用于改進(jìn)顏色的異二脫水己六醇產(chǎn)物的氫化的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及用于制備糖醇的內(nèi)部脫水產(chǎn)物的方法并且涉及包括一種或多 種此類物質(zhì)的組合物。本發(fā)明還涉及包括可以被描述為具有減少顏色的這些物質(zhì)的組合 物，并且涉及用于制備此類減少顏色組合物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 衍生自六碳糖的糖醇（另外稱為己糖醇）例如像山梨糖醇、甘露糖醇、艾杜糖醇和 半乳糖醇已經(jīng)早為人知。特別在最近幾年，在許多商業(yè)上重要的應(yīng)用中在可能使用此類物 質(zhì)的內(nèi)部脫水產(chǎn)物來代替基于石油的物質(zhì)方面表現(xiàn)出顯著興趣。已經(jīng)使用或提議使用如通 過從對應(yīng)的己糖醇的初始內(nèi)部結(jié)構(gòu)中酸催化去除兩個水分子所制備的二脫水己糖醇類如 異山梨醇、異甘露醇和異艾杜糖來代替基于石油的單體如對苯二甲酸，例如，雖然特別地在 異山梨醇的情況下，已經(jīng)、正在或設(shè)想開發(fā)相當(dāng)大量的附加用途。
[0003] 然而，如在US 7, 122, 661和在US 8, 008, 477中所敘述的，至今為止對于這些用途 的大多數(shù)總體上需要對從脫水步驟中直接產(chǎn)生的組合物施用純化處理，因為這些組合物將 典型地含有立體異構(gòu)體異山梨醇、異甘露醇和異艾杜糖中的每種以及較少脫水物質(zhì)如脫水 山梨糖醇、失水甘露醇和艾杜聚糖（iditan)、多種氧化或降解產(chǎn)物、低聚物和聚合物副產(chǎn)物 以及其他不同的"具有非明確定義的性質(zhì)的高度著色物種"，參見例如US8, 008, 477第2欄 第35行。
[0004] 如在前面提到的US 7, 122, 661和US 8, 008, 477中所總結(jié)，出于各種原因先前已 建議了許多用于獲得以更高純度的內(nèi)部脫水產(chǎn)物（并且具體地用于獲得二脫水己糖醇如 尤其是異山梨醇）的方法。這些方法中的一些通過改變制備二脫水己糖醇的脫水方法來尋 求純度上的改進(jìn)，而其他方法涉及在二脫水己糖醇組合物形成之后的純化形式。
[0005] 例如，GB 613, 444描述了通過在水/二甲苯介質(zhì)中進(jìn)行的脫水，接著從醇/醚混 合物中蒸餾和重結(jié)晶來產(chǎn)生異山梨醇組合物。
[0006] WO 00/14081描述了從低級脂肪醇蒸餾和重結(jié)晶，或在硼氫化鈉存在下且在一種 惰性氣氛中單獨蒸餾。
[0007] US 4, 408, 061使用了氣態(tài)鹵化氫或液態(tài)氟化氫脫水催化劑與羧酸助催化劑，接著 蒸餾由此所獲得的粗異山梨醇或異甘露醇組合物。
[0008] US 4, 564, 692簡略地提到在"離子交換劑和/或活性炭"上預(yù)先純化，接著在通過 蒸發(fā)濃縮并且接種希望的異二脫水己六醇（isohexide)的晶體之后從水中結(jié)晶。
[0009] 除了改進(jìn)常規(guī)酸催化的脫水方法或使用不同的、通常昂貴的技術(shù)來凈化如上參考 文獻(xiàn)中的此類方法的直接產(chǎn)物之外，還已經(jīng)提議在氫氣存在下借助于某些雙金屬催化劑產(chǎn) 生二脫水己糖醇。例如，EP 380, 402描述了在壓力下并且在基于銅和一種貴金屬或金的組 合的特定催化劑存在下通過使糖醇與氫氣反應(yīng)來合成二脫水己糖醇。
[0010] 然而，US 6, 013, 812觀察到這些催化劑趨向于相當(dāng)快速地失去活性，并且提出對 常規(guī)酸催化的脫水的改進(jìn)，其中在該脫水步驟過程中使用了對酸穩(wěn)定的基于Ru、Rh、Pd和/ 或Pt的氫化催化劑和氫氣。該脫水產(chǎn)物據(jù)說含有"小于lwt %聚合物"，第2欄，第28行。
[0011] US 7, 122, 661就其本身而言描述了一種通過使用離子交換步驟接著脫色處理步 驟用于獲得具有99. 5%或更大純度并且具有改進(jìn)的顏色和儲存時的顏色穩(wěn)定性的異二脫 水己六醇組合物的方法，而不必要涉及從一種溶劑介質(zhì)中進(jìn)行的相對昂貴且低產(chǎn)率的結(jié)晶 步驟。更具體地說，一種蒸餾的異二脫水己六醇組合物被描述為經(jīng)受使用至少一種離子交 換裝置進(jìn)行的處理，這些離子交換裝置可以是一種或多種陰離子樹脂和一種或多種陽離子 樹脂的一個混合床或一系列一種或多種陽離子樹脂和一種或多種陰離子樹脂；接著是用至 少一種"脫色裝置"進(jìn)行的處理。這些脫色裝置可以是呈粒狀或粉狀形式的活性炭。在某 些實施例中，在該離子交換處理步驟之前設(shè)想了使用這些脫色裝置進(jìn)行的第二處理。據(jù)稱 通過該方法產(chǎn)生了改進(jìn)穩(wěn)定性的異山梨醇組合物，雖然出人意料地?fù)?jù)稱相同步驟（離子交 換處理接著是脫色裝置處理）在以相反順序進(jìn)行時會產(chǎn)生不穩(wěn)定效應(yīng)。
[0012] US 8, 008, 477,轉(zhuǎn)讓給與'661專利相同的擁有人并且具有'661專利的諸位發(fā)明 人之一作為其唯一指定發(fā)明人的，描述了一種用于制備顏色穩(wěn)定的異山梨醇組合物的替代 方法。根據(jù)該'477專利，異二脫水己六醇組合物的穩(wěn)定性不一定與它的純度相關(guān)，并且在 脫水或在蒸餾步驟中在一種惰性氣氛和/或在硼氫化鈉存在下制備同樣不會實質(zhì)上改進(jìn) 這些組合物的穩(wěn)定性，第3欄，第58-67行。而且，"僅"在非氣態(tài)形式下并且在蒸餾步驟 之后使用特定穩(wěn)定劑對在環(huán)境溫度和中等溫度下改進(jìn)異二脫水己六醇組合物的儲存穩(wěn)定 性有幫助，第4欄，第1-14行。適合的"穩(wěn)定劑"是選自下組，該組包括還原劑、抗氧化劑、 氧清除劑、光穩(wěn)定劑、抗酸劑、金屬鈍化劑以及至少任何兩種此類物質(zhì)的混合物，第4欄，第 48-53行。在某些實施例中，在蒸餾之后傳授了一個任選的另外"純化步驟"，一個實例是使 用早期'661專利中描述的類型的離子交換和脫色裝置兩者。
[0013] JP 2006/316025就其本身而言很早就表明在異山梨醇老化樣品中形成降解/分 解產(chǎn)物是與1，4-脫水山梨醇單脫水己糖醇副產(chǎn)物的自動氧化相關(guān)并且與涉及來自山梨糖 醇脫水以制備異山梨醇的一種溶劑（如水和有機溶劑如二甲苯和甲苯）的未指定"副反應(yīng)" 相關(guān)。該JP' 025參考文獻(xiàn)規(guī)定了在不存在一種溶劑下在逐漸增加的溫度下粗異山梨醇的 多效蒸餾和/或至少一種此類無溶劑蒸餾、接著熱處理該異山梨醇以減少該異山梨醇產(chǎn)物 的1，4-脫水山梨醇含量，其中通過用離子交換樹脂和炭吸附處理來使每種情況中包括的 該異山梨醇產(chǎn)物漂白。
[0014] 雖然該JP'025參考文獻(xiàn)確實因而了解到降解和顏色形成可以從該1，4-脫水山梨 醇單脫水己糖醇副產(chǎn)物進(jìn)行，但該JP' 025參考文獻(xiàn)和該'477專利似乎都沒有了解到降解 途徑是如我們所發(fā)現(xiàn)的那樣廣泛或?qū)?yīng)的降解產(chǎn)物和不穩(wěn)定的中間體物種如我們所發(fā)現(xiàn) 的那樣多，如下詳細(xì)闡述。毫不出人意料地，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該'477專利和該JP'025參考文 獻(xiàn)所采取的方法和所提出的糾正措施是對應(yīng)地不完全的或甚至適得其反的。 發(fā)明概沭
[0015] 以下內(nèi)容呈現(xiàn)了本發(fā)明的簡要概述以便為一些本發(fā)明方面提供基本理解。本概述 不是本發(fā)明的廣泛綜述并且既不意圖為確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要元素也不意圖為描繪它 的范圍。本概述的唯一目的是為了以一種簡化形式呈現(xiàn)本發(fā)明的一些概念作為后來所呈現(xiàn) 的更詳細(xì)說明的序言。
[0016] 考慮到這點，本發(fā)明一方面涉及獨立于并且在一種或多種己糖醇的酸催化脫水之 后使用氫化催化劑和氫氣來改進(jìn)來自該脫水步驟的全部或一部分產(chǎn)物的顏色。獨立于該脫 水進(jìn)行該氫化，而非如US 6, 013, 812中所想到的同時進(jìn)行該氫化，提供了如本領(lǐng)域技術(shù)人 員將容易了解的許多優(yōu)點。例如，可以使用不同催化劑和不同條件，可以相對于催化劑和氫 氣要求改進(jìn)總體生產(chǎn)率，可以針對高級應(yīng)用對產(chǎn)物的某些部分進(jìn)行更高程度的"處理"等。 [0017] 在一個實施例中，對來自該脫水步驟的粗脫水產(chǎn)物混合物作為整體進(jìn)行該氫化。 在這種"整體脫水產(chǎn)物"實施例的一個變體中，使用廉價的無機酸用于該酸催化脫水，通過 添加堿對整個脫水產(chǎn)物進(jìn)行中和，并且在第一壓力下使含有鹽類的該中和的脫水產(chǎn)物經(jīng)歷 氫化。在另一個變體中，對該中和的脫水產(chǎn)物進(jìn)行處理以在該氫化步驟之前從其中去除離 子物種，并且在第二更低壓力下進(jìn)行該氫化。在還另一個變體中，選擇酸催化劑以使得該整 個脫水產(chǎn)物可以經(jīng)歷氫化和后續(xù)純化而不需要首先要求一個中和步驟。
[0018] 在另一個實施例中，可以例如通過蒸餾或色譜法對來自該脫水步驟的該粗脫水產(chǎn) 物混合物進(jìn)行處理以分離出給定的希望產(chǎn)物的更高純度或更高濃度的的一個或多個部分 或比例，并且可以使這些部分或比例的一些或所有經(jīng)受氫化。在一個變體中，針對任何實際 商業(yè)應(yīng)用將另外具有不可接受的顏色的較不純的部分或比例也可以經(jīng)歷氫化，以提供具有 針對至少某些應(yīng)用在這方面可接受的足夠改進(jìn)的顏色的物質(zhì)。因此，例如，可以使來自粗異 山梨醇產(chǎn)物混合物蒸餾的塔頂餾出物經(jīng)歷氫化以提供一種減少顏色的異山梨醇產(chǎn)物，同時 也可以對底部物進(jìn)行氫化以提供一種可銷售的異山梨醇底部物產(chǎn)物。 附圖簡要說明
[0019] 圖1是根據(jù)US 7, 439, 352的一種用于從山梨糖醇制造異山梨醇的方法的示意圖。
[0020] 圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例修改以包括一個氫化步驟