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特表2022-551762アルダル酸、アルドン酸、及びウロン酸を調製するための方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-13
(54)【発明の名称】アルダル酸、アルドン酸、及びウロン酸を調製するための方法
(51)【国際特許分類】
   C07C 51/31 20060101AFI20221206BHJP
   C07D 307/33 20060101ALI20221206BHJP
   C07C 59/105 20060101ALI20221206BHJP
   C07C 59/245 20060101ALI20221206BHJP
   C07C 51/235 20060101ALI20221206BHJP
   B01J 23/42 20060101ALI20221206BHJP
   B01J 23/52 20060101ALI20221206BHJP
   C07B 61/00 20060101ALN20221206BHJP
【FI】
C07C51/31
C07D307/33 150
C07C59/105
C07C59/245
C07C51/235
B01J23/42 Z
B01J23/52 Z
C07B61/00 300
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022525907
(86)(22)【出願日】2020-11-16
(85)【翻訳文提出日】2022-07-04
(86)【国際出願番号】 US2020060711
(87)【国際公開番号】W WO2021101834
(87)【国際公開日】2021-05-27
(31)【優先権主張番号】62/936,873
(32)【優先日】2019-11-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】20154273.5
(32)【優先日】2020-01-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】507303309
【氏名又は名称】アーチャー-ダニエルズ-ミッドランド カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】アルブレヒト,カール
(72)【発明者】
【氏名】ブラジル,ジェームス
(72)【発明者】
【氏名】イングラム,アンドリュー
【テーマコード(参考)】
4G169
4H006
4H039
【Fターム(参考)】
4G169AA03
4G169BA04B
4G169BA08B
4G169BC33A
4G169BC33B
4G169BC75A
4G169BC75B
4G169CB07
4G169CB74
4G169DA05
4H006AA02
4H006AB84
4H006AC46
4H006BA05
4H006BA26
4H006BA55
4H006BE30
4H006BN10
4H006BS10
4H039CA65
4H039CC30
(57)【要約】
アルダル酸、アルドン酸、ウロン酸、及び/又はそのラクトンを調製するための様々な方法が記載される。例えば、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン及び/又はC~Cアルドースの触媒酸化によって、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法が記載される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸化反応阻害剤を含む原料混合物から、触媒酸化を介して、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
原料混合物を反応領域に供給することであって、
(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、
(b)酸化反応阻害剤と、
を含む前記原料混合物を供給すること;及び
前記酸化反応物を、前記反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、前記C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み;ここで、
(i)前記酸化反応阻害剤が、Cアルコール及び/又はC酸を含み、
(ii)前記原料混合物中の前記酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、方法。
【請求項2】
前記原料混合物中の前記酸化反応物の濃度が、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
酸化反応阻害剤を含む原料混合物から、触媒酸化を介して、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、
(b)酸化反応阻害剤と、
を含む原料混合物を、分離領域に供給して、前記原料混合物から前記酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、前記酸化反応物の少なくとも一部を含む第1の画分と、前記酸化反応阻害剤の少なくとも一部を含む第2の画分と、を形成すること;
前記酸化反応物を含む前記第1の画分の少なくとも一部を、反応領域に供給すること;及び
前記酸化反応物を、前記反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、前記C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み;ここで、
(i)前記酸化反応阻害剤が、Cアルコール及び/又はC酸を含み、
(ii)前記第1の画分中の前記酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、方法。
【請求項4】
前記第1の画分中の、前記酸化反応物に対する前記酸化反応阻害剤のモル比が、前記原料混合物中の、前記酸化反応物に対する前記酸化反応阻害剤のモル比未満である、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
酸化反応阻害剤を含む原料混合物から、触媒酸化を介して、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物を含む原料混合物を、反応領域に供給すること;
前記酸化反応物を、前記反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、(a)前記C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトン、(b)未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体、並びに(c)酸化反応阻害剤を含む反応混合物を形成すること;
前記反応混合物を分離領域に供給して、前記反応混合物からC~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンの少なくとも一部を分離し、前記C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む生成物画分と、前記未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体及び前記酸化反応阻害剤を含むリサイクル画分と、を形成すること;
前記方法から前記リサイクル画分の第1の部分を除去すること;及び
前記リサイクル画分の第2の部分を、前記反応領域又はそれへの原料に再利用することを含み;ここで、
(i)前記酸化反応阻害剤が、Cアルコール及び/又はC酸を含み、
(ii)前記リサイクル画分の前記第2の部分中の前記酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、方法。
【請求項6】
前記リサイクル画分の前記第2の部分中の前記酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記分離領域が、クロマトグラフ分離段階を含む、請求項3~6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記クロマトグラフ分離段階が、分離媒体を含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記分離媒体が、両性及び/又はアニオン性クロマトグラフィー樹脂を含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記酸化反応物が、C~Cアルドースを含み、特に、前記C~Cアルドースが、アラビノース、リキソース、リボース、キシロース、アロース、アルトロース、ガラクトース、グルコース、グロース、イドース、マンノース、タロース、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記酸化反応物が、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含み、特に、前記C~Cアルドン酸が、アラビノン酸、リキソン酸、リボン酸、キシロン酸、アロン酸、アルトロン酸、ガラクトン酸、グルコン酸、グロン酸、イドン酸、マンノン酸、タロン酸、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記酸化反応物が、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含み、特に、前記C~Cウロン酸が、アラビヌロン酸、リキソヌロン酸、リボウロン酸、キシロウロン酸、アルロン酸、アルトルロン酸、ガラクトウロン酸、グルクロン酸、グルロン酸、イズロン酸、マンヌロン酸、タロヌロン酸、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記酸化触媒が、触媒活性相を含み、前記触媒活性相が、1つ以上の貴金属を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記触媒活性相が、白金及び/又は金を含む、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記酸化触媒が、不均一系触媒である、請求項1~14のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
発明の分野
アルダル酸、アルドン酸、ウロン酸、及び/又はそのラクトンを調製するための様々な方法が報告されている。例えば、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、及び/又はC~Cアルドースの触媒酸化によって、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法が報告されている。
【背景技術】
【0002】
発明の背景
長年の間、商業的に有用な化学物質を製造するための原料としてバイオ再生可能な材料を使用することに関心が集まっていた。特に、かなりの一連の研究が、これらの材料から得られる糖の、アルダル酸への酸化、特に、グルコースの、グルカル酸への酸化に焦点を当てている。例えば、参照により本明細書に援用される米国特許第8,669,397号及び8,785,683号を参照されたい。これらの生成物は、アジピン酸などのモノマーの製造における中間体として有用であるだけでなく、解凍液、酸味料、洗剤ビルダー、pH調節剤、キレート剤、デスケーラー、腐食防止剤、金属洗浄及び仕上げ剤、並びにセメント調合物の成分などの商業的応用を有する組成物の製造においても有用である。
【0003】
これらの酸化方法のための多くの触媒及び反応条件が試みられている。しかしながら、長期の操作にわたる又は高い反応器スループットでのグルカル酸の持続的な高い収率は、実証されていない。例えば、Lee et al.,“Pt catalysts for efficient aerobic oxidation of glucose to glucaric acid in water”,Green Chemistry 2016,18(13),3815-3822において、74%のグルカル酸収率が、10時間の反応後にバッチ反応器中で、80℃及び約200psiのO分圧で、5重量%のPt/C触媒に投下される5重量%のグルコース原料の酸化について報告されている。米国特許第9,770,705号において、70%のグルカル酸収率が、2.3mLの10重量%のグルコン酸原料が、2~5時間にわたって112~126℃で75mgの触媒と接触された実験について報告されている。依然として必要とされているのは、特に、長期の操作にわたって及び高い反応器スループットで、改善された及び安定した収率を示すバイオ再生可能な材料からグルカル酸などのアルダル酸、及びその中間体を調製するための効率的でかつコスト効果の高い方法である。
【0004】
さらに、アルドースの、アルダル酸への触媒酸化、例えば、グルコースの、グルカル酸への触媒酸化において、触媒阻害が、反応中に観察された。例えば、Jin et.al.,“Synergistic Effects of Bimetallic PtPd/TiO2Nanocatalysts in Oxidation of Glucose to Glucaric Acid:Structure Dependent Activity and Selectivity”Ind.Eng.Chem.Res.2016,55,2932-2945を参照されたい。しかしながら、阻害の原因は、十分に理解されておらず、阻害を低減するか又はなくすための有効な解決策は、開発されていない。したがって、酸化反応の阻害の原因を特定すること及び生成物収率を増加させながらこの問題に対処するための解決策が、依然として必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
発明の簡単な概要
本発明の様々な態様は、C~Cアルダル酸(例えば、グルカル酸)及び/又はそのラクトンを調製するための方法に関する。ある実施形態において、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法は、(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、反応領域に供給すること;及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み、ここで、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である。
【0006】
特定の実施形態において、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法は、(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、分離領域に供給して、原料混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、酸化反応物を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤を含む第2の画分と、を形成することを含む。酸化反応物を含む第1の画分の少なくとも一部が、反応領域に供給され、酸化反応物は、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応されて、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成する。
【0007】
さらなる実施形態において、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法は、C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物を含む原料混合物を、反応領域に供給すること及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、(a)C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトン、(b)未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体、並びに(c)酸化反応阻害剤を含む反応混合物を形成することを含む。反応混合物は、分離領域に供給されて、反応混合物からC~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンの少なくとも一部を分離し、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む生成物画分並びに未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体及び酸化反応阻害剤を含むリサイクル画分を形成する。リサイクル画分の第1の部分が、上記方法から除去され(例えば、廃棄物として排出され、さらなる処理のために他の箇所に送られるなど)、リサイクル画分の第2の部分が、反応領域又はそれへの原料へとリサイクルされる。
【0008】
本発明のさらなる態様は、C~Cウロン酸(例えば、グルロン酸)及び/又はそのラクトンを調製するための方法に関する。様々な実施形態において、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法は、(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、反応領域に供給すること;及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み、ここで、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である。
【0009】
特定の実施形態において、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法は、(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、分離領域に供給して、混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、酸化反応物を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤を含む第2の画分と、を形成することを含む。酸化反応物を含む第1の画分の少なくとも一部が、反応領域に供給され、酸化反応物が、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応されて、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成する。
【0010】
他の実施形態において、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法は、C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物を含む原料混合物を、反応領域に供給すること及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、(a)C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、(b)未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体、及び(c)酸化反応阻害剤を含む反応混合物を形成することを含む。反応混合物は、分離領域に供給されて、反応混合物からC~Cウロン酸及び/又はそのラクトンの少なくとも一部を分離し、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含む生成物画分並びに未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体及び酸化反応阻害剤を含むリサイクル画分を形成する。リサイクル画分の第1の部分が、上記方法から除去され(例えば、廃棄物として排出され、さらなる処理のために他の箇所に送られるなど)、リサイクル画分の第2の部分が、反応領域又はそれへの原料へとリサイクルされる。
【0011】
本発明の他の態様は、C~Cアルドン酸(例えば、グルコン酸)及び/又はそのラクトンを調製するための方法に関する。様々な実施形態において、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法は、(a)C~Cアルドースを含む酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、反応領域に供給すること;及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み、ここで、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である。
【0012】
特定の実施形態において、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法は、(a)C~Cアルドースを含む酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、分離領域に供給して、混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、酸化反応物を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤を含む第2の画分と、を形成することを含む。酸化反応物を含む第1の画分の少なくとも一部が、反応領域に供給され、酸化反応物は、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応されて、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成する。
【0013】
他の実施形態において、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法は、C~Cアルドースを含む酸化反応物を含む原料混合物を、反応領域に供給すること及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、(a)C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、(b)未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体、並びに(c)酸化反応阻害剤を含む反応混合物を形成することを含む。反応混合物は、分離領域に供給されて、反応混合物からC~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンの少なくとも一部を分離し、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む生成物画分と、未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体及び酸化反応阻害剤を含むリサイクル画分と、を形成する。リサイクル画分の第1の部分が、上記方法から除去され(例えば、廃棄物として排出され、さらなる処理のために他の箇所に送られるなど)、リサイクル画分の第2の部分が、反応領域又はそれへの原料へとリサイクルされる。
【0014】
本発明の様々な態様は、原料混合物を分析及び/又は改良するための方法に関する。ある実施形態において、C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの原料成分を含む原料混合物を分析するための方法は、原料混合物を分析して、原料混合物の成分を決定し、酸化反応阻害剤の存在を決定することを含む。様々な実施形態において、改良された原料混合物を調製するための方法は、本明細書に記載される原料混合物を分析して、酸化反応阻害剤の存在を決定すること;及び分離領域中で、原料混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、改良された原料混合物を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤の少なくとも一部を含む第2の画分と、を形成することを含む。
【0015】
他の目的及び特徴は、以下で、部分的に明らかになり、部分的に指摘されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図面の簡単な説明
図1】本発明の様々な実施形態に係る方法を示す線図を示す。
図2】本発明の様々な実施形態に係る分離領域を含む方法を示す線図を示す。
図3】本発明の様々な実施形態に係る分離領域及びリサイクルを含む方法を示す線図を示す。
図4】2段階反応領域の概略図を示す。
図5】異なる触媒混合物を含む2段階反応領域の概略図を示す。
図6】C~CアルドースからC~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための酸化方法の工程を示す線図を示す。
図7】グリセリン酸がグルコース原料中に添加される、Au/TiO触媒を用いてグルコースをグルコン酸に転化するための方法のグルコース転化率及びグルコース収率を報告する。
図8】潜在的な酸化反応阻害剤が原料中に添加された、Pt/C触媒を用いた、グルコン酸のグルカル酸への転化についての、グルコン酸の転化率及び様々な収率を報告する。
図9】潜在的な酸化反応阻害剤が原料中に添加された、Pt/C触媒を用いた、グルコン酸のグルコン酸への転化についての、グルコン酸の転化率及び様々な収率を報告する。
図10】4重量%のPt/C:1重量%のAu/TiO触媒混合物を用いた、グルコン酸がグルカル酸へ転化される際のグリセリン酸の収率を報告する。
図11】4重量%のPt/C:1重量%のAu/TiO触媒混合物を用いた、グルコン酸のグルカル酸への転化に対するグリセリン酸の阻害効果を報告する。
図12】4重量%のPt/C:1重量%のAu/TiO触媒混合物を用いた、グルコン酸のグルカル酸への転化に対する様々な濃度のグリセリン酸の阻害効果を報告する。
図13】グルコン酸転化率の減少を、白金に対するグリセリン酸のモル比と比較する形で、図12の結果を報告する。
【発明を実施するための形態】
【0017】
発明の詳細な説明
本発明によれば、本明細書に記載される様々な方法は、反応領域中で酸化反応阻害剤として機能することが発見された1つ以上の化合物の量を減少させるか、制限するか、若しくはなくすことによって、酸化反応物の向上した転化率、酸化生成物の改善された収率、及び/又はより高いプロセス効率を提供する。例えば、様々な方法は、特定の閾値(例えば、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下)未満の酸化反応阻害剤濃度を有する改善された酸化反応原料混合物を提供する。さらに、本明細書に記載される様々な方法は、長期の操作にわたって、及び/又は高い反応器スループットで、安定した生成物収率を提供する。これらの方法は、生成物混合物からの分離を必要とし得るオフパス生成物の量を減少させるか、及び/又はさらなる処理を必要とする生成中間体の量を減少させることによって、プロセス経済性を有利に改善することができる。
【0018】
本明細書において言及される際のアルドースとしては、アルデヒド及びヒドロキシル基を有する様々な化合物が挙げられ、これは、式(I):
HOCH(HCOH)CHO(I)
によって表され得る。様々な実施形態において、アルドースは、少なくとも1つのC~Cアルドース(すなわち、式(I)中のwが、3又は4である場合)を含む。ある実施形態において、アルドースは、少なくとも1つのペントース及び/又はヘキソースを含む。特定のC~Cアルドースとしては、例えば、アラビノース、リキソース、リボース、キシロース、アロース、アルトロース、ガラクトース、グルコース、グロース、イドース、マンノース、タロース、並びにそれらの混合物が挙げられる。様々な実施形態において、C~Cアルドースは、グルコースなどのヘキソースを含む。ある実施形態において、C~Cアルドースは、キシロース、リボース、及び/又はアラビノースなどのペントースを含む。「アルドース」という用語、及び本明細書に記載され、式(I)によって定義される任意の特定のアルドースは、これらの化合物の環状形態(ヘミアセタール形態)も含む。
【0019】
アルドースは、トウモロコシの穀粒(トウモロコシ)、コムギ、ジャガイモ、キャッサバ及びイネなどの従来のバイオ再生可能な源、並びにエネルギー作物、植物バイオマス、農業廃棄物、森林残渣、砂糖の加工残渣、及び植物由来の家庭廃棄物などの代替源を含む様々な炭水化物含有源から得ることができる。様々な実施形態において、アルドース(例えば、グルコース)は、穀類作物(例えば、トウモロコシ、コムギ、ダイズ、イネ、オオムギ、ライムギ、キビ、ソルガムなど)から得られる。より一般的には、使用され得るバイオ再生可能な源としては、例えば、スイッチグラス、ススキ、樹木(広葉樹及び針葉樹)、草木、及び作物残渣(例えば、バガス及びトウモロコシの茎葉)などの炭水化物の源を含む任意の再生可能な有機物が挙げられる。他の源としては、例えば、廃棄物(例えば、使用済みの紙、植物性廃棄物、都市廃棄物など)が挙げられる。炭水化物は、公知の方法を用いて、バイオ再生可能な材料から単離され得る。
【0020】
本明細書において言及される際のアルドン酸としては、式(II):
HOCH(HCOH)COOH(II)
のモノカルボン酸が挙げられる。様々な実施形態において、アルドン酸は、少なくとも1つのC~Cアルドン酸(すなわち、式(II)中のxが、3又は4である場合)を含む。ある実施形態において、アルドン酸は、少なくとも1つのペントン酸及び/又はヘキソン酸を含む。特定のC~Cアルドン酸としては、例えば、アラビノン酸、リキソン酸、リボン酸、キシロン酸、アロン酸、アルトロン酸、ガラクトン酸、グルコン酸、グロン酸、イドン酸、マンノン酸、タロン酸、並びにそれらの混合物が挙げられる。様々な実施形態において、C~Cアルドン酸は、グルコン酸などのヘキソン酸を含む。ある実施形態において、C~Cアルドン酸は、ペントン酸を含む。例えば、ペントン酸は、キシロン酸、リボン酸、アラビノン酸、並びにそれらの混合物からなる群から選択され得る。様々なアルドン酸のラクトンも存在し得、これらの酸の分子内環化縮合によって形成され得る。
【0021】
本明細書において言及される際のウロン酸としては、式(III):
HOOC(HCOH)CHO(III)
のモノカルボン酸が挙げられる。様々な実施形態において、ウロン酸は、少なくとも1つのC~Cウロン酸(すなわち、式(III)中のyが、3又は4である場合)を含む。ある実施形態において、ウロン酸は、少なくとも1つのペンツロン酸及び/又はヘキスロン酸を含む。特定のC~Cウロン酸としては、例えば、アラビヌロン酸、リキソヌロン酸(lyxonuronic acid)、リボウロン酸、キシロウロン酸、アルロン酸、アルトルロン酸、ガラクトウロン酸、グルクロン酸、グルロン酸、イズロン酸、マンヌロン酸、タロヌロン酸(talonuronic acid)、並びにそれらの混合物が挙げられる。様々な実施形態において、ウロン酸は、グルロン酸などのヘキスロン酸を含む。ある実施形態において、ウロン酸は、キシロウロン酸、リボウロン酸、及び/又はアラビヌロン酸などのペンツロン酸を含む。様々なウロン酸のラクトンも存在し得、これらの酸の分子内環化縮合によって形成され得る。また、「ウロン酸」という用語、及び本明細書に記載され、式(III)によって定義される任意の特定のウロン酸は、これらの化合物の環状形態(ヘミアセタール形態)も含む。
【0022】
本明細書において言及される際のアルダル酸は、式(IV):
HOOC(HCOH)COOH(IV)
のジカルボン酸を含む。様々な実施形態において、アルダル酸は、少なくとも1つのC~Cアルダル酸(すなわち、式(IV)中のzが、3又は4である場合)を含む。ある実施形態において、アルダル酸は、少なくとも1つのペンタル酸及び/又はヘキサル酸を含む。特定のC~Cアルダル酸としては、例えば、アラビナル酸、リキサル酸、リバル酸、キシラル酸、アラル酸、アルトラル酸、ガラクタル酸、グルカル酸、グラリン酸(gularic acid)、イダル酸、マンナル酸、タラル酸、並びにそれらの混合物が挙げられる。様々な実施形態において、C~Cアルダル酸は、グルカル酸などのヘキサル酸を含む。さらなる実施形態において、C~Cアルダル酸は、キシラル酸、リバル酸、アラビナル酸、並びにそれらの混合物からなる群から選択されるペンタル酸を含む。様々なアルダル酸のラクトンも存在し得、これらの酸の分子内環化縮合によって形成され得る。例えば、ラクトンとしては、D-グルカロ-1,4-ラクトン、D-グルカロ-6,3-ラクトン、及びD-グルカロ-1,4:6,3-ジラクトンなどのグルカロラクトンが挙げられる。
【0023】
アルドン酸及び/又はラクトン、及び/又は対応するアルドースからのアルダル酸及び/又はラクトンの調製は、典型的に、様々な中間体を介して進行する多段階合成である。例えば、以下のスキームに示されるように、グルコースの、グルカル酸への酸化は、主に、2つの中間体:グルコン酸及びグルロン酸を介して進行する。
【化1】
まず、グルコースのカルボニルが、酸へと酸化されて、グルコン酸を生成する。次に、グルコン酸の6位における末端ヒドロキシルが、カルボニルへと脱水素化されて、グルロン酸を生成する。最後に、グルロン酸のカルボニルが、酸へと酸化されて、グルカル酸を生成する。
【0024】
以前に報告されたグルカル酸収率(例えば、収率が、70%を超えることはほとんどない)は、いくつかの要因により制限され得る。いくつかの潜在的な制限要因としては、触媒有効性を著しく低下させる1つ以上の酸化反応阻害剤の形成、グルカル酸の過剰転化、及び触媒活性金属の浸出が挙げられる。また、酸化反応中の塩基の持続的な導入によるpH調整なしでは、グルカル酸生成の速度は、pHが低下するにつれて低下する。一方、pH調整は、多くの場合、グルカル酸の、炭素数が6未満の糖酸誘導体への過剰転化により、より低いグルカル酸収率をもたらす。したがって、いくつかの阻害因子が、個別に又は組み合わされて、グルカル酸への全収率を制限する原因となり得る。
【0025】
ここで、特定の酸化反応阻害剤の存在が、C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物の転化率に悪影響を与え得、及び/又はアルダル酸、アルドン酸、及びウロン酸及び/又はそのラクトンの収率に悪影響を与え得ることが発見された。例えば、反応混合物が酸化反応阻害剤を含む、C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物の反応は、例えば、0.5重量%以下の酸化反応阻害剤を有する同様の反応と比較した際に、90%以下、80%以下、70%以下、60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、又は20%以下の全転化率を示し得る。同様に、酸化反応阻害剤の濃度が制御されない反応における生成物収率は、例えば、0.5重量%以下の酸化反応阻害剤を有する同様の反応において観察される収率の90%以下、80%以下、70%以下、60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、又は20%以下であり得る。
【0026】
重要なことに、特定のC化合物、特に、Cアルコール及び/又はC酸が、C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物の触媒酸化において、酸化反応阻害剤として機能し得ることが分かった。酸化反応阻害剤として同定された特定の化合物としては、グリセリン酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、1,3-プロパンジオール、並びにそれらの混合物が挙げられる。したがって、様々な実施形態において、酸化反応阻害剤は、グリセリン酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、1,3-プロパンジオール、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの成分を含む。ある実施形態において、酸化反応阻害剤は、グリセリン酸を含む。特定の実施形態において、酸化反応阻害剤は、3-ヒドロキシプロピオン酸を含む。
【0027】
酸化反応阻害剤の1つ以上の濃度が、観察される阻害度に関連することも分かった。本明細書に記載される方法は、反応領域中で、酸化反応阻害剤の低下した濃度を有利に提供し得る。
【0028】
アルダル酸及び/又はそのラクトンを生成するための方法
上記のように、本発明の実施形態は、アルダル酸(例えば、グルカル酸)及び/又はそのラクトンを生成するための酸化方法を含む。例えば、様々な方法は、(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、反応領域に供給すること;及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み、ここで、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である。図1は、これらの実施形態に係る方法を示す線図を示す。
【0029】
これらの方法の様々な実施形態において、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である。
【0030】
また、ある実施形態において、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である。例えば、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%であり得る。
【0031】
~Cアルダル酸(例えば、グルカル酸)及び/又はそのラクトンを調製するための他の方法は、(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、分離領域に供給して、原料混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、酸化反応物を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤を含む第2の画分と、を形成すること;酸化反応物を含む第1の画分の少なくとも一部を、反応領域に供給すること;及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含む。図2は、これらの実施形態に係る方法を示す線図を示す。
【0032】
これらの方法の様々な実施形態において、第1の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比は、原料混合物中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比未満であり得る。ある実施形態において、第1の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比は、第2の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比未満である。
【0033】
様々な実施形態において、第1の画分中の酸化反応物の濃度は、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である。例えば、第1の画分中の酸化反応物の濃度は、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%であり得る。
【0034】
ある実施形態において、第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度は、第2の画分中の酸化反応阻害剤の濃度未満であり得る。様々な実施形態において、第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である。例えば、第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%であり得る。
【0035】
~Cアルダル酸(例えば、グルカル酸)及び/又はそのラクトンを調製するためのさらなる方法は、C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物を含む原料混合物を、反応領域に供給すること;酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、(a)C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトン、(b)未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体、並びに(c)酸化反応阻害剤を含む反応混合物を形成すること;反応混合物を、分離領域に供給して、反応混合物からC~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンの少なくとも一部を分離し、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む生成物画分と、未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体及び酸化反応阻害剤を含むリサイクル画分と、を形成すること;上記方法からリサイクル画分の第1の部分を除去すること(例えば、廃棄物としてパージ/排出し、さらなる処理のためにその後の単位操作に送ることなど);及びリサイクル画分の第2の部分を、反応領域又はそれへの原料にリサイクルすることを含む。図3は、これらの実施形態に係る方法を示す線図を示す。本明細書において言及される際、生成中間体としては、例えば、さらなる酸化によりアルダル酸を生じる、様々なアルドン酸及びウロン酸が挙げられる。例えば、グルコースの酸化の際に存在する主な生成中間体としては、グルコン酸、グルロン酸、及びグルクロン酸が挙げられる。
【0036】
これらの方法の様々な実施形態において、リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下であり得る。例えば、リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%であり得る。
【0037】
様々な実施形態において、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である。例えば、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%であり得る。
【0038】
これらの方法の様々な実施形態において、酸化反応物は、C~Cアルドースを含む。例えば、C~Cアルドースは、アラビノース、リキソース、リボース、キシロース、アロース、アルトロース、ガラクトース、グルコース、グロース、イドース、マンノース、タロース、並びにそれらの混合物からなる群から選択され得る。特定の実施形態において、C~Cアルドースは、グルコースを含む。ある実施形態において、C~Cアルドースは、炭水化物含有源から得られる。これらの及び他の実施形態において、C~Cアルドースは、穀類作物から得られる。
【0039】
様々な実施形態において、酸化反応物は、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む。例えば、C~Cアルドン酸は、アラビノン酸、リキソン酸、リボン酸、キシロン酸、アロン酸、アルトロン酸、ガラクトン酸、グルコン酸、グロン酸、イドン酸、マンノン酸、タロン酸、並びにそれらの混合物からなる群から選択され得る。特定の実施形態において、C~Cアルドン酸は、グルコン酸を含む。
【0040】
ある実施形態において、酸化反応物は、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含む。例えば、C~Cウロン酸は、アラビヌロン酸、リキソヌロン酸、リボウロン酸、キシロウロン酸、アルロン酸、アルトルロン酸、ガラクトウロン酸、グルクロン酸、グルロン酸、イズロン酸、マンヌロン酸、タロヌロン酸、並びにそれらの混合物からなる群から選択され得る。特定の実施形態において、C~Cウロン酸は、グルロン酸を含む。
【0041】
これらの方法の様々な実施形態において、反応混合物は、アラビナル酸、リキサル酸、リバル酸、キシラル酸、アラル酸、アルトラル酸、ガラクタル酸、グルカル酸、グラリン酸、イダル酸、マンナル酸、タラル酸、並びにそれらの混合物からなる群から選択されるC~Cアルダル酸を含む。特定の実施形態において、反応混合物は、グルカル酸を含む。
【0042】
ウロン酸及び/又はそのラクトンを生成するための方法
他の実施形態は、C~Cウロン酸(例えば、グルロン酸)及び/又はそのラクトンを調製するための方法に関する。様々な方法は、(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、反応領域に供給すること;及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み、ここで、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である。図1は、これらの実施形態に係る方法を示す線図を示す。
【0043】
これらの方法の様々な実施形態において、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である。
【0044】
また、ある実施形態において、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である。例えば、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%であり得る。
【0045】
~Cウロン酸(例えば、グルロン酸)及び/又はそのラクトンを調製するための他の方法は、(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、分離領域に供給して、混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、酸化反応物を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤を含む第2の画分と、を形成すること;酸化反応物を含む第1の画分の少なくとも一部を、反応領域に供給すること;及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含む。図2は、これらの実施形態に係る方法を示す線図を示す。
【0046】
これらの方法の様々な実施形態において、第1の画分中の、酸化反応阻害剤対酸化反応物のモル比は、原料混合物中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比未満であり得る。ある実施形態において、第1の画分中の、前記酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比は、第2の画分中の、酸化反応阻害剤酸化反応物のモル比未満である。
【0047】
様々な実施形態において、第1の画分中の酸化反応物の濃度は、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である。例えば、第1の画分中の酸化反応物の濃度は、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%であり得る。
【0048】
ある実施形態において、第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度は、第2の画分中の酸化反応阻害剤の濃度未満であり得る。様々な実施形態において、第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である。例えば、第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%であり得る。
【0049】
~Cウロン酸(例えば、グルロン酸)及び/又はそのラクトンを調製するためのさらなる方法は、C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物を含む原料混合物を、反応領域に供給すること;酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、(a)C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、(b)未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体、及び(c)酸化反応阻害剤を含む反応混合物を形成すること;反応混合物を分離領域に供給して、反応混合物からC~Cウロン酸及び/又はそのラクトンの少なくとも一部を分離し、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含む生成物画分と、未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体及び酸化反応阻害剤を含むリサイクル画分と、を形成すること;上記方法からリサイクル画分の第1の部分を除去すること(例えば、廃棄物としてパージ/排出し、さらなる処理のためにその後の単位操作に送ることなど);及びリサイクル画分の第2の部分を、反応領域又はそれへの原料にリサイクルすることを含む。図3は、これらの実施形態に係る方法を示す線図を示す。
【0050】
これらの方法の様々な実施形態において、リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下であり得る。例えば、リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%であり得る。
【0051】
様々な実施形態において、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である。例えば、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%であり得る。
【0052】
これらの方法の様々な実施形態において、酸化反応物は、C~Cアルドースを含む。例えば、C~Cアルドースは、アラビノース、リキソース、リボース、キシロース、アロース、アルトロース、ガラクトース、グルコース、グロース、イドース、マンノース、タロース、並びにそれらの混合物からなる群から選択され得る。特定の実施形態において、C~Cアルドースは、グルコースを含む。ある実施形態において、C~Cアルドースは、炭水化物含有源から得られる。これらの及び他の実施形態において、C~Cアルドースは、穀類作物から得られる。
【0053】
様々な実施形態において、酸化反応物は、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む。例えば、C~Cアルドン酸は、アラビノン酸、リキソン酸、リボン酸、キシロン酸、アロン酸、アルトロン酸、ガラクトン酸、グルコン酸、グロン酸、イドン酸、マンノン酸、タロン酸、並びにそれらの混合物からなる群から選択され得る。特定の実施形態において、C~Cアルドン酸は、グルコン酸を含む。
【0054】
これらの方法の様々な実施形態において、反応混合物は、アラビヌロン酸、リキソヌロン酸、リボウロン酸、キシロウロン酸、アルロン酸、アルトルロン酸、ガラクトウロン酸、グルクロン酸、グルロン酸、イズロン酸、マンヌロン酸、タロヌロン酸、並びにそれらの混合物からなる群から選択されるC~Cウロン酸を含む。特定の実施形態において、C~Cウロン酸は、グルロン酸を含む。
【0055】
アルドン酸及び/又はそのラクトンを生成するための方法
本発明の実施形態は、アルドン酸及び/又はラクトンを生成するための方法も含む。様々な方法は、(a)C~Cアルドースを含む酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、反応領域に供給すること;及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み、ここで、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である。図1は、これらの実施形態に係る方法を示す線図を示す。
【0056】
これらの方法の様々な実施形態において、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である。
【0057】
また、ある実施形態において、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である。例えば、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%であり得る。
【0058】
~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを調製するための他の方法は、(a)C~Cアルドースを含む酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、分離領域に供給して、混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、酸化反応物を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤を含む第2の画分と、を形成すること;酸化反応物を含む第1の画分の少なくとも一部を、反応領域に供給すること;及び酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含む。図2は、これらの実施形態に係る方法を示す線図を示す。
【0059】
これらの方法の様々な実施形態において、第1の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比は、原料混合物中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比未満であり得る。ある実施形態において、第1の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比は、第2の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比未満である。
【0060】
様々な実施形態において、第1の画分中の酸化反応物の濃度は、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である。例えば、第1の画分中の酸化反応物の濃度は、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%であり得る。
【0061】
ある実施形態において、第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度は、第2の画分中の酸化反応阻害剤の濃度未満であり得る。様々な実施形態において、第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である。例えば、第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%であり得る。
【0062】
~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを調製するためのさらなる方法は、C~Cアルドースを含む酸化反応物を含む原料混合物を、反応領域に供給すること、酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、(a)C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、(b)未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体、並びに(c)酸化反応阻害剤を含む反応混合物を形成すること;反応混合物を、分離領域に供給して、反応混合物からC~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンの少なくとも一部を分離し、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む生成物画分と、未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体及び酸化反応阻害剤を含むリサイクル画分と、を形成すること;上記方法からリサイクル画分の第1の部分を除去すること(例えば、廃棄物としてパージ/排出し、さらなる処理のためにその後の単位操作に送ることなど);及びリサイクル画分の第2の部分を、反応領域又はそれへの原料にリサイクルすることを含む。図3は、これらの実施形態に係る方法を示す線図を示す。
【0063】
これらの方法の様々な実施形態において、リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下であり得る。例えば、リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%であり得る。
【0064】
様々な実施形態において、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である。例えば、原料混合物中の酸化反応物の濃度は、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%であり得る。
【0065】
これらの方法の様々な実施形態において、C~Cアルドースは、アラビノース、リキソース、リボース、キシロース、アロース、アルトロース、ガラクトース、グルコース、グロース、イドース、マンノース、タロース、並びにそれらの混合物からなる群から選択される。特定の実施形態において、C~Cアルドースは、グルコースを含む。ある実施形態において、C~Cアルドースは、炭水化物含有源から得られる。これらの及び他の実施形態において、C~Cアルドースは、穀類作物から得られる。
【0066】
様々な実施形態において、反応混合物は、アラビノン酸、リキソン酸、リボン酸、キシロン酸、アロン酸、アルトロン酸、ガラクトン酸、グルコン酸、グロン酸、イドン酸、マンノン酸、タロン酸、並びにそれらの混合物からなる群から選択されるC~Cアルドン酸を含む。特定の実施形態において、C~Cアルドン酸は、グルコン酸を含む。
【0067】
さらなる方法及び方法の特徴
本明細書に記載される様々な方法は、分離領域を含むか又はさらに含み得る。ある実施形態において、分離領域は、クロマトグラフ分離段階を含み得る。様々な実施形態において、クロマトグラフ分離段階は、分離媒体を含む。特定の実施形態において、分離媒体は、両性及び/又はアニオン性クロマトグラフィー樹脂を含む。
【0068】
上記のように、pH調整は、典型的に、アルダル酸の、他の誘導体への過剰転化のため、より低い生成物収率をもたらす。したがって、様々な実施形態において、本明細書に記載される方法は、塩基を加えずに行われ得る。例えば、反応混合物のpHが、塩基の添加によって制御若しくは増加されず、及び/又は塩基が、反応領域に供給されない。さらなる実施形態において、反応混合物のpHが、塩基の添加によって制御若しくは増加されない上記方法が、行われ得る。ある実施形態において、反応混合物が、塩形成カチオンを含まないか又は本質的に含まない上記方法が、行われ得る。
【0069】
様々な実施形態において、20℃で測定した際の、本明細書に記載される方法の反応混合物のpHは、約7以下、約6.5以下、約6以下、約5以下、約4以下、約3以下、又は約2以下である。例えば、20℃で測定した際の、本明細書に記載される方法の反応混合物のpHは、約1~約7、約1~約6、約1~約5、約1~約4、約1.5~約7、約1.5~約6、約1.5~約5、約1.5~約4、約2~約7、約2~約6、約2~約5、又は約2~約4であり得る。ある実施形態において、反応混合物は、約4以下、約3以下、又は約2以下の、20℃で測定される最小pHに到達し得る。
【0070】
特定の実施形態において、反応領域は、約60℃以上、約70℃以上、又は約80℃以上の温度に加熱される。例えば、反応領域は、約60℃~約150℃、約70℃~約150℃、約80℃~約150℃、約60℃~約125℃、約70℃~約125℃、約80℃~約125℃、約60℃~約100℃、約70℃~約100℃、又は約80℃~約100℃の温度に加熱され得る。
【0071】
特定の実施形態において、酸素は、酸素含有ガス状混合物として反応領域に供給される。例えば、ある実施形態において、酸素は、空気、酸素富化空気、酸素を含む混合物、少なくとも約40若しくは50体積%の酸素を含む混合物、酸素及び窒素を含む混合物(例えば、体積基準で約50:50混合物)、又は実質的に純粋な酸素(少なくとも99体積%の酸素)として反応領域に供給される。様々な実施形態において、酸素は、約0.5体積%以上、約1体積%以上、約5体積%以上、又は約10体積%以上の酸素濃度を有する混合物として反応領域に供給される。例えば、様々な実施形態において、酸素は、約0.5体積%~約20体積%、約0.5体積%~約15体積%、約0.5体積%~約10体積%、約0.5体積%~約5体積%、約1体積%~約20体積%、約1体積%~約15体積%、約1体積%~約10体積%、約1体積%~約5体積%、約5体積%~約20体積%、約5体積%~約15体積%、又は約5体積%~約10体積%の酸素濃度を有する混合物として反応領域に供給される。特定の実施形態において、酸素は、約10体積%以下、約5体積%以下、約4体積%以下、約3体積%以下、約2体積%以下、約1体積%以下、又は約0.5体積%以下。例えば、約10体積%~約0.5体積%、約5体積%~約0.5体積%、約4体積%~約0.5体積%、約3体積%~約0.5体積%、約2体積%~約0.5体積%、又は約1体積%~約0.5体積%の酸素濃度を有する混合物として反応領域に供給される。
【0072】
様々な実施形態において、反応領域中の酸素の分圧は、約2psig以上、約25psig以上、約50psig以上、又は約100psig以上である。例えば、反応領域中の酸素の分圧は、約2psig~約2000psig、約50psig~約2000psig、又は約100psig~約2000psigであり得る。
【0073】
一般に、本明細書に記載される方法は、触媒プロセスであるが、電流の印加を必要としない。したがって、様々な実施形態において、本明細書に記載される方法は、電気化学方法ではなく、及び/又は電流を(例えば、電極を介して)反応混合物に印加することを含まない。
【0074】
上記のように、本発明の方法は、向上した生成物収率を提供し得る。ある実施形態において、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、及び/又はC~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンの収率は、約50%以上、約55%以上、約60%以上、約65%以上、約70%以上、又は約75%以上である。例えば、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、及び/又はC~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンの収率は、約50%~約85%、約50%~約80%、約50%~約75%、約50%~約70%、約50%~約65%、約60%~約85%、約60%~約80%、約60%~約75%、約60%~約70%、約65%~約85%、約65%~約80%、約65%~約75%、又は約65%~約70%であり得る。
【0075】
~Cアルダル酸及び/又はラクトンが、グルカル酸及び/又はそのラクトンを含む実施形態において、グルカル酸及び/又はそのラクトンの収率は、約50%以上、約55%以上、約60%以上、約65%以上、約70%以上、又は約75%以上であり得る。様々な実施形態において、グルカル酸及び/又はそのラクトンの収率は、約50%~約85%、約50%~約80%、約50%~約75%、約50%~約70%、約50%~約65%、約60%~約85%、約60%~約80%、約60%~約75%、約60%~約70%、約65%~約85%、約65%~約80%、約65%~約75%、又は約65%~約70%であり得る。
【0076】
また、本発明の方法は、高い反応器スループットでも、安定した収率を提供し得る。特定の実施形態において、反応領域の液空間速度(LHSV)は、約0.2hr-1以上、約0.5hr-1以上、約1hr-1以上、約1.5hr-1以上、約2hr-1以上、約5hr-1以上、又は約10hr-1以上である。例えば、反応領域のLHSVは、約0.2hr-1~約50hr-1、約0.5hr-1~約50hr-1、約1hr-1~約50hr-1、約2hr-1~約50hr-1、約5hr-1~約50hr-1、約10hr-1~約50hr-1、約0.2hr-1~約10hr-1、約0.5hr-1~約10hr-1、約1hr-1~約10hr-1、約2hr-1~約10hr-1、又は約5hr-1~約10hr-1であり得る。ある実施形態において、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、又は少なくとも約75%の生成物収率(例えば、C~Cアルダル酸、例えばグルカル酸、及び/又はそのラクトンの収率)が、上記のLHSV範囲で又はその範囲内で達成され得る。
【0077】
反応混合物及び/又は原料混合物は、溶媒を含み得る。酸化反応に好適な溶媒としては、例えば、水又はカルボン酸(例えば、酢酸)の水溶液が挙げられる。
【0078】
一般に、反応領域は、固定床反応器、トリクル床反応器、スラリー相反応器、移動床反応器、又は触媒反応、特に、不均一系触媒反応を可能にする任意の他の設計を用いて、1つ以上のバッチ、セミバッチ、又は連続反応器設計を含み得る。反応器の例は、参照により本明細書に援用されるChemical Process Equipment -Selection and Design,Couper et al.,Elsevier 1990に見られる。本明細書に記載される様々な方法において、反応領域は、1つ以上のトリクル床反応器を含む。反応剤、酸素、任意の溶媒、及び触媒が、別々に又は様々な組合せで好適な反応器中に導入され得ることが理解されるべきである。
【0079】
本明細書に記載される方法にしたがって生成されるアルダル酸、アルドン酸、及びウロン酸及び/又はそのラクトンは、塩、エステル、ケトン、及びラクトンなどの様々な他の誘導体に転化され得る。カルボン酸をこのような誘導体に転化するための方法は、当該技術分野において公知であり、例えば、Wade,Organic Chemistry 3rd ed.,Prentice Hall 1995を参照されたい。
【0080】
触媒
上記のように、本明細書に記載される方法は、酸化触媒の使用を含む。本明細書において言及される酸化触媒は、酸化反応に有効な1つ以上の触媒を含み得る。
【0081】
一般に、酸化触媒は、触媒活性相を含む。様々な実施形態において、触媒活性相は、1つ以上の貴金属を含む。例えば、触媒活性相は、白金及び/又は金を含み得る。
【0082】
上記のように、1つ以上の酸化反応阻害剤の濃度は、酸化反応の阻害度に関連すると考えられる。さらに、理論によって制約されるものではないが、酸化反応阻害剤:触媒活性相のモル比は、酸化反応の阻害度に影響を与える別の要因であり得る。したがって、特定の実施形態において、酸化反応阻害剤:触媒活性相のモル比は、約50:1以下、約40:1以下、約30:1以下、約20:1以下、約10:1以下、約5:1以下、約1:1以下、又は約0.1:1以下である。例えば、酸化反応阻害剤:触媒活性相のモル比は、約0.001:1~約50:1、約0.001:1~約20:1、約0.001:1~約10:1、約0.001:1~約1:1、約0.001:1~約0.1:1、約0.001:1~約0.01:1、約0.01:1~約50:1、約0.01:1~約20:1、約0.01:1~約10:1、約0.01:1~約1:1、約0.01:1~約0.1:1、約0.1:1~約50:1、約0.1:1~約20:1、約0.1:1~約10:1、約0.1:1~約1:1、約1:1~約50:1、約1:1~約20:1、又は約1:1~約10:1であり得る。
【0083】
様々な実施形態において、酸化触媒は、約10重量%以下、約7.5重量%以下、約5重量%以下、約4重量%以下、約2重量%以下、又は約1重量%以下の触媒活性相の充填量を有する。他の実施形態において、酸化触媒は、約0.1重量%以上、約0.25重量%以上、約0.5重量%以上、約0.75重量%以上、又は約1重量%以上の触媒活性相の充填量を有する。例えば、ある実施形態において、酸化触媒は、約0.1重量%~約10重量%、約0.1重量%~約7.5重量%、約0.1重量%~約5重量%、約0.1重量%~約4重量%、約0.5重量%~約10重量%、約0.5重量%~約7.5重量%、約0.5重量%~約5重量%、約0.5重量%~約4重量%、約1重量%~約10重量%、約1重量%~約7.5重量%、約1重量%~約5重量%、約1重量%~約4重量%、又は約1重量%~約3重量%の触媒活性相の充填量を有する。
【0084】
様々な実施形態において、酸化触媒は、不均一系触媒である。ある実施形態において、酸化触媒は、触媒担体を含む。例えば、酸化触媒の担体は、炭素、アルミナ、シリカ、セリア、チタニア、ジルコニア、ニオビア、ゼオライト、マグネシア、粘土、ニッケル、コバルト、銅、酸化鉄、炭化ケイ素、アルミノケイ酸塩、モンモリロナイト、及びそれらの組合せからなる群から選択される材料を含み得る。特定の実施形態において、酸化触媒の担体は、炭素、チタニア、ジルコニア、及びそれらの組合せを含む。他の実施形態において、酸化触媒の担体は、ジルコニア、ドープジルコニア、ドープジルコニア-金属錯体、ドープジルコニア-金属酸化物錯体、チタニア、ドープチタニア、ドープチタニア-金属錯体、ドープチタニア-金属酸化物錯体、及びそれらの混合物を含む。さらなる実施形態において、酸化触媒の担体は、グラファイト、カーボンブラック、活性炭及びそれらの組合せからなる群から選択される少なくとも1つの炭素材料を含む。特定の実施形態において、酸化触媒の担体は、カーボンブラックを含む。様々な炭素担体並びにこれらの担体及び触媒組成物を調製する方法は、米国特許第9,682,368号及び米国特許出願公開第2017/0120223号及び2017/0120219号に記載され、これらはそれぞれ、参照により本明細書に援用される。
【0085】
様々な実施形態において、酸化触媒は、少なくとも約5m/g、少なくとも約100m/g、少なくとも約200m/g、少なくとも約500m/g、少なくとも約1,000m/g、少なくとも約1,500m/g、又は少なくとも約2,000m/gであるBET比表面積を有し得る。例えば、酸化触媒は、約5m/g~約2,500m/g、約5m/g~約2,000m/g、約5m/g~約1,500m/g、約5m/g~約1,000m/g、約5m/g~約500m/g、約5m/g~約200m/g、約100m/g~約2,500m/g、約100m/g~約2,000m/g、約100m/g~約1,500m/g、約100m/g~約1,000m/g、約100m/g~約500m/g、又は約100m/g~約200m/gであるBET比表面積を有し得る。
【0086】
特定の実施形態において、酸化触媒は、第1の触媒及び第2の触媒などの2つ以上の異なる触媒を含み得、ここで、第1の触媒及び第2の触媒は異なる。アルドース、アルドン酸及び/又はそのラクトン、及び/又はウロン酸及び/又はそのラクトンの触媒酸化によって、アルダル酸及び/又はそのラクトン及び/又はその中間体を調製するための方法において、少なくとも2つの異なる触媒を用いることは、長期の操作にわたってであっても、向上した生成物収率(例えば、アルダル酸収率)を提供することが意外にも発見された。少なくとも2つの異なる触媒を用いることによって、全収率を制限することが予想される阻害因子のいくつかが減少又は回避されることが理論付けられる。特に、白金を含む第1の触媒及び金を含む第2の触媒が、C~Cアルドース、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、及びC~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンの、対応するアルダル酸及び/又はそのラクトン又はその中間体への触媒酸化に特に有効であることが発見された。この向上した収率は、原料又は反応混合物中の酸化反応阻害剤の存在が減少又は制限される場合にさらに改善され得、例えば、約0.5重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である。
【0087】
上記のように、様々な実施形態において、第1の触媒は、白金を含む。この触媒は、アルドン酸及び/又はそのラクトン(例えば、グルコン酸)の、ウロン酸及び/又はそのラクトン(例えば、グルロン酸)への酸化に特に有用であることが分かった。ある実施形態において、第1の触媒は、約10重量%以下、約7.5重量%以下、約5重量%以下、約4重量%以下、約2重量%以下、又は約1重量%以下の白金充填量を有する。これらの及び他の実施形態において、第1の触媒は、約0.1重量%以上、約0.25重量%以上、約0.5重量%以上、約0.75重量%以上、又は約1重量%以上の白金充填量を有する。例えば、様々な実施形態において、第1の触媒は、約0.1重量%~約10重量%、約0.1重量%~約7.5重量%、約0.1重量%~約5重量%、約0.1重量%~約4重量%、約0.5重量%~約10重量%、約0.5重量%~約7.5重量%、約0.5重量%~約5重量%、約0.5重量%~約4重量%、約1重量%~約10重量%、約1重量%~約7.5重量%、約1重量%~約5重量%、約1重量%~約4重量%、又は約1重量%~約3重量%の白金充填量を有する。
【0088】
ある実施形態において、第1の触媒は、白金がそのかなりの部分を占め得る触媒活性相を含む。例えば、ある実施形態において、白金は、第1の触媒の触媒活性相の約20重量%以上、約30重量%以上、約40重量%以上、約50重量%以上、約60重量%以上、約70重量%以上、約80重量%以上、約90重量%以上、約95重量%以上、又は約99重量%以上を占める。特定の実施形態において、白金は、第1の触媒の触媒活性相の約20重量%~約99重量%、約30重量%~約99重量%、約40重量%~約99重量%、約50重量%~約99重量%、約60重量%~約99重量%、約70重量%~約99重量%、約80重量%~約99重量%、約90重量%~約99重量%、約95重量%~約99重量%、約20重量%~約95重量%、約30重量%~約95重量%、約40重量%~約95重量%、約50重量%~約95重量%、約60重量%~約95重量%、約70重量%~約95重量%、約80重量%~約95重量%、約90重量%~約95重量%、約20重量%~約90重量%、約30重量%~約90重量%、約40重量%~約90重量%、約50重量%~約90重量%、約60重量%~約90重量%、約70重量%~約90重量%、又は約80重量%~約90重量%を占める。
【0089】
様々な実施形態において、第1の触媒は、不均一系触媒である。ある実施形態において、第1の触媒は、触媒担体を含み得る。例えば、第1の触媒の担体は、炭素、アルミナ、シリカ、セリア、チタニア、ジルコニア、ニオビア、ゼオライト、マグネシア、粘土、ニッケル、コバルト、銅、酸化鉄、炭化ケイ素、アルミノケイ酸塩、モンモリロナイト、及びそれらの組合せからなる群から選択される材料を含み得る。ある実施形態において、第1の触媒の担体は、炭素、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、及びそれらの組合せを含む材料を含む。さらなる実施形態において、第1の触媒の担体は、グラファイト、カーボンブラック、活性炭及びそれらの組合せ(例えば、本明細書に示されるカーボンブラック担体)からなる群から選択される少なくとも1つの炭素材料を含む。特定の実施形態において、第1の触媒の担体は、ジルコニア、ドープジルコニア、ドープジルコニア-金属錯体、ドープジルコニア-金属酸化物錯体、チタニア、ドープチタニア、ドープチタニア-金属錯体、ドープチタニア-金属酸化物錯体、及びそれらの混合物を含む。様々な実施形態において、第1の触媒の担体は、チタニアを含む。特定の実施形態において、第1の触媒の担体は、第1の触媒の担体と同じではない。
【0090】
様々な実施形態において、第1の触媒は、少なくとも約5m/g、少なくとも約100m/g、少なくとも約200m/g、少なくとも約500m/g、少なくとも約1,000m/g、少なくとも約1,500m/g、又は少なくとも約2,000m/gであるBET比表面積を有し得る。例えば、第1の触媒は、約5m/g~約2,500m/g、約5m/g~約2,000m/g、約5m/g~約1,500m/g、約5m/g~約1,000m/g、約5m/g~約500m/g、約5m/g~約200m/g、約100m/g~約2,500m/g、約100m/g~約2,000m/g、約100m/g~約1,500m/g、約100m/g~約1,000m/g、約100m/g~約500m/g、又は約100m/g~約200m/gであるBET比表面積を有し得る。
【0091】
上記のように、様々な実施形態において、酸化触媒は、金を含む第2の触媒を含み得る。この触媒は、アルドースの、アルドン酸への酸化、並びにウロン酸及び/又はそのラクトン(例えば、グルロン酸)の、アルダル酸及び/又はそのラクトン(例えば、グルカル酸)への酸化に特に有用であることが分かった。
【0092】
ある実施形態において、酸化触媒は、約10重量%以下、約7.5重量%以下、約5重量%以下、約4重量%以下、約2重量%以下、又は約1重量%以下の金充填量を有する第2の触媒を含む。これらの及び他の実施形態において、第2の触媒は、約0.1重量%以上、約0.25重量%以上、約0.5重量%以上、約0.75重量%以上、又は約1重量%以上の金充填量を有する。例えば、様々な実施形態において、第2の触媒は、約0.1重量%~約10重量%、約0.1重量%~約7.5重量%、約0.1重量%~約5重量%、約0.1重量%~約4重量%、約0.1重量%~約3重量%、約0.1重量%~約2重量%、約0.5重量%~約10重量%、約0.5重量%~約7.5重量%、約0.5重量%~約5重量%、約0.5重量%~約4重量%、約0.5重量%~約3重量%、約0.5重量%~約2重量%、約1重量%~約10重量%、約1重量%~約7.5重量%、約1重量%~約5重量%、約1重量%~約4重量%、約1重量%~約3重量%、又は約1重量%~約2重量%の金充填量を有する。
【0093】
様々な実施形態において、第2の触媒は、金が触媒活性相のかなりの部分を占め得る触媒活性相を含む。例えば、ある実施形態において、金は、第2の触媒の触媒活性相の約20重量%以上、約30重量%以上、約40重量%以上、約50重量%以上、約60重量%以上、約70重量%以上、約80重量%以上、約90重量%以上、約95重量%以上、又は約99重量%以上を占める。特定の実施形態において、金は、第2の触媒の触媒活性相の約20重量%~約99重量%、約30重量%~約99重量%、約40重量%~約99重量%、約50重量%~約99重量%、約60重量%~約99重量%、約70重量%~約99重量%、約80重量%~約99重量%、約90重量%~約99重量%、約95重量%~約99重量%、約20重量%~約95重量%、約30重量%~約95重量%、約40重量%~約95重量%、約50重量%~約95重量%、約60重量%~約95重量%、約70重量%~約95重量%、約80重量%~約95重量%、約90重量%~約95重量%、約20重量%~約90重量%、約30重量%~約90重量%、約40重量%~約90重量%、約50重量%~約90重量%、約60重量%~約90重量%、約70重量%~約90重量%、又は約80重量%~約90重量%を占める。
【0094】
様々な実施形態において、第2の触媒は、不均一系触媒である。ある実施形態において、第2の触媒は、触媒担体を含み得る。例えば、第2の触媒の担体は、炭素、アルミナ、シリカ、セリア、チタニア、ジルコニア、ニオビア、ゼオライト、マグネシア、粘土、ニッケル、コバルト、銅、酸化鉄、炭化ケイ素、アルミノケイ酸塩、モンモリロナイト、及びそれらの組合せからなる群から選択される材料を含み得る。ある実施形態において、第2の触媒の担体は、炭素、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、及びそれらの組合せを含む材料を含む。さらなる実施形態において、第2の触媒の担体は、グラファイト、カーボンブラック、活性炭及びそれらの組合せ(例えば、本明細書に示されるカーボンブラック担体)からなる群から選択される少なくとも1つの炭素材料を含む。特定の実施形態において、第2の触媒の担体は、ジルコニア、ドープジルコニア、ドープジルコニア-金属錯体、ドープジルコニア-金属酸化物錯体、チタニア、ドープチタニア、ドープチタニア-金属錯体、ドープチタニア-金属酸化物錯体、及びそれらの混合物を含む。様々な実施形態において、第2の触媒の担体は、チタニアを含む。特定の実施形態において、第2の触媒の担体は、第1の触媒の担体と同じではない。
【0095】
様々な実施形態において、第2の触媒は、少なくとも約5m/g、少なくとも約100m/g、少なくとも約200m/g、少なくとも約500m/g、少なくとも約1,000m/g、少なくとも約1,500m/g、又は少なくとも約2,000m/gであるBET比表面積を有し得る。例えば、第2の触媒は、約5m/g~約2,500m/g、約5m/g~約2,000m/g、約5m/g~約1,500m/g、約5m/g~約1,000m/g、約5m/g~約500m/g、約5m/g~約200m/g、約100m/g~約2,500m/g、約100m/g~約2,000m/g、約100m/g~約1,500m/g、約100m/g~約1,000m/g、約100m/g~約500m/g、又は約100m/g~約200m/gであるBET比表面積を有し得る。
【0096】
本明細書に記載される様々な方法において、反応領域中の第1の触媒:第2の触媒の総量の体積比は、約1:10~約10:1、約1:5~約5:1、約1:3~約3:1、又は約1:1である。さらなる実施形態において、反応領域中の第1の触媒:第2の触媒の総量の重量又は体積比は、約1:10~約10:1、約1:5~約5:1、約1:3~約3:1、又は約1:1である。
【0097】
本明細書に記載される様々な方法において、第1の触媒及び第2の触媒は、混合され得る。言い換えると、反応領域は、第1の触媒及び第2の触媒の混合物(例えば、物理的混合物)を含み得る。
【0098】
さらに、本明細書に記載される様々な方法において、第1の触媒及び第2の触媒は、段階的(staged)又は混合及び段階的触媒の組合せであり得る。例えば、反応領域は、第1の触媒を含む第1の段階及び第2の触媒を含む第2の段階を含み得る。2段階反応領域の概略図である図4を参照されたい。
【0099】
第1の段階及び/又は第2の段階を含む様々な実施形態において、第1の段階は、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み得る。ある実施形態において、第1の段階において、第1の触媒の重量又は体積は、第2の触媒の重量又は体積を超え得る。例えば、様々な実施形態において、第1の段階は、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第1の触媒:第2の触媒の重量又は体積比は、約2:1以上、約3:1以上、又は約4:1以上である。ある実施形態において、第1の段階は、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第1の触媒:第2の触媒の重量又は体積比は、約2:1~約10:1、約2:1~約5:1、約3:1~約10:1、又は約3:1~約5:1であり得る。
【0100】
第1の段階及び第2の段階を含む実施形態において、第2の段階は、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み得る。ある実施形態において、第2の触媒の重量又は体積は、第1の触媒の重量又は体積を超え得る。例えば、様々な実施形態において、第2の段階は、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第2の触媒:第1の触媒の重量又は体積比は、約2:1以上、約3:1以上、又は約4:1以上である。例えば、第2の段階は、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第2の触媒:第1の触媒の重量又は体積比は、約2:1~約10:1、約2:1~約5:1、約3:1~約10:1、又は約3:1~約5:1であり得る。
【0101】
様々な実施形態において、第1の段階及び第2の段階は、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含む。段階は、上述される混合物を含む、第1及び第2の触媒の異なる混合物を含み得る。図5は、異なる触媒混合物を含む2段階反応領域の概略図を示す。
【0102】
上記のように、本明細書に記載される様々な方法は、アルドースを、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、アルドン酸及び/又はそのラクトンを形成する工程をさらに含み得る。これらの実施形態において、酸化触媒、第1の触媒、及び第2の触媒は、同様に段階的であり得る。例えば、ある実施形態において、反応領域は、酸化触媒を含む初期酸化段階、第1の触媒を含む第1の段階、及び第2の触媒を含む第2の段階を含み得る。この方法の一例が、図6に示される。
【0103】
触媒担体が使用される場合、金属(例えば、白金及び金)が、限定はされないが、初期湿潤(incipient wetness)、イオン交換、析出沈殿(deposition-precipitation)、及び真空含浸を含む、当該技術分野において公知の手順を用いて、触媒担体上に付着され得る。
【0104】
原料混合物を分析及び改良するための方法
本発明の様々な態様は、原料混合物を分析及び/又は改良するための方法に関する。原料混合物を反応領域に導入する前に、原料混合物は、(例えば、クロマトグラフィーによって)1つ以上の酸化反応阻害剤の存在について分析され得る。したがって、ある実施形態において、C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの原料成分を含む原料混合物を分析するための方法は、原料混合物を分析して、原料混合物の成分を決定し、酸化反応阻害剤の存在を決定することを含む。酸化反応阻害剤は、C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの原料成分の酸化を阻害する化合物である。
【0105】
所与の原料混合物について、原料混合物成分が酸化反応を阻害する程度が、決定又は分類されていないことがある。したがって、ある実施形態において、本方法は、原料混合物の1つ以上の成分についての酸化阻害因子を決定することをさらに含み、酸化阻害因子は、反応性能因子が酸化反応阻害剤の所与の濃度で減少されるパーセンテージである。様々な実施形態において、反応性能因子は、酸化生成物の収率、酸化生成物に対する選択性、触媒効率、1つ以上のオフパス生成物の収率、及びそれらの組合せからなる群から選択される。さらに、酸化阻害因子は、第1の酸化反応及び第2の酸化反応の結果を比較することによって決定され得、ここで、第1の酸化反応及び第2の酸化反応の反応混合物及び条件は、第2の酸化反応の反応混合物が、酸化反応阻害剤として評価されている、原料混合物のより高い濃度の成分を含有することを除いて同じである。
【0106】
原料混合物の成分が酸化反応阻害剤であるかどうかを評価する際、閾値が確立され得る。ある実施形態において、酸化阻害因子が、約5%以上、約10%以上、約20%以上、約30%以上、約40%以上、又は約50%以上である場合、原料混合物の成分は、酸化反応阻害剤である。
【0107】
本発明の実施形態はまた、改良された原料混合物を生成するための方法に関する。酸化反応阻害剤の存在を決定するための、本明細書に記載される原料混合物の分析の後、このような方法は、分離領域中で、原料混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、改良された原料混合物を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤の少なくとも一部を含む第2の画分と、を形成することを含む。様々な実施形態において、本方法は、酸化反応阻害剤が、閾値を超える酸化阻害因子を有する場合、酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離することを含む。例えば、閾値は、約5%以上、約10%以上、約20%以上、約30%以上、約40%以上、又は約50%以上で設定され得る。
【0108】
分離領域は、本明細書に記載される様々な特徴を含み得る。例えば、ある実施形態において、分離領域は、クロマトグラフ分離段階を含む。様々な実施形態において、クロマトグラフ分離段階は、分離媒体を含む。特定の実施形態において、分離媒体は、両性及び/又はアニオン性クロマトグラフィー樹脂を含む。
【0109】
分離領域の目的は、改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度を低下させることである。ある実施形態において、改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である。特定の実施形態において、改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度は、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である。さらに、様々な実施形態において、改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度は、分離前の原料混合物中の濃度と比較した際に、約50重量%以上、約60重量%以上、約70重量%以上、約80重量%以上、又は約90重量%以上まで低下される。
【0110】
本明細書に示されるように、酸化反応阻害剤として同定された特定の化合物としては、グリセリン酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、1,3-プロパンジオール、及びそれらの混合物が挙げられる。したがって、様々な実施形態において、酸化反応阻害剤は、グリセリン酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、1,3-プロパンジオール、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの成分を含む。ある実施形態において、酸化反応阻害剤は、グリセリン酸を含む。特定の実施形態において、酸化反応阻害剤は、3-ヒドロキシプロピオン酸を含む。
【0111】
本発明が詳細に記載されているため、添付の特許請求の範囲において規定される本発明の範囲から逸脱せずに変更及び変形が可能であることが明らかであろう。
【0112】
本明細書において用いられる際、「含む」という用語は、「含む」という用語がそれに関して使用される生成物/方法/使用が、その後に記載される要素「のみからなり」得る代替例をも包含することが理解されるべきである。
【0113】
本明細書において用いられる際、「含む」という用語は、「含む」という用語がそれに関して使用される生成物/方法/使用が、その後に記載される要素「から本質的になり」得る代替例をも包含することが理解されるべきである。
【0114】
特に記載されない限り、全ての合成方法及びパラメータ測定は、室温/周囲温度、すなわち、21±1℃で行われたことが理解されるべきである。
【実施例
【0115】
実施例
以下の非限定的な実施例は、本発明をさらに例示するために提供される。
【0116】
実施例1:Au/TiO触媒を用いた、グルコースからグルコン酸
1重量%のAu/TiO触媒を、固定充填床反応器中に充填した。20重量%のグルコースの水溶液を、2.0hr-1の液空間速度(LHSV)及び50%の空気のガス流量で反応器に供給し、50%のNを、1000SCCMの速度で並流的に供給した。システムの圧力を、750psigに維持した。反応器ジャケットの温度を、75~85℃で変化させた。
【0117】
反応を、約1750時間にわたって実行した。1520~1568時間の操作の間、原料を、20重量%のグルコース原料流れとともに0.8重量%のグリセリン酸を含むように調整した。図7に示されるように、グリセリン酸が、原料流れ中に存在していた場合、グルコース転化率及びグルコース収率が、大幅に低下された。グルコース転化率が、約100%から約35%に低下され、グルコース収率が、約98%から約45%に低下された。
【0118】
グリセリン酸が、原料流れ中に存在していた場合、反応温度はまた、約85℃のピーク温度から約77℃に低下した。この温度の低下は、グリセリン酸が、反応の発熱性を制限して、低下した転化率及び収率の原因となることを実証する。
【0119】
約1568時間の時点で、グリセリン酸を、原料流れから除去した(すなわち、原料流れを、20重量%のグルコース溶液に戻した)。約1590時間の操作の時点で、転化率及び収率は、グリセリン酸の導入前に示されたのとおよそ同じレベルに戻った。
【0120】
実施例2:Pt/C触媒を用いた、グルコン酸からグルカル酸
約25mgの4重量%のPt/C触媒を、バッチ反応器中に充填した。10重量%のグルコン酸の2.3mLの水溶液を、反応器中に導入した。反応器を85℃に維持し、空気を用いて1800psiに加圧した。反応を1時間にわたって行った。
【0121】
7つのさらなる反応を、同一の条件下で行い、ここで、様々な組成物を、転化阻害について試験するために、グルコン酸原料溶液中に導入した。グルコン酸原料溶液中の0.08Mのプロピオン酸、0.08Mの乳酸、0.08Mのグリセリン酸、0.04Mのグリセリン酸、0.02Mのタルトロン酸、0.02Mの酒石酸、及び0.05Mのリンゴ酸の包含を試験した。
【0122】
図8は、各実験についてのグルコン酸の転化率並びにグルロン酸、グルカレート、2-ケト-グルコネート、グリセレート、及び5-ケト-グルコネートの収率を報告する。各実験を、二連で行った。
【0123】
0.08M、或いは0.04Mで、グリセリン酸は、転化率及び収率の両方に対する有意な阻害効果を示した。0.08Mのプロピオン酸及び0.08Mの乳酸の導入はまた、転化率及び収率に対する顕著な阻害効果をもたらした。
【0124】
実施例3:Pt/C触媒を用いた、グルコン酸からグルカル酸
さらなる実験を、実施例2と同様に行った。この実験において、様々な0.1Mの溶液を、阻害について試験するために、グルコン酸原料流れ中に導入した。阻害効果について試験される溶液は、0.7重量%の1,2-プロパンジオール、0.7重量%の1,3-プロパンジオール、0.7重量%のラクトアルデヒド、0.9重量%のジヒドロキシアセトン、0.9重量%のグリセルアルデヒド、0.9重量%のグリセロール、0.9重量%の乳酸、0.9重量%の3-ヒドロキシプロピオン酸、1.0重量%のグリセリン酸、1.0重量%のマロン酸、及び1.1重量%のタルトロン酸であった。反応条件は、実施例2におけるものと同じであった。図9は、結果を報告する。
【0125】
1,3-プロパンジオール、3-ヒドロキシプロピオン酸、及びグリセリン酸は、グルコン酸の転化率及び様々な収率を有意に阻害し、グリセリン酸が、最も顕著な効果を有する。中程度の阻害がまた、1,2-プロパンジオール、グリセルアルデヒド、グリセロール、マロン酸、及びタルトロン酸を含む他の試験組成物のいくつかについて観察された。
【0126】
実施例4:4重量%のPt/C:1重量%のAu/TiO触媒混合物を用いたグルコン酸転化のグリセリン酸による阻害
グルコン酸を、Pt/C及びAu/TiO触媒の物理的混合物を用いてグルカル酸に転化した。反応器床に、1:1体積比の4重量%のPt/C及び1重量%のAu/TiOを含む触媒の物理的混合物を充填した。反応器は、7.325gのPt/C触媒及び14.315gの1重量%のAu/TiO触媒を含んでいた。水中20.6重量%のグルコン酸を含む原料流れを、1000SCCMの並流ガス流量で、0.5hr-1のLHSV(0.5mL/mLの触媒/hr)で導入した。圧力を、1250psigに維持し、反応器ジャケット温度を、約80℃から開始して変化させ、操作中最初の340時間にわたって95℃まで5℃ずつ増加させた。図10及び表1に示されるように、グリセリン酸が、酸化反応中に生成された。グリセリン酸の収率は、温度が上昇するにつれて、特に95℃で増加した。
【0127】
【表1】
【0128】
約340時間後、反応器ジャケットを、約90℃に維持した。約400時間の操作の時点で、0.8重量%(0.08M)のグリセリン酸組成物を、グルコン酸原料中に導入した。約424~472時間の操作の間、グルコン酸転化率及び様々な収率(例えば、グルカル酸)は、有意に阻害された。グリセリン酸を、約472時間後に原料流れから除去した。グリセリン酸を原料から除去した後、転化率が増加した。しかしながら、反応は、グリセリン酸の添加前に示されたレベルに戻ることはできなかった。図11は、この実験の結果を報告する。
【0129】
実施例5:様々な濃度におけるグルコン酸転化のグリセリン酸阻害
グルコン酸を、4重量%のPt/C触媒を用いて、グルカル酸に転化した。25又は50mgの触媒を、バッチ反応器中に充填した。2.3mLの、10.8重量%のグルコン酸の水溶液を、反応器中に導入した。反応器を、85℃に維持し、空気を用いて1800psiに加圧した。反応を、1時間にわたって行った。
【0130】
0M~0.1Mの範囲の様々なグリセリン酸組成物を、反応の阻害について試験するために、グルコン酸原料流れ中に導入した。これらの組成物を、25mgの触媒及び50mgの触媒の両方について試験した。
【0131】
図12は、グルコン酸転化率及び各グリセリン酸組成物についての様々な収率を報告する。0.05M~0.1Mのグリセリン酸強度で、反応は、反応器中に充填される全触媒にかかわらず、有意に阻害された。
【0132】
図13は、グルコン酸転化率の低下を、白金に対するグリセリン酸のモル比と比較することによって、この実験の結果を報告する。比率が20に近づいたとき、触媒の転化能力の60~70%が失われたことが観察された。
【0133】
本発明又はその好ましい実施形態の要素を導入する場合、冠詞「a」、「an」、「the」及び「前記」は、1つ以上の要素があることを意味することが意図される。「含む(comprising)」、「含む(including)」及び「有する(having)」という用語は、包含的であることが意図され、列挙される要素以外にさらなる要素があり得ることを意味する。
【0134】
上記を考慮して、本発明のいくつかの目的が達成され、他の有利な結果が達成されたことが分かるであろう。
【0135】
様々な変化が、本発明の範囲から逸脱せずに上記の方法及びプロセスにおいてなされ得るため、上記の説明に含まれ、添付の図面に示される全ての事項が、例示的なものとして解釈されるべきであり、限定的な意味で解釈されるべきではないことが意図される。
【0136】
項目:
1.C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、反応領域に供給すること;及び
酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み、ここで、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、方法。
【0137】
2.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、項目1に記載の方法。
【0138】
3.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下である、先行する項目のいずれかに記載の方法。
【0139】
4.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%以下である、先行する項目のいずれかに記載の方法。
【0140】
5.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%以下である、先行する項目のいずれかに記載の方法。
【0141】
6.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%以下である、先行する項目のいずれかに記載の方法。
【0142】
7.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である、項目1に記載の方法。
【0143】
8.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%である、項目7に記載の方法。
【0144】
9.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.1重量%である、項目7に記載の方法。
【0145】
10.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.05重量%である、項目7に記載の方法。
【0146】
11.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.01重量%である、項目7に記載の方法。
【0147】
12.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.5重量%である、項目7に記載の方法。
【0148】
13.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.1重量%である、項目7に記載の方法。
【0149】
14.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.05重量%である、項目7に記載の方法。
【0150】
15.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.01重量%である、項目7に記載の方法。
【0151】
16.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.5重量%である、項目7に記載の方法。
【0152】
17.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.1重量%である、項目7に記載の方法。
【0153】
18.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.05重量%である、項目7に記載の方法。
【0154】
19.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.5重量%である、項目7に記載の方法。
【0155】
20.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.1重量%である、項目7に記載の方法。
【0156】
21.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%~約0.5重量%である、項目7に記載の方法。
【0157】
22.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0158】
23.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0159】
24.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~50重量%である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0160】
25.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~25重量%である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0161】
26.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約5重量%~25重量%である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0162】
27.C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、分離領域に供給して、原料混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、酸化反応物の少なくとも一部を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤の少なくとも一部を含む第2の画分と、を形成すること;
酸化反応物を含む第1の画分の少なくとも一部を、反応領域に供給すること;及び
酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含む、方法。
【0163】
28.第1の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比が、原料混合物中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比未満である、項目27に記載の方法。
【0164】
29.第1の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比が、第2の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比未満である、項目27又は28に記載の方法。
【0165】
30.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である、項目27~29のいずれか1つに記載の方法。
【0166】
31.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%である、項目27~30のいずれか1つに記載の方法。
【0167】
32.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~50重量%である、項目27~31のいずれか1つに記載の方法。
【0168】
33.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~25重量%である、項目27~32のいずれか1つに記載の方法。
【0169】
34.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約5重量%~25重量%である、項目27~33のいずれか1つに記載の方法。
【0170】
35.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、第2の画分中の酸化反応阻害剤の濃度未満である、項目27~34のいずれか1つに記載の方法。
【0171】
36.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、項目27~35のいずれか1つに記載の方法。
【0172】
37.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、項目36に記載の方法。
【0173】
38.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下である、項目36に記載の方法。
【0174】
39.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%以下である、項目36に記載の方法。
【0175】
40.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%以下である、項目36に記載の方法。
【0176】
41.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%以下である、項目36に記載の方法。
【0177】
42.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である、項目27~36のいずれか1つに記載の方法。
【0178】
43.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%である、項目42に記載の方法。
【0179】
44.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.1重量%である、項目42に記載の方法。
【0180】
45.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.05重量%である、項目42に記載の方法。
【0181】
46.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.01重量%である、項目42に記載の方法。
【0182】
47.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.5重量%である、項目42に記載の方法。
【0183】
48.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.1重量%である、いずれかの項目42に記載の方法。
【0184】
49.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.05重量%である、項目42に記載の方法。
【0185】
50.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.01重量%である、項目42に記載の方法。
【0186】
51.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.5重量%である、項目42に記載の方法。
【0187】
52.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.1重量%である、項目42に記載の方法。
【0188】
53.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.05重量%である、項目42に記載の方法。
【0189】
54.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.5重量%である、項目42に記載の方法。
【0190】
55.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.1重量%である、項目42に記載の方法。
【0191】
56.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%~約0.5重量%である、項目42に記載の方法。
【0192】
57.C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物を含む原料混合物を、反応領域に供給すること;
酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、(a)C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトン、(b)未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体、並びに(c)酸化反応阻害剤を含む反応混合物を形成すること;
反応混合物を、分離領域に供給して、反応混合物からC~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンの少なくとも一部を分離し、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む生成物画分と、未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体及び酸化反応阻害剤を含むリサイクル画分と、を形成すること;
上記方法からリサイクル画分の第1の部分を除去すること;及び
リサイクル画分の第2の部分を、反応領域又はそれへの原料にリサイクルすることを含む、方法。
【0193】
58.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、項目57に記載の方法。
【0194】
59.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、項目58に記載の方法。
【0195】
60.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下である、項目58に記載の方法。
【0196】
61.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%以下である、項目58に記載の方法。
【0197】
62.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%以下である、項目58に記載の方法。
【0198】
63.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%以下である、項目58に記載の方法。
【0199】
64.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である、項目57又は58に記載の方法。
【0200】
65.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%である、項目64に記載の方法。
【0201】
66.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.1重量%である、項目64に記載の方法。
【0202】
67.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.05重量%である、項目64に記載の方法。
【0203】
68.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.01重量%である、項目64に記載の方法。
【0204】
69.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.5重量%である、項目64に記載の方法。
【0205】
70.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.1重量%である、項目64に記載の方法。
【0206】
71.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.05重量%である、項目64に記載の方法。
【0207】
72.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.01重量%である、項目64に記載の方法。
【0208】
73.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.5重量%である、項目64に記載の方法。
【0209】
74.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.1重量%である、項目64に記載の方法。
【0210】
75.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.05重量%である、項目64に記載の方法。
【0211】
76.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.5重量%である、項目64に記載の方法。
【0212】
77.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.1重量%である、項目64に記載の方法。
【0213】
78.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%~約0.5重量%である、項目64に記載の方法。
【0214】
79.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である、項目57~78のいずれか1つに記載の方法。
【0215】
80.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%である、項目57~79のいずれか1つに記載の方法。
【0216】
81.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~50重量%である、項目57~80のいずれか1つに記載の方法。
【0217】
82.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~25重量%である、項目57~81のいずれか1つに記載の方法。
【0218】
83.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約5重量%~25重量%である、項目57~82のいずれか1つに記載の方法。
【0219】
84.分離領域が、クロマトグラフ分離段階を含む、項目27~83のいずれか1つに記載の方法。
【0220】
85.クロマトグラフ分離段階が、分離媒体を含む、項目84に記載の方法。
【0221】
86.分離媒体が、両性及び/又はアニオン性クロマトグラフィー樹脂を含む、項目85に記載の方法。
【0222】
87.C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンの収率が、約50%以上、約55%以上、約60%以上、約65%以上、約70%以上、又は約75%以上である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0223】
88.C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンの収率が、約50%~約85%、約50%~約80%、約50%~約75%、約50%~約70%、約50%~約65%、約60%~約85%、約60%~約80%、約60%~約75%、約60%~約70%、約65%~約85%、約65%~約80%、約65%~約75%、又は約65%~約70%である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0224】
89.酸化反応物が、C~Cアルドースを含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0225】
90.C~Cアルドースが、アラビノース、リキソース、リボース、キシロース、アロース、アルトロース、ガラクトース、グルコース、グロース、イドース、マンノース、タロース、及びそれらの混合物からなる群から選択される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0226】
91.C~Cアルドースが、グルコースを含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0227】
92.C~Cアルドースが、炭水化物含有源から得られる、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0228】
93.C~Cアルドースが、穀類作物から得られる、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0229】
94.酸化反応物が、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0230】
95.C~Cアルドン酸が、アラビノン酸、リキソン酸、リボン酸、キシロン酸、アロン酸、アルトロン酸、ガラクトン酸、グルコン酸、グロン酸、イドン酸、マンノン酸、タロン酸、及びそれらの混合物からなる群から選択される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0231】
96.C~Cアルドン酸が、グルコン酸を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0232】
97.酸化反応物が、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0233】
98.C~Cウロン酸が、アラビヌロン酸、リキソヌロン酸、リボウロン酸、キシロウロン酸、アルロン酸、アルトルロン酸、ガラクトウロン酸、グルクロン酸、グルロン酸、イズロン酸、マンヌロン酸、タロヌロン酸、及びそれらの混合物からなる群から選択される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0234】
99.C~Cウロン酸が、グルロン酸を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0235】
100.反応混合物が、アラビナル酸、リキサル酸、リバル酸、キシラル酸、アラル酸、アルトラル酸、ガラクタル酸、グルカル酸、グラリン酸、イダル酸、マンナル酸、タラル酸、及びそれらの混合物からなる群から選択されるC~Cアルダル酸を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0236】
101.反応混合物が、グルカル酸を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0237】
102.C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、反応領域に供給すること;及び
酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み、ここで、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、方法。
【0238】
103.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、項目102に記載の方法。
【0239】
104.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下である、項目102に記載の方法。
【0240】
105.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%以下である、項目102に記載の方法。
【0241】
106.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%以下である、項目102に記載の方法。
【0242】
107.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%以下である、項目102に記載の方法。
【0243】
108.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である、項目102に記載の方法。
【0244】
109.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%である、項目108に記載の方法。
【0245】
110.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.1重量%である、項目108に記載の方法。
【0246】
111.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.05重量%である、項目108に記載の方法。
【0247】
112.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.01重量%である、項目108に記載の方法。
【0248】
113.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.5重量%である、項目108に記載の方法。
【0249】
114.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.1重量%である、項目108に記載の方法。
【0250】
115.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.05重量%である、項目108に記載の方法。
【0251】
116.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.01重量%である、項目108に記載の方法。
【0252】
117.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.5重量%である、項目108に記載の方法。
【0253】
118.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.1重量%である、項目108に記載の方法。
【0254】
119.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.05重量%である、項目108に記載の方法。
【0255】
120.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.5重量%である、項目108に記載の方法。
【0256】
121.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.1重量%である、項目108に記載の方法。
【0257】
122.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%~約0.5重量%である、項目108に記載の方法。
【0258】
123.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である、項目102~122に記載の方法。
【0259】
124.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%である、項目102~123のいずれか1つに記載の方法。
【0260】
125.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~50重量%である、項目102~124のいずれか1つに記載の方法。
【0261】
126.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~25重量%である、項目102~125のいずれか1つに記載の方法。
【0262】
127.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約5重量%~25重量%である、項目102~126のいずれか1つに記載の方法。
【0263】
128.C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、分離領域に供給して、混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、酸化反応物の少なくとも一部を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤の少なくとも一部を含む第2の画分と、を形成すること;
酸化反応物を含む第1の画分の少なくとも一部を、反応領域に供給すること;及び
酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含む、方法。
【0264】
129.第1の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比が、原料混合物中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比未満である、項目128に記載の方法。
【0265】
130.第1の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比が、第2の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比未満である、項目128又は129に記載の方法。
【0266】
131.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である、項目128~130のいずれか1つに記載の方法。
【0267】
132.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%である、項目128~131のいずれか1つに記載の方法。
【0268】
133.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~50重量%である、項目128~132のいずれか1つに記載の方法。
【0269】
134.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~25重量%である、項目128~133のいずれか1つに記載の方法。
【0270】
135.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約5重量%~25重量%である、項目128~134のいずれか1つに記載の方法。
【0271】
136.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、第2の画分中の酸化反応阻害剤の濃度未満である、項目128~135のいずれか1つに記載の方法。
【0272】
137.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、項目128~136のいずれか1つに記載の方法。
【0273】
138.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、項目137に記載の方法。
【0274】
139.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下である、項目137に記載の方法。
【0275】
140.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%以下である、項目137に記載の方法。
【0276】
141.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%以下である、項目137に記載の方法。
【0277】
142.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%以下である、項目137に記載の方法。
【0278】
143.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である、項目128~137のいずれか1つに記載の方法。
【0279】
144.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%である、項目143に記載の方法。
【0280】
145.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.1重量%である、項目143に記載の方法。
【0281】
146.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.05重量%である、項目143に記載の方法。
【0282】
147.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.01重量%である、項目143に記載の方法。
【0283】
148.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.5重量%である、項目143に記載の方法。
【0284】
149.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.1重量%である、項目143に記載の方法。
【0285】
150.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.05重量%である、項目143に記載の方法。
【0286】
151.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.01重量%である、項目143に記載の方法。
【0287】
152.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.5重量%である、項目143に記載の方法。
【0288】
153.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.1重量%である、項目143に記載の方法。
【0289】
154.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.05重量%である、項目143に記載の方法。
【0290】
155.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.5重量%である、項目143に記載の方法。
【0291】
156.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.1重量%である、項目143に記載の方法。
【0292】
157.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%~約0.5重量%である、項目143に記載の方法。
【0293】
158.C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物を含む原料混合物を、反応領域に供給すること;
酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、(a)C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、(b)未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体、及び(c)酸化反応阻害剤を含む反応混合物を形成すること;
反応混合物を分離領域に供給して、反応混合物からC~Cウロン酸及び/又はそのラクトンの少なくとも一部を分離し、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含む生成物画分と、未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体及び酸化反応阻害剤を含むリサイクル画分と、を形成すること;
上記方法からリサイクル画分の第1の部分を除去すること;及び
リサイクル画分の第2の部分を、反応領域又はそれへの原料にリサイクルすることを含む、方法。
【0294】
159.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、項目158に記載の方法。
【0295】
160.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、項目159に記載の方法。
【0296】
161.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下である、項目159に記載の方法。
【0297】
162.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%以下である、項目159に記載の方法。
【0298】
163.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%以下である、項目159に記載の方法。
【0299】
164.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%以下である、項目159に記載の方法。
【0300】
165.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である、項目158又は159に記載の方法。
【0301】
166.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%である、項目165に記載の方法。
【0302】
167.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.1重量%である、項目165に記載の方法。
【0303】
168.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.05重量%である、項目165に記載の方法。
【0304】
169.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.01重量%である、項目165に記載の方法。
【0305】
170.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.5重量%である、項目165に記載の方法。
【0306】
171.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.1重量%である、項目165に記載の方法。
【0307】
172.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.05重量%である、項目165に記載の方法。
【0308】
173.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.01重量%である、項目165に記載の方法。
【0309】
174.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.5重量%である、項目165に記載の方法。
【0310】
175.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.1重量%である、項目165に記載の方法。
【0311】
176.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.05重量%である、項目165に記載の方法。
【0312】
177.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.5重量%である、項目165に記載の方法。
【0313】
178.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.1重量%である、項目165に記載の方法。
【0314】
179.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%~約0.5重量%である、項目165に記載の方法。
【0315】
180.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である、項目158~179のいずれか1つに記載の方法。
【0316】
181.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%である、項目158~180のいずれか1つに記載の方法。
【0317】
182.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~50重量%である、項目158~181のいずれか1つに記載の方法。
【0318】
183.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~25重量%である、項目158~182のいずれか1つに記載の方法。
【0319】
184.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約5重量%~25重量%である、項目158~183のいずれか1つに記載の方法。
【0320】
185.分離領域が、クロマトグラフ分離段階を含む、項目158~184のいずれか1つに記載の方法。
【0321】
186.クロマトグラフ分離段階が、分離媒体を含む、項目185に記載の方法。
【0322】
187.分離媒体が、両性及び/又はアニオン性クロマトグラフィー樹脂を含む、項目186に記載の方法。
【0323】
188.C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンの収率が、約50%以上、約55%以上、約60%以上、約65%以上、約70%以上、又は約75%以上である、項目102~187のいずれか1つに記載の方法。
【0324】
189.C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンの収率が、約50%~約85%、約50%~約80%、約50%~約75%、約50%~約70%、約50%~約65%、約60%~約85%、約60%~約80%、約60%~約75%、約60%~約70%、約65%~約85%、約65%~約80%、約65%~約75%、又は約65%~約70%である、項目102~188のいずれか1つに記載の方法。
【0325】
190.酸化反応物が、C~Cアルドースを含む、項目102~189のいずれか1つに記載の方法。
【0326】
191.C~Cアルドースが、アラビノース、リキソース、リボース、キシロース、アロース、アルトロース、ガラクトース、グルコース、グロース、イドース、マンノース、タロース、及びそれらの混合物からなる群から選択される、項目102~190のいずれか1つに記載の方法。
【0327】
192.C~Cアルドースが、グルコースを含む、項目102~191のいずれか1つに記載の方法。
【0328】
193.C~Cアルドースが、炭水化物含有源から得られる、項目102~192のいずれか1つに記載の方法。
【0329】
194.C~Cアルドースが、穀類作物から得られる、項目102~193のいずれか1つに記載の方法。
【0330】
195.酸化反応物が、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む、項目102~194のいずれか1つに記載の方法。
【0331】
196.C~Cアルドン酸が、アラビノン酸、リキソン酸、リボン酸、キシロン酸、アロン酸、アルトロン酸、ガラクトン酸、グルコン酸、グロン酸、イドン酸、マンノン酸、タロン酸、及びそれらの混合物からなる群から選択される、項目102~195のいずれか1つに記載の方法。
【0332】
197.C~Cアルドン酸が、グルコン酸を含む、項目102~196のいずれか1つに記載の方法。
【0333】
198.反応混合物が、アラビヌロン酸、リキソヌロン酸、リボウロン酸、キシロウロン酸、アルロン酸、アルトルロン酸、ガラクトウロン酸、グルクロン酸、グルロン酸、イズロン酸、マンヌロン酸、タロヌロン酸、及びそれらの混合物からなる群から選択されるC~Cウロン酸を含む、項目102~197のいずれか1つに記載の方法。
【0334】
199.反応混合物が、グルロン酸を含む、項目102~198のいずれか1つに記載の方法。
【0335】
200.C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
(a)C~Cアルドースを含む酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、反応領域に供給すること;及び
酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み、ここで、原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、方法。
【0336】
201.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、項目200に記載の方法。
【0337】
202.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下である、項目200に記載の方法。
【0338】
203.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%以下である、項目200に記載の方法。
【0339】
204.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%以下である、項目200に記載の方法。
【0340】
205.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%以下である、項目200に記載の方法。
【0341】
206.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である、項目200に記載の方法。
【0342】
207.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%である、項目206に記載の方法。
【0343】
208.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.1重量%である、項目206に記載の方法。
【0344】
209.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.05重量%である、項目206に記載の方法。
【0345】
210.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.01重量%である、項目206に記載の方法。
【0346】
211.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.5重量%である、項目206に記載の方法。
【0347】
212.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.1重量%である、項目206に記載の方法。
【0348】
213.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.05重量%である、項目206に記載の方法。
【0349】
214.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.01重量%である、項目206に記載の方法。
【0350】
215.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.5重量%である、項目206に記載の方法。
【0351】
216.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.1重量%である、項目206に記載の方法。
【0352】
217.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.05重量%である、項目206に記載の方法。
【0353】
218.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.5重量%である、項目206に記載の方法。
【0354】
219.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.1重量%である、項目206に記載の方法。
【0355】
220.原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%~約0.5重量%である、項目206に記載の方法。
【0356】
221.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である、項目200~220に記載の方法。
【0357】
222.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%である、項目200~221のいずれか1つに記載の方法。
【0358】
223.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~50重量%である、項目222に記載の方法。
【0359】
224.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~25重量%である、項目222に記載の方法。
【0360】
225.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約5重量%~25重量%である、項目222に記載の方法。
【0361】
226.C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
(a)C~Cアルドースを含む酸化反応物と、(b)酸化反応阻害剤とを含む原料混合物を、分離領域に供給して、混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、酸化反応物の少なくとも一部を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤の少なくとも一部を含む第2の画分と、を形成すること;
酸化反応物を含む第1の画分の少なくとも一部を、反応領域に供給すること;及び
酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含む、方法。
【0362】
227.第1の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比が、原料混合物中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比未満である、項目226に記載の方法。
【0363】
228.第1の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤対のモル比が、第2の画分中の、酸化反応物に対する酸化反応阻害剤のモル比未満である、項目226又は227に記載の方法。
【0364】
229.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である、項目226~228のいずれか1つに記載の方法。
【0365】
230.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%である、項目226~229のいずれか1つに記載の方法。
【0366】
231.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~50重量%である、項目226~230のいずれか1つに記載の方法。
【0367】
232.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~25重量%である、項目226~231のいずれか1つに記載の方法。
【0368】
233.第1の画分中の酸化反応物の濃度が、約5重量%~25重量%である、項目226~232のいずれか1つに記載の方法。
【0369】
234.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、第2の画分中の酸化反応阻害剤の濃度未満である、項目226~233のいずれか1つに記載の方法。
【0370】
235.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、項目226~234のいずれか1つに記載の方法。
【0371】
236.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、項目235に記載の方法。
【0372】
237.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下である、項目235に記載の方法。
【0373】
238.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%以下である、項目235に記載の方法。
【0374】
239.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%以下である、項目235に記載の方法。
【0375】
240.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%以下である、項目235に記載の方法。
【0376】
241.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である、項目226~235のいずれか1つに記載の方法。
【0377】
242.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%である、項目241に記載の方法。
【0378】
243.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.1重量%である、項目241に記載の方法。
【0379】
244.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.05重量%である、項目241に記載の方法。
【0380】
245.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.01重量%である、項目241に記載の方法。
【0381】
246.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.5重量%である、項目241に記載の方法。
【0382】
247.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.1重量%である、項目241に記載の方法。
【0383】
248.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.05重量%である、項目241に記載の方法。
【0384】
249.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.01重量%である、項目241に記載の方法。
【0385】
250.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.5重量%である、項目241に記載の方法。
【0386】
251.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.1重量%である、項目241に記載の方法。
【0387】
252.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.05重量%である、項目241に記載の方法。
【0388】
253.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.5重量%である、項目241に記載の方法。
【0389】
254.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.1重量%である、項目241に記載の方法。
【0390】
255.第1の画分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%~約0.5重量%である、項目241に記載の方法。
【0391】
256.C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
~Cアルドースを含む酸化反応物を含む原料混合物を、反応領域に供給すること;
酸化反応物を、反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、(a)C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、(b)未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体、並びに(c)酸化反応阻害剤を含む反応混合物を形成すること;
反応混合物を、分離領域に供給して、反応混合物からC~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンの少なくとも一部を分離し、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含む生成物画分と、未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体及び酸化反応阻害剤を含むリサイクル画分と、を形成すること;
上記方法からリサイクル画分の第1の部分を除去すること;及び
リサイクル画分の第2の部分を、反応領域又はそれへの原料にリサイクルすることを含む、方法。
【0392】
257.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、項目256に記載の方法。
【0393】
258.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、項目257に記載の方法。
【0394】
259.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下である、項目257に記載の方法。
【0395】
260.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%以下である、項目257に記載の方法。
【0396】
261.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%以下である、項目257に記載の方法。
【0397】
262.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%以下である、項目257に記載の方法。
【0398】
263.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である、項目256又は257に記載の方法。
【0399】
264.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%である、項目263に記載の方法。
【0400】
265.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.1重量%である、項目263に記載の方法。
【0401】
266.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.05重量%である、項目263に記載の方法。
【0402】
267.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.01重量%である、項目263に記載の方法。
【0403】
268.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.5重量%である、項目263に記載の方法。
【0404】
269.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.1重量%である、項目263に記載の方法。
【0405】
270.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.05重量%である、項目263に記載の方法。
【0406】
271.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.01重量%である、項目263に記載の方法。
【0407】
272.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.5重量%である、項目263に記載の方法。
【0408】
273.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.1重量%である、項目263に記載の方法。
【0409】
274.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.05重量%である、項目263に記載の方法。
【0410】
275.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.5重量%である、項目263に記載の方法。
【0411】
276.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.1重量%である、項目263に記載の方法。
【0412】
277.リサイクル画分の第2の部分中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%~約0.5重量%である、項目263に記載の方法。
【0413】
278.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%以上、約5重量%以上、約10重量%以上、約15重量%以上、又は約20重量%以上である、項目256~277のいずれか1つに記載の方法。
【0414】
279.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約25重量%、約5重量%~約50重量%、約5重量%~約30重量%、約5重量%~約25重量%、約10重量%~約50重量%、約10重量%~約30重量%、約10重量%~約25重量%、約15重量%~約50重量%、約15重量%~約30重量%、約15重量%~約25重量%、約20重量%~約50重量%、約20重量%~約30重量%、又は約20重量%~約25重量%である、項目256~278のいずれか1つに記載の方法。
【0415】
280.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~50重量%である、項目256~279のいずれか1つに記載の方法。
【0416】
281.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約1重量%~25重量%である、項目256~280のいずれか1つに記載の方法。
【0417】
282.原料混合物中の酸化反応物の濃度が、約5重量%~25重量%である、項目256~281のいずれか1つに記載の方法。
【0418】
283.分離領域が、クロマトグラフ分離段階を含む、項目256~282のいずれか1つに記載の方法。
【0419】
284.クロマトグラフ分離段階が、分離媒体を含む、項目283に記載の方法。
【0420】
285.分離媒体が、両性及び/又はアニオン性クロマトグラフィー樹脂を含む、項目284に記載の方法。
【0421】
286.C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンの収率が、約50%以上、約55%以上、約60%以上、約65%以上、約70%以上、又は約75%以上である、項目200~285のいずれか1つに記載の方法。
【0422】
287.C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンの収率が、約50%~約85%、約50%~約80%、約50%~約75%、約50%~約70%、約50%~約65%、約60%~約85%、約60%~約80%、約60%~約75%、約60%~約70%、約65%~約85%、約65%~約80%、約65%~約75%、又は約65%~約70%である、項目200~286のいずれか1つに記載の方法。
【0423】
288.C~Cアルドースが、アラビノース、リキソース、リボース、キシロース、アロース、アルトロース、ガラクトース、グルコース、グロース、イドース、マンノース、タロース、及びそれらの混合物からなる群から選択される、項目200~287のいずれか1つに記載の方法。
【0424】
289.C~Cアルドースが、グルコースを含む、項目200~288のいずれか1つに記載の方法。
【0425】
290.C~Cアルドースが、炭水化物含有源から得られる、項目200~289のいずれか1つに記載の方法。
【0426】
291.C~Cアルドースが、穀類作物から得られる、項目200~290のいずれか1つに記載の方法。
【0427】
292.反応混合物が、アラビノン酸、リキソン酸、リボン酸、キシロン酸、アロン酸、アルトロン酸、ガラクトン酸、グルコン酸、グロン酸、イドン酸、マンノン酸、タロン酸、及びそれらの混合物からなる群から選択されるC~Cアルドン酸を含む、項目200~291のいずれか1つに記載の方法。
【0428】
293.反応混合物が、グルコン酸を含む、項目200~292のいずれか1つに記載の方法。
【0429】
294.酸化反応阻害剤が、Cアルコール及び/又はC酸を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0430】
295.酸化反応阻害剤が、Cアルコールを含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0431】
296.酸化反応阻害剤が、C酸を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0432】
297.酸化反応阻害剤が、Cアルコール及びC酸を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0433】
298.酸化反応阻害剤が、グリセリン酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、1,3-プロパンジオール、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの成分を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0434】
299.酸化反応阻害剤が、グリセリン酸を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0435】
300.酸化反応阻害剤が、3-ヒドロキシプロピオン酸を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0436】
301.酸化触媒が、触媒活性相を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0437】
302.酸化反応阻害剤:触媒活性相のモル比が、約50:1以下、約40:1以下、約30:1以下、約20:1以下、約10:1以下、約5:1以下、約1:1以下、又は約0.1:1以下である、項目301に記載の方法。
【0438】
303.酸化反応阻害剤:触媒活性相のモル比が、約0.001:1~約50:1、約0.001:1~約20:1、約0.001:1~約10:1、約0.001:1~約1:1、約0.001:1~約0.1:1、約0.001:1~約0.01:1、約0.01:1~約50:1、約0.01:1~約20:1、約0.01:1~約10:1、約0.01:1~約1:1、約0.01:1~約0.1:1、約0.1:1~約50:1、約0.1:1~約20:1、約0.1:1~約10:1、約0.1:1~約1:1、約1:1~約50:1、約1:1~約20:1、又は約1:1~約10:1である、項目301又は302に記載の方法。
【0439】
304.触媒活性相が、1つ以上の貴金属を含む、項目301~303のいずれか1つに記載の方法。
【0440】
305.触媒活性相が、白金及び/又は金を含む、項目301~304のいずれか1つに記載の方法。
【0441】
306.触媒活性相が、白金を含む、項目301~305のいずれか1つに記載の方法。
【0442】
307.触媒活性相が、金を含む、項目301~305のいずれか1つに記載の方法。
【0443】
308.触媒活性相が、白金及び金を含む、項目301~305のいずれか1つに記載の方法。
【0444】
309.酸化触媒が、約10重量%以下、約7.5重量%以下、約5重量%以下、約4重量%以下、約2重量%以下、又は約1重量%以下の触媒活性相の充填量を有する、項目301~308のいずれか1つに記載の方法。
【0445】
310.酸化触媒が、約0.1重量%以上、約0.25重量%以上、約0.5重量%以上、約0.75重量%以上、又は約1重量%以上の触媒活性相の充填量を有する、項目301~309のいずれか1つに記載の方法。
【0446】
311.酸化触媒が、約0.1重量%~約10重量%、約0.1重量%~約7.5重量%、約0.1重量%~約5重量%、約0.1重量%~約4重量%、約0.5重量%~約10重量%、約0.5重量%~約7.5重量%、約0.5重量%~約5重量%、約0.5重量%~約4重量%、約1重量%~約10重量%、約1重量%~約7.5重量%、約1重量%~約5重量%、約1重量%~約4重量%、又は約1重量%~約3重量%の触媒活性相の充填量を有する、項目301~310のいずれか1つに記載の方法。
【0447】
312.酸化触媒が、約0.1重量%~約10重量%の触媒活性相の充填量を有する、項目301~311のいずれか1つに記載の方法。
【0448】
313.酸化触媒が、約0.1重量%~約5重量%の触媒活性相の充填量を有する、項目301~312のいずれか1つに記載の方法。
【0449】
314.酸化触媒が、約0.5重量%~約5重量%の触媒活性相の充填量を有する、項目301~313のいずれか1つに記載の方法。
【0450】
315.酸化触媒が、不均一系触媒である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0451】
316.酸化触媒が、触媒担体を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0452】
317.酸化触媒の担体が、炭素、アルミナ、シリカ、セリア、チタニア、ジルコニア、ニオビア、ゼオライト、マグネシア、粘土、ニッケル、コバルト、銅、酸化鉄、炭化ケイ素、アルミノケイ酸塩、モンモリロナイト、及びそれらの組合せからなる群から選択される材料を含む、項目316に記載の方法。
【0453】
318.酸化触媒の担体が、炭素、チタニア、ジルコニア、又はそれらの組合せを含む、項目316又は317に記載の方法。
【0454】
319.酸化触媒の担体が、グラファイト、カーボンブラック、活性炭及びそれらの組合せからなる群から選択される少なくとも1つの炭素材料を含む、項目316~318のいずれか1つに記載の方法。
【0455】
320.酸化触媒の担体が、ジルコニア、ドープジルコニア、ドープジルコニア-金属錯体、ドープジルコニア-金属酸化物錯体、チタニア、ドープチタニア、ドープチタニア-金属錯体、ドープチタニア-金属酸化物錯体、又はそれらの混合物を含む、項目316~319のいずれか1つに記載の方法。
【0456】
321.酸化触媒が、少なくとも約5m/g、少なくとも約100m/g、少なくとも約200m/g、少なくとも約500m/g、少なくとも約1,000m/g、少なくとも約1,500m/g、又は少なくとも約2,000m/gであるBET比表面積を有する、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0457】
322.酸化触媒が、約5m/g~約2,500m/g、約5m/g~約2,000m/g、約5m/g~約1,500m/g、約5m/g~約1,000m/g、約5m/g~約500m/g、約5m/g~約200m/g、約100m/g~約2,500m/g、約100m/g~約2,000m/g、約100m/g~約1,500m/g、約100m/g~約1,000m/g、約100m/g~約500m/g、又は約100m/g~約200m/gであるBET比表面積を有する、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0458】
323.酸化触媒が、約100m/g~約200m/gであるBET比表面積を有する、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0459】
324.酸化触媒が、白金を含む第1の触媒及び金を含む第2の触媒を含み、ここで、第1及び第2の触媒が異なる、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0460】
325.反応領域が、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含む、項目324に記載の方法。
【0461】
326.反応領域が、第1の触媒を含む第1の段階及び第2の触媒を含む第2の段階を含む、項目324又は325に記載の方法。
【0462】
327.反応領域が、第1の段階を含み、第1の段階が、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第1の触媒の重量又は体積が、第2の触媒の重量又は体積を超える、項目324~326のいずれか1つに記載の方法。
【0463】
328.反応領域が、第1の段階を含み、第1の段階が、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第1の触媒:第2の触媒の重量又は体積比が、約2:1以上、約3:1以上、又は約4:1以上である、項目324~327のいずれか1つに記載の方法。
【0464】
329.反応領域が、第1の段階を含み、第1の段階が、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第1の触媒:第2の触媒の重量又は体積比が、約2:1~約10:1、約2:1~約5:1、約3:1~約10:1、又は約3:1~約5:1である、項目324~328のいずれか1つに記載の方法。
【0465】
330.言及される第1の触媒:第2の触媒の比率が、体積比である、項目328~329のいずれか1つに記載の方法。
【0466】
331.反応領域が、第2の段階を含み、第2の段階が、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第2の触媒の重量又は体積が、第1の触媒の重量又は体積を超える、項目324~330のいずれか1つに記載の方法。
【0467】
332.反応領域が、第2の段階を含み、第2の段階が、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第2の触媒:第1の触媒の重量又は体積比が、約2:1以上、約3:1以上、又は約4:1以上である、項目324~331のいずれか1つに記載の方法。
【0468】
333.反応領域が、第2の段階を含み、第2の段階が、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第2の触媒:第1の触媒の重量又は体積比が、約2:1~約10:1、約2:1~約5:1、約3:1~約10:1、又は約3:1~約5:1である、項目324~332のいずれか1つに記載の方法。
【0469】
334.言及される第2の触媒:第1の触媒の比率が、体積比である、項目324~333のいずれか1つに記載の方法。
【0470】
335.反応領域が、
(i)第1の段階を含み、第1の段階が、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第1の触媒:第2の触媒の体積比が、約3:1~約5:1であり;
(ii)第2の段階を含み、第2の段階が、第1の触媒及び第2の触媒の混合物を含み、第2の触媒:第1の触媒の体積比が、約3:1~約5:1である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0471】
336.
第1の段階において、第1の触媒:第2の触媒の重量比が、約3:1~約1:1であり;
第2の段階において、第2の触媒:第1の触媒の重量比が、約4.5:1~約7.5:1である、項目335に記載の方法。
【0472】
337.反応領域中の第1の触媒:第2の触媒の総量の体積比が、約1:10~約10:1、約1:5~約5:1、約1:3~約3:1、又は約1:1である、項目324~336のいずれか1つに記載の方法。
【0473】
338.第1の触媒が、不均一系触媒である、項目324~337のいずれか1つに記載の方法。
【0474】
339.第1の触媒が、触媒担体を含む、項目324~338のいずれか1つに記載の方法。
【0475】
340.第1の触媒の担体が、炭素、アルミナ、シリカ、セリア、チタニア、ジルコニア、ニオビア、ゼオライト、マグネシア、粘土、ニッケル、コバルト、銅、酸化鉄、炭化ケイ素、アルミノケイ酸塩、モンモリロナイト、及びそれらの組合せからなる群から選択される材料を含む、項目339に記載の方法。
【0476】
341.第1の触媒の担体が、炭素、チタニア、ジルコニア、又はそれらの組合せを含む、項目339又は340に記載の方法。
【0477】
342.第1の触媒の担体が、グラファイト、カーボンブラック、活性炭及びそれらの組合せからなる群から選択される少なくとも1つの炭素材料を含む、項目339~341のいずれか1つに記載の方法。
【0478】
343.第1の触媒の担体が、カーボンブラックを含む、項目339~342のいずれか1つに記載の方法。
【0479】
344.第1の触媒が、約10重量%以下、約7.5重量%以下、約5重量%以下、約4重量%以下、約2重量%以下、又は約1重量%以下の白金充填量を有する、項目339~343のいずれか1つに記載の方法。
【0480】
345.第1の触媒が、約0.1重量%以上、約0.25重量%以上、約0.5重量%以上、約0.75重量%以上、又は約1重量%以上の白金充填量を有する、項目339~344のいずれか1つに記載の方法。
【0481】
346.第1の触媒が、約0.1重量%~約10重量%、約0.1重量%~約7.5重量%、約0.1重量%~約5重量%、約0.1重量%~約4重量%、約0.5重量%~約10重量%、約0.5重量%~約7.5重量%、約0.5重量%~約5重量%、約0.5重量%~約4重量%、約1重量%~約10重量%、約1重量%~約7.5重量%、約1重量%~約5重量%、約1重量%~約4重量%、又は約1重量%~約3重量%の白金充填量を有する、項目339~345のいずれか1つに記載の方法。
【0482】
347.第1の触媒が、約0.1重量%~約10重量%の白金充填量を有する、項目339~346のいずれかに記載の方法。
【0483】
348.第1の触媒が、約0.1重量%~約5重量%の白金充填量を有する、項目339~347のいずれかに記載の方法。
【0484】
349.第1の触媒が、約0.5重量%~約5重量%の白金充填量を有する、項目339~348のいずれかに記載の方法。
【0485】
350.第1の触媒が、約1重量%~5重量%の白金充填量を有する、項目339~349のいずれか1つに記載の方法。
【0486】
351.第1の触媒が、約1重量%~4重量%の白金充填量を有する、項目339~350のいずれか1つに記載の方法。
【0487】
352.第2の触媒が、不均一系触媒である、項目339~351のいずれか1つに記載の方法。
【0488】
353.第2の触媒が、触媒担体を含む、項目339~352のいずれか1つに記載の方法。
【0489】
354.第1の触媒の担体が、第2の触媒の担体と同じではない、項目353に記載の方法。
【0490】
355.第2の触媒の担体が、炭素、アルミナ、シリカ、セリア、チタニア、ジルコニア、ニオビア、ゼオライト、マグネシア、粘土、ニッケル、コバルト、銅、酸化鉄、炭化ケイ素、アルミノケイ酸塩、モンモリロナイト、及びそれらの組合せからなる群から選択される材料を含む、項目353又は354に記載の方法。
【0491】
356.第2の触媒の担体が、炭素、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、又はそれらの組合せを含む材料を含む、項目353~355のいずれか1つに記載の方法。
【0492】
357.第2の触媒の担体が、グラファイト、カーボンブラック、活性炭及びそれらの組合せからなる群から選択される少なくとも1つの炭素材料を含む、項目353~356のいずれか1つに記載の方法。
【0493】
358.第2の触媒の担体が、ジルコニア、ドープジルコニア、ドープジルコニア-金属錯体、ドープジルコニア-金属酸化物錯体、チタニア、ドープチタニア、ドープチタニア-金属錯体、ドープチタニア-金属酸化物錯体、又はそれらの混合物を含む、項目353~357のいずれか1つに記載の方法。
【0494】
359.第2の触媒の担体が、チタニアを含む、項目353~358のいずれか1つに記載の方法。
【0495】
360.第2の触媒が、約10重量%以下、約7.5重量%以下、約5重量%以下、約4重量%以下、約2重量%以下、又は約1重量%以下の金充填量を有する、項目324~359のいずれか1つに記載の方法。
【0496】
361.第2の触媒が、約0.1重量%以上、約0.25重量%以上、約0.5重量%以上、約0.75重量%以上、又は約1重量%以上の金充填量を有する、項目324~360のいずれか1つに記載の方法。
【0497】
362.第2の触媒が、約0.1重量%~約10重量%、約0.1重量%~約7.5重量%、約0.1重量%~約5重量%、約0.1重量%~約4重量%、約0.1重量%~約3重量%、約0.1重量%~約2重量%、約0.5重量%~約10重量%、約0.5重量%~約7.5重量%、約0.5重量%~約5重量%、約0.5重量%~約4重量%、約0.5重量%~約3重量%、約0.5重量%~約2重量%、約1重量%~約10重量%、約1重量%~約7.5重量%、約1重量%~約5重量%、約1重量%~約4重量%、約1重量%~約3重量%、又は約1重量%~約2重量%の金充填量を有する、項目324~361のいずれか1つに記載の方法。
【0498】
363.第2の触媒が、約0.1重量%~約10重量%の金充填量を有する、項目324~362のいずれか1つに記載の方法。
【0499】
364.第2の触媒が、約0.1重量%~約5重量%の金充填量を有する、項目324~363のいずれか1つに記載の方法。
【0500】
365.第2の触媒が、約0.1重量%~約2重量%の金充填量を有する、項目324~364のいずれか1つに記載の方法。
【0501】
366.第2の触媒が、約0.5重量%~約2重量%の金充填量を有する、項目324~365のいずれか1つに記載の方法。
【0502】
367.第2の触媒が、約1.0重量%~約2重量%の金充填量を有する、項目324~366のいずれか1つに記載の方法。
【0503】
368.第1の触媒が、触媒活性相を含み、白金が、触媒活性相の約20重量%以上、約30重量%以上、約40重量%以上、約50重量%以上、約60重量%以上、約70重量%以上、約80重量%以上、約90重量%以上、約95重量%以上、又は約99重量%以上を占める、項目324~367のいずれか1つに記載の方法。
【0504】
369.第1の触媒が、触媒活性相を含み、白金が、触媒活性相の約20重量%~約99重量%、約30重量%~約99重量%、約40重量%~約99重量%、約50重量%~約99重量%、約60重量%~約99重量%、約70重量%~約99重量%、約80重量%~約99重量%、約90重量%~約99重量%、約95重量%~約99重量%、約20重量%~約95重量%、約30重量%~約95重量%、約40重量%~約95重量%、約50重量%~約95重量%、約60重量%~約95重量%、約70重量%~約95重量%、約80重量%~約95重量%、約90重量%~約95重量%、約20重量%~約90重量%、約30重量%~約90重量%、約40重量%~約90重量%、約50重量%~約90重量%、約60重量%~約90重量%、約70重量%~約90重量%、又は約80重量%~約90重量%を占める、項目324~368のいずれか1つに記載の方法。
【0505】
370.第2の触媒が、触媒活性相を含み、金が、触媒活性相の約20重量%以上、約30重量%以上、約40重量%以上、約50重量%以上、約60重量%以上、約70重量%以上、約80重量%以上、約90重量%以上、約95重量%以上、又は約99重量%以上を占める、項目324~369のいずれか1つに記載の方法。
【0506】
371.第2の触媒が、触媒活性相を含み、金が、触媒活性相の約20重量%~約99重量%、約30重量%~約99重量%、約40重量%~約99重量%、約50重量%~約99重量%、約60重量%~約99重量%、約70重量%~約99重量%、約80重量%~約99重量%、約90重量%~約99重量%、約95重量%~約99重量%、約20重量%~約95重量%、約30重量%~約95重量%、約40重量%~約95重量%、約50重量%~約95重量%、約60重量%~約95重量%、約70重量%~約95重量%、約80重量%~約95重量%、約90重量%~約95重量%、約20重量%~約90重量%、約30重量%~約90重量%、約40重量%~約90重量%、約50重量%~約90重量%、約60重量%~約90重量%、約70重量%~約90重量%、又は約80重量%~約90重量%を占める、項目324~370のいずれか1つに記載の方法。
【0507】
372.方法が、塩基を加えずに行われる、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0508】
373.反応混合物のpHが、塩基の添加によって制御又は増加されない、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0509】
374.塩基が、反応領域に供給されない、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0510】
375.反応混合物及び/又は反応領域が、塩形成カチオンを含まないか又は本質的に含まない、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0511】
376.20℃で測定される反応混合物のpHが、約7以下、約6.5以下、約6以下、約5以下、約4以下、約3以下、又は約2以下である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0512】
377.20℃で測定される反応混合物のpHが、約7以下、約6.5以下、約6以下、約5以下、約4以下、約3以下、又は約2以下である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0513】
378.20℃で測定される反応混合物のpHが、約1~約7、約1~約6、約1~約5、約1~約4、約1.5~約7、約1.5~約6、約1.5~約5、約1.5~約4、約2~約7、約2~約6、約2~約5、又は約2~約4である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0514】
379.20℃で測定される反応混合物のpHが、約1~約2である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0515】
380.反応領域が、1つ以上のトリクル床反応器を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0516】
381.反応領域が、1つ以上の固定床反応器を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0517】
382.反応領域の液空間速度(LHSV)が、約0.2hr-1以上、約0.5hr-1以上、約1hr-1以上、約1.5hr-1以上、約2hr-1以上、約5hr-1以上、又は約10hr-1以上である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0518】
383.反応領域のLHSVが、約0.2hr-1~約50hr-1、約0.5hr-1~約50hr-1、又は約1hr-1~約50hr-1、約2hr-1~約50hr-1、約5hr-1~約50hr-1、又は約10hr-1~約50hr-1、約0.2hr-1~約10hr-1、約0.5hr-1~約10hr-1、約1hr-1~約10hr-1、約2hr-1~約10hr-1、又は約5hr-1~約10hr-1である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0519】
384.反応領域のLHSVが、約0.2h-1~約5h-1である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0520】
385.反応領域のLHSVが、約0.2h-1~約4h-1である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0521】
386.反応領域のLHSVが、約0.4h-1~約2.5h-1である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0522】
387.反応領域のLHSVが、約0.5h-1~約2h-1である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0523】
388.反応領域が、約60℃以上、約70℃以上、又は約80℃以上の温度に加熱される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0524】
389.反応領域が、約60℃~約150℃、約70℃~約150℃、約80℃~約150℃、約60℃~約125℃、約70℃~約125℃、約80℃~約125℃、約60℃~約100℃、約70℃~約100℃、又は約80℃~約100℃の温度に加熱される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0525】
390.反応領域が、約70℃~約110℃の温度に加熱される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0526】
391.反応領域が、約75℃~約110℃の温度に加熱される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0527】
392.反応領域が、約80℃~約110℃の温度に加熱される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0528】
393.反応領域が、約80℃~約100℃の温度に加熱される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0529】
394.反応領域中の酸素の分圧が、約2psig以上、約25psig以上、約50psig以上、若しくは約100psig以上、又は約2psig~約2000psig、約50psig~約2000psig、若しくは約100psig~約2000psigの範囲である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0530】
395.酸素の分圧が、約2psig~約2000psigである、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0531】
396.酸素の分圧が、約50psig~約2000psigである、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0532】
397.酸素の分圧が、約75psig~約250psigである、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0533】
398.酸素が、酸素含有ガス状混合物として反応領域に供給される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0534】
399.酸素が、空気、酸素富化空気、少なくとも約40若しくは50体積%の酸素を含む混合物、酸素及び窒素を含む混合物(例えば、体積基準で約50:50混合物)、又は実質的に純粋な酸素(少なくとも99体積%の酸素)として反応領域に供給される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0535】
400.酸素が、約0.5体積%以上、約1体積%以上、約5体積%以上、又は約10体積%以上の酸素濃度を有する混合物として反応領域に供給される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0536】
401.酸素が、約0.5体積%~約20体積%、約0.5体積%~約15体積%、約0.5体積%~約10体積%、約0.5体積%~約5体積%、約1体積%~約20体積%、約1体積%~約15体積%、約1体積%~約10体積%、約1体積%~約5体積%、約5体積%~約20体積%、約5体積%~約15体積%、又は約5体積%~約10体積%の酸素濃度を有する混合物として反応領域に供給される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0537】
402.酸素が、約5体積%~約20体積%の酸素濃度を有する混合物として反応領域に供給される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0538】
403.方法が、電気化学方法でない、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0539】
404.方法が、電流を反応混合物に印加することを含まない、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
【0540】
405.C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの原料成分を含む原料混合物を分析するための方法であって、
原料混合物の成分を決定し、存在又はいずれかの酸化反応阻害剤を決定するために、原料混合物を分析することを含み、酸化反応阻害剤が、C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの原料成分の酸化を阻害する化合物である、方法。
【0541】
406.原料混合物の1つ以上の成分についての酸化阻害因子を決定することをさらに含み、酸化阻害因子が、反応性能因子が酸化反応阻害剤の所与の濃度で減少されるパーセンテージである、項目405に記載の方法。
【0542】
407.反応性能因子が、酸化生成物の収率、酸化生成物に対する選択性、触媒効率、1つ以上のオフパス生成物の収率、及びそれらの組合せからなる群から選択される、項目406に記載の方法。
【0543】
408.酸化阻害因子が、第1の酸化反応及び第2の酸化反応の結果を比較することによって決定され、ここで、第1の酸化反応及び第2の酸化反応の反応混合物及び条件は、第2の酸化反応の反応混合物が、酸化反応阻害剤として評価されている、原料混合物のより高い濃度の成分を含有することを除いて同じである、項目406又は407に記載の方法。
【0544】
409.酸化阻害因子が、約5%以上、約10%以上、約20%以上、約30%以上、約40%以上、又は約50%以上である場合、原料混合物の成分は、酸化反応阻害剤である、項目408に記載の方法。
【0545】
410.酸化阻害因子が約5%以上である場合、原料混合物の成分は、酸化反応阻害剤である、項目409に記載の方法。
【0546】
411.酸化阻害因子が約10%以上である場合、原料混合物の成分は、酸化反応阻害剤である、項目409に記載の方法。
【0547】
412.酸化阻害因子が約20%以上である場合、原料混合物の成分は、酸化反応阻害剤である、項目409に記載の方法。
【0548】
413.酸化阻害因子が約30%以上である場合、原料混合物の成分は、酸化反応阻害剤である、項目409に記載の方法。
【0549】
414.酸化阻害因子が約40%以上である場合、原料混合物の成分は、酸化反応阻害剤である、項目409に記載の方法。
【0550】
415.酸化阻害因子が約50%以上である場合、原料混合物の成分は、酸化反応阻害剤である、項目409に記載の方法。
【0551】
416.改良された原料混合物を生成するための方法であって、
酸化反応阻害剤の存在を決定するために、項目405~415のいずれか1つに記載の原料混合物を分析すること;及び
分離領域中で、原料混合物から酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、改良された原料混合物を含む第1の画分と、酸化反応阻害剤の少なくとも一部を含む第2の画分と、を形成することを含む、方法。
【0552】
417.酸化反応阻害剤が、閾値を超える酸化阻害因子を有する場合、酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離することをさらに含む、項目416に記載の方法。
【0553】
418.閾値が、約5%以上、約10%以上、約20%以上、約30%以上、約40%以上、又は約50%以上である、項目417に記載の方法。
【0554】
419.閾値が、約5%以上である、項目418に記載の方法。
【0555】
420.閾値が、約10%以上である、項目418に記載の方法。
【0556】
421.閾値が、約20%以上である、項目418に記載の方法。
【0557】
422.閾値が、約30%以上である、項目418に記載の方法。
【0558】
423.閾値が、約40%以上である、項目418に記載の方法。
【0559】
424.閾値が、約50%以上である、項目418に記載の方法。
【0560】
425.分離領域が、クロマトグラフ分離段階を含む、項目416~424のいずれか1つに記載の方法。
【0561】
426.クロマトグラフ分離段階が、分離媒体を含む、項目425に記載の方法。
【0562】
427.分離媒体が、両性及び/又はアニオン性クロマトグラフィー樹脂を含む、項目426に記載の方法。
【0563】
428.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、項目416~427のいずれか1つに記載の方法。
【0564】
429.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、項目428に記載の方法。
【0565】
430.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下である、項目428に記載の方法。
【0566】
431.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%以下である、項目428に記載の方法。
【0567】
432.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%以下である、項目428に記載の方法。
【0568】
433.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%以下である、項目428に記載の方法。
【0569】
434.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%、約0.001重量%~約0.1重量%、約0.001重量%~約0.05重量%、約0.001重量%~約0.01重量%、約0.005重量%~約0.5重量%、約0.005重量%~約0.1重量%、約0.005重量%~約0.05重量%、約0.005重量%~約0.01重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、約0.01重量%~約0.1重量%、約0.01重量%~約0.05重量%、約0.05重量%~約0.5重量%、約0.05重量%~約0.1重量%、又は約0.1重量%~約0.5重量%である、項目416~433のいずれか1つに記載の方法。
【0570】
435.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.5重量%である、項目434に記載の方法。
【0571】
436.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.1重量%である、項目434に記載の方法。
【0572】
437.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.05重量%である、項目434に記載の方法。
【0573】
438.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.001重量%~約0.01重量%である、項目434に記載の方法。
【0574】
439.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.5重量%である、項目434に記載の方法。
【0575】
440.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.1重量%である、項目434に記載の方法。
【0576】
441.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.05重量%である、項目434に記載の方法。
【0577】
442.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.005重量%~約0.01重量%である、項目434に記載の方法。
【0578】
443.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.5重量%である、項目434に記載の方法。
【0579】
444.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.1重量%である、項目434に記載の方法。
【0580】
445.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.01重量%~約0.05重量%である、項目434に記載の方法。
【0581】
446.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.5重量%である、項目434に記載の方法。
【0582】
447.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.05重量%~約0.1重量%である、項目434に記載の方法。
【0583】
448.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、約0.1重量%~約0.5重量%である、項目434に記載の方法。
【0584】
449.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、分離前の原料混合物中の濃度と比較した際に、約50重量%以上、約60重量%以上、約70重量%以上、約80重量%以上、又は約90重量%以上まで低下される、項目416~448のいずれか1つに記載の方法。
【0585】
450.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、分離前の原料混合物中の濃度と比較した際に、約50重量%以上まで低下される、項目449に記載の方法。
【0586】
451.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、分離前の原料混合物中の濃度と比較した際に、約60重量%以上まで低下される、項目449に記載の方法。
【0587】
452.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、分離前の原料混合物中の濃度と比較した際に、約70重量%以上まで低下される、項目449に記載の方法。
【0588】
453.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、分離前の原料混合物中の濃度と比較した際に、約80重量%以上まで低下される、項目449に記載の方法。
【0589】
454.改良された原料混合物中の酸化反応阻害剤の濃度が、分離前の原料混合物中の濃度と比較した際に、約90重量%以上まで低下される、項目449に記載の方法。
【0590】
455.酸化反応阻害剤が、Cアルコール及び/又はC酸を含む、項目405~454のいずれか1つに記載の方法。
【0591】
456.酸化反応阻害剤が、Cアルコールを含む、項目455に記載の方法。
【0592】
457.酸化反応阻害剤が、C酸を含む、項目455に記載の方法。
【0593】
458.酸化反応阻害剤が、Cアルコール及びC酸を含む、項目455に記載の方法。
【0594】
459.酸化反応阻害剤が、グリセリン酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、1,3-プロパンジオール、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの成分を含む、項目405~458のいずれか1つに記載の方法。
【0595】
460.酸化反応阻害剤が、グリセリン酸を含む、項目405~459のいずれか1つに記載の方法。
【0596】
461.酸化反応阻害剤が、3-ヒドロキシプロピオン酸を含む、項目405~460のいずれか1つに記載の方法。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
【手続補正書】
【提出日】2022-07-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸化反応阻害剤を含む原料混合物から、触媒酸化を介して、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、
(a)C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物と、
(b)酸化反応阻害剤と、
を含む原料混合物を、分離領域に供給して、前記原料混合物から前記酸化反応阻害剤の少なくとも一部を分離し、前記酸化反応物の少なくとも一部を含む第1の画分と、前記酸化反応阻害剤の少なくとも一部を含む第2の画分と、を形成すること;
前記酸化反応物を含む前記第1の画分の少なくとも一部を、反応領域に供給すること;及び
前記酸化反応物を、前記反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、前記C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む反応混合物を形成することを含み;ここで、
(i)前記酸化反応阻害剤が、Cアルコール及び/又はC酸を含み、
(ii)前記第1の画分中の前記酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、方法。
【請求項2】
前記第1の画分中の、前記酸化反応物に対する前記酸化反応阻害剤のモル比が、前記原料混合物中の、前記酸化反応物に対する前記酸化反応阻害剤のモル比未満である、
請求項に記載の方法。
【請求項3】
前記第1の画分中の、前記酸化反応物に対する前記酸化反応阻害剤のモル比が、前記第2の画分中の、前記酸化反応物に対する前記酸化反応阻害剤のモル比未満である、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
前記第1の画分中の前記酸化反応物の濃度が、約1重量%~50重量%である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
酸化反応阻害剤を含む原料混合物から、触媒酸化を介して、C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを調製するための方法であって、 C~Cアルドース、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトン、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの酸化反応物を含む原料混合物を、反応領域に供給すること;
前記酸化反応物を、前記反応領域中で、酸素及び酸化触媒の存在下で反応させて、(a)前記C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトン、(b)未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体、並びに(c)酸化反応阻害剤、を含む反応混合物を形成すること;
前記反応混合物を分離領域に供給して、前記反応混合物からC~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンの少なくとも一部を分離し、前記C~Cアルダル酸及び/又はそのラクトンを含む生成物画分と、前記未反応の酸化反応物及び/又はその生成中間体及び前記酸化反応阻害剤を含むリサイクル画分と、を形成すること;
前記方法から前記リサイクル画分の第1の部分を除去すること;及び
前記リサイクル画分の第2の部分を、前記反応領域又はそれへの原料に再利用することを含み;ここで、
(i)前記酸化反応阻害剤が、Cアルコール、及び/又はC酸を含み、
(ii)前記リサイクル画分の前記第2の部分中の前記酸化反応阻害剤の濃度が、約0.5重量%以下である、方法。
【請求項6】
前記リサイクル画分の前記第2の部分中の前記酸化反応阻害剤の濃度が、約0.3重量%以下、約0.1重量%以下、約0.05重量%以下、又は約0.01重量%以下である、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記分離領域が、クロマトグラフ分離段階を含む、請求項3~6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記クロマトグラフ分離段階が、分離媒体を含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記分離媒体が、両性及び/又はアニオン性クロマトグラフィー樹脂を含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記酸化反応物が、C~Cアルドースを含み、特に、前記C~Cアルドースが、アラビノース、リキソース、リボース、キシロース、アロース、アルトロース、ガラクトース、グルコース、グロース、イドース、マンノース、タロース、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記酸化反応物が、C~Cアルドン酸及び/又はそのラクトンを含み、特に、前記C~Cアルドン酸が、アラビノン酸、リキソン酸、リボン酸、キシロン酸、アロン酸、アルトロン酸、ガラクトン酸、グルコン酸、グロン酸、イドン酸、マンノン酸、タロン酸、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記酸化反応物が、C~Cウロン酸及び/又はそのラクトンを含み、特に、前記C~Cウロン酸が、アラビヌロン酸、リキソヌロン酸、リボウロン酸、キシロウロン酸、アルロン酸、アルトルロン酸、ガラクトウロン酸、グルクロン酸、グルロン酸、イズロン酸、マンヌロン酸、タロヌロン酸、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記酸化触媒が、触媒活性相を含み、前記触媒活性相が、1つ以上の貴金属を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記触媒活性相が、白金及び/又は金を含む、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記酸化触媒が、不均一系触媒である、請求項1~14のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】