再生资源作为联产物高效生产一种或多种乙醇胺和牛磺酸的能力的一体化方法在文献中尚未描述，并且将具有商业吸引力。

发明概述

以下呈现了本发明的简化概述以便提供其方面中的一些的基本理解。此概述不是本发明的广泛综述，因此，不应将特定特征的提及或省略分别理解为暗示所述特征是不可缺少的或较不重要的。此概述的唯一目的是以简化的形式作为稍后呈现的更详细的说明的前奏呈现本发明的一些概念。

在这种理解下，从一个角度看，本发明的一体化的能够联产的方法可以看作是提供一种特别是用于生产牛磺酸的新颖方法，所述方法包括热解糖或糖的混合物，如葡萄糖、果糖或蔗糖的水溶液，以产生包括乙醇醛和甲醛的粗热解产物混合物；在氢气的存在下，并且进一步在至少包括镍催化剂和酸性助催化剂组分的催化组合的存在下，将所述粗热解产物混合物(无需进行首先从其中除去任何甲醛)与胺化剂组合，其中所述镍催化剂为所述组合总重量的从1至99重量百分比，并且所述酸性助催化剂构成剩余部分，以由所述粗热解产物混合物产生单乙醇胺产物；将所述单乙醇胺产物硫酸化以产生2-氨基乙基硫酸氢酯；以及磺化所述2-氨基乙基硫酸氢酯以产生牛磺酸。