專利名稱：：脫水糖醇的生產(chǎn)方法脫水糖醇的生產(chǎn)方法相關(guān)申請的交叉引用本申請要求同時待審的美國臨時專利申請序列號60/780，907的優(yōu)先權(quán)益處，該申請于2006年3月9日提交，標(biāo)題為"脫水糖醇的生產(chǎn)方法"，發(fā)明人名字相同，即，AlexandraJ.Sanborn。美國臨時專利申請序列號60/780，907通過引用并入本申請，如同在本文完全改寫。
背景技術(shù)：
：1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及脫水糖醇的生產(chǎn)，脫水糖醇也稱為脫水糖醛或，在某些情況下，稱為脫水己糖醇。更特別地，本發(fā)明涉及用升高的溫度和壓力由糖醇或單脫水糖醇原料生產(chǎn)脫水糖醇的方法。2.相關(guān)技術(shù)閉環(huán)有機(jī)分子的化學(xué)生成(formation)對結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué)家造成了許多問題。對于涉及糖和多元醇的合成反應(yīng)尤其如此，糖和多元醇的酸脫水導(dǎo)致內(nèi)部脫水化合物(單和二脫水產(chǎn)物)。Fleche和Huchette，Staerke38:26-30(1985)(此處全文引入供參考)。這個領(lǐng)域最早的工作是在1884年由Faucommier對1，4:3，6-二脫水-D-甘露醇進(jìn)行的。隨后只有零星的工作直到1940年代和1950年代對1，4:3，6-二脫水己糖醇的所有可能異構(gòu)體進(jìn)行了密集工作。Stoss和Hemmer，Adv.CarbohydrateChem.AndBiochem.93-173(1991)(此處全文引入供參考)。自那時以來，這個領(lǐng)域發(fā)展了大量化學(xué)文獻(xiàn)。1，5:3，6-二脫水己糖醇屬于可從天然產(chǎn)物獲得的所謂的"生物質(zhì)衍生的物質(zhì)"。因此，這些化合物被列為"可再生資源"。而且，1,4:3，6-二脫水己糖醇，比如異山梨醇，可以在各種有機(jī)合成反應(yīng)方案中用作原料和中間體。例如，異山梨醇用于生成大量藥物化合物、用于食品生產(chǎn)、化妝品生產(chǎn)、塑料及聚合物的生產(chǎn)，和用于其他工業(yè)用途，例如生產(chǎn)聚氨酯、聚碳酸酯、聚酯和聚酰胺。Stoss和Heramer，1991。其中使用異山梨醇的具體化合物的實例是異山梨酯二甲醚和異山梨醇二硝酸酯，前者用作工業(yè)溶劑、藥物添加劑，并用于個人護(hù)理產(chǎn)品中，后者用作藥物以緩解心絞痛疼痛或通過改善血液流入心臟減少心絞痛發(fā)生次數(shù)。在已知的異己糖二酐(isohexide)中，異山梨醇被認(rèn)為是最重要的。Stoss和Hemmer(1991)描述從D-葡萄糖醇(在本領(lǐng)域中也稱為山梨糖醇)到異山梨醇的公認(rèn)步驟。酸性介質(zhì)通常用于糖醇基質(zhì)脫水。尤其是為了提高產(chǎn)量和避免副反應(yīng)，多年來一直進(jìn)行反應(yīng)條件的某些改變，對異山梨醇的產(chǎn)量產(chǎn)生多種影響。StossandHemmer(1991)。已經(jīng)報道了生產(chǎn)脫水糖醇(包括異己糖二酐比如異山梨醇)的幾種方法。例如，PCT申請?zhí)朠CT/US99/00537(冊00/14081)，公開了具有有機(jī)溶劑再循環(huán)的收集方法和連續(xù)生產(chǎn)方法。大多數(shù)方法涉及使用濃酸和有機(jī)溶劑。Goodwin等人，CarbohydrateRes.79:133-141(1980)已經(jīng)公開了一種方法，該方法涉及使用酸性陽離子交換樹脂取代濃的腐蝕性酸，但異山梨醇產(chǎn)品產(chǎn)量低。備選方法是基于過飽和的方法，如美國專利號4，564，692(Feldmann等人，1986年1月14日)。然而，本領(lǐng)域中持續(xù)需要以合理的產(chǎn)率生產(chǎn)非常純的異山梨醇的方法。通過引用將以上引證的參考文獻(xiàn)全文并入本文。發(fā)明簡述本發(fā)明涉及用升高的壓力和升高的溫度由糖醇或單脫水糖醇原料制備脫水糖醇的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一個生產(chǎn)脫水糖醇的方法，該方法包括在升高的溫度和壓力下，用或不用溶劑或催化劑，將戊糖醇或己糖醇或單脫水糖醇原料加熱足以提供脫水糖醇的一段時間(取決于反應(yīng)條件)。原料可被加熱，例如，直到其熔融。加入的或排出的溶劑可以是有機(jī)溶劑或無機(jī)溶劑。制備后，通過本發(fā)明的方法生產(chǎn)的脫水糖醇可以被提純。例如，提純可以通過使用膜蒸發(fā)器完成。附圖簡述圖1是顯示如本文教導(dǎo)的連續(xù)反應(yīng)器方法的流程圖。例如，反應(yīng)器容器可以是，但不限于，管道、管或金屬線制品(wire)。發(fā)明詳述在一個方面，本發(fā)明提供了生產(chǎn)脫水糖醇的方法，該方法包括在升高的壓力下加熱戊糖醇或己糖醇或單脫水糖醇原料直至熔融，用或不用有機(jī)溶劑和用或不用催化劑，直到戊糖醇或己糖醇原料產(chǎn)生脫水糖醇。在另一個方面，所述酸催化劑是固體酸催化劑。在另一個方面，方法中使用的原料與水混合形成原料溶液。在另一個方面，所述固體酸催化劑是無機(jī)離子交換材料，其選自酸性離子交換樹脂和酸性沸石粉。在另一個方面，所述固體酸催化劑是酸性離子交換樹脂。在另一個實施方案中，該酸性離子交換樹脂選自AG50W-X12、Amberlyst35、Amberlyst15、RCP21H和Dowex50Wx4。在另一個實施方案中，該酸性離子交換樹脂是Amberlyst35。酸性離子交換樹脂也可以是磺化二乙烯基苯/苯乙烯共聚物酸性離子交換樹脂。在另一個實施方案中，所述固體酸催化劑是酸性'沐石粉。在一個實施方案中，該酸性沸石粉選自CBV3024、5534G、T-2665、T-4480和CS331-3。該固體酸催化劑可以是煅燒過的沸石。在另一個實施方案中，所述酸催化劑是可溶酸催化劑。在一個實施方案中，該可溶性酸催化劑選自硫酸、磷酸、對甲苯磺酸和對甲磺酸。在另一個實施方案中，所述催化劑的存在量介于原料重量的約0.10當(dāng)量至原料重量的約0.4原料當(dāng)量之間。在另一個實施方案中，該催化劑存在量為原料重量的約0.20當(dāng)量。在另一個實施方案中，脫水糖醇的生產(chǎn)后繼之以提純，包括脫水糖醇的重結(jié)晶。在另一個實施方案中，該重結(jié)晶是熔融重結(jié)晶。在另一個實施方案中，該重結(jié)晶是溶劑重結(jié)晶。在一個實施方案中，該溶劑重結(jié)晶包括加熱所述脫水糖醇和溶劑，然后以每分鐘約8。C到約12X:的速率逐步冷卻。在一個實施方案中，該溶劑重結(jié)晶用丙酮作溶劑來進(jìn)行。在另一個實施方案中，所述提純還包括溶劑清洗然后過濾。在另一個實施方案中，用例如包括甲醇、丙酮、乙酸乙酯和/或乙醇的溶劑進(jìn)行溶劑清洗。在優(yōu)選的實施方案中，用丙酮進(jìn)行溶劑清洗。在另一個實施方案中，所述提純還包括在第二膜蒸發(fā)器中蒸餾脫水糖醇混合物。在另一個實施方案中，該第二膜蒸發(fā)器是刮膜蒸發(fā)器。在另一個實施方案中，在第二膜蒸發(fā)器中的蒸餾在與第一膜蒸發(fā)器中的蒸餾同樣的溫度和壓力條件下進(jìn)行。在另一個實施方案中，所述方法還包括通過離心分離來提純所述產(chǎn)物脫水糖醇。在另一個實施方案中，所述方法還包括通過過濾分離脫水糖醇。在另一個實施方案中，所述糖醇或單脫水糖醇原料選自阿拉伯糖醇、核糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、半乳糖醇、艾杜糖醇、赤蘚糖醇、蘇糖醇及其混合物。在優(yōu)選的實施方案中，糖醇或單脫水糖醇原料是山梨糖醇。在另一個優(yōu)選的實施方案中，所述糖醇或單脫水糖醇原料是甘露糖醇。在另一個實施方案中，所述脫水糖醇是二脫水己糖醇。在一個實施方案中，該二脫水己糖醇是異山梨醇。在本發(fā)明的另一個實施方案中，所述方法產(chǎn)生單脫水己糖醇脫水山梨醇，也稱為山梨醇酐。在本發(fā)明的一個實施方案中，在溫度約150~約350匸下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在溫度約200~約300t:下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在溫度約210~約2901C下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在溫度約215~約2801C下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在溫度約230~約270"C下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在溫度約240~約260"C下進(jìn)行脫水。在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，在溫度約280X:下進(jìn)行脫水。該溫度特別適合山梨醇轉(zhuǎn)變?yōu)楫惿嚼娲?。技術(shù)熟練人員受益于本公開應(yīng)認(rèn)識到，本發(fā)明必要的和/或最佳的反應(yīng)溫度將隨著所選的壓力而有所不同。使用某種催化劑，例如，離子交換樹脂，可以使反應(yīng)在較低溫度下(例如，在約15or:下)進(jìn)行，導(dǎo)致單位催化劑量的速率有限。在另一個實施方案中，在約300~約2000psi的升高的壓力下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在約800~約1200psi的升高的壓力下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在約1000psi的壓力下進(jìn)行脫水。在再一個實施方案中，在約1200psi的壓力下進(jìn)行脫水。在另一個包括蒸餾提純的實施方案中，在第一膜蒸發(fā)器中的蒸餾在約120~約1901C的蒸氣溫度和至少為脫水的脫水糖醇的蒸餾點的釜溫下進(jìn)行。在另一個實施方案中，在第一膜蒸發(fā)器中的蒸餾在約160~約180X:的蒸氣溫度和至少為脫水的脫水糖醇的蒸餾點的釜溫下進(jìn)行。在另一個實施方案中，在第一膜蒸發(fā)器的蒸餾在約165~約170X:的蒸氣溫度和至少為脫水的脫水糖醇的蒸餾點的釜溫下進(jìn)行。在另一個實施方案中，在所述膜蒸發(fā)器中的蒸餾在約170x:的蒸氣溫度和至少為脫水的脫水糖醇的蒸餾點的釜溫下進(jìn)行。提純可優(yōu)選在常壓或真空下進(jìn)行，盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到也可以使用升高的壓力。在另一個包括提純步驟的實施方案中，在第一膜蒸發(fā)器中的蒸餾在約0.00019~約0.76psi的真空壓力下進(jìn)行。在另一個實施方案中，在第一膜蒸發(fā)器中的蒸餾在約0.0019~約0.19psi的真空壓力下進(jìn)行。在另一個實施方案中，在第一膜蒸發(fā)器中的蒸餾在約0.019~約0.19psi的真空壓力下進(jìn)行。在一個實施方案中，本發(fā)明提供了生產(chǎn)脫水糖醇的方法，該方法包括(a)在升高的壓力下加熱戊糖醇或己糖醇或單脫水糖醇原料直至熔融；(b)在固體酸催化劑存在下使所述熔融原料脫水以生成脫水糖醇混合物；(c)在第一膜蒸發(fā)器中蒸餾該脫水糖醇混合物以產(chǎn)生第一脫水糖醇蒸餾物；和(d)從該第一脫水糖醇蒸餾物中進(jìn)一步提純脫水糖醇。在另一個實施方案中，所述第一膜蒸發(fā)器是刮膜蒸發(fā)器。在另一個實施方案中，所述第一脫水糖蒸餾物的進(jìn)一步提純包括在第二膜蒸發(fā)器中蒸餾第一脫水糖醇蒸餾物。在另一個實施方案中，所述第二膜蒸發(fā)器是刮膜蒸發(fā)器。在另一個實施方案中，所述笫一脫水糖蒸餾物的進(jìn)一步提純包括第一脫水糖醇蒸餾物的溶劑重結(jié)晶。在另一個實施方案中，所迷第一脫水糖蒸餾物的進(jìn)一步提純包括第一脫水糖醇蒸餾物的溶融重結(jié)晶。在另一個實施方案中，所述第一脫水糖蒸餾物的進(jìn)一步提純包括溶劑清洗然后過濾。在另一個包括提純的實施方案中，在第一膜蒸發(fā)器中的蒸餾在約165~約170X:的蒸餾溫度和至少為脫水的脫水糖醇的蒸餾點的釜溫下進(jìn)行。在另一個實施方案中，在第一膜蒸發(fā)器中的蒸餾在約0.019~約0.19psi的真空壓力下進(jìn)行。在另一個實施方案中，所述糖醇或單脫水糖醇原料是山梨醇。在另一個實施方案中，所述脫水糖醇是異山梨醇。在另一個實施方案中，所述固體酸催化劑是酸性離子交換樹脂。在另一個實施方案中，所述酸性離子交換樹脂是Amberlyst35(Rohm&Haas)。在另一個實施方案中，所述固體酸催化劑是沸石。原料典型的糖醇，例如戊糖醇和己糖醇，適合用作本發(fā)明的方法的原料。本文中使用的"戊糖醇，，指的是具有五個碳原子的糖醇或單脫水糖醇(例如核糖醇)。本文中使用的"己糖醇，，指的是具有六個碳原子的糖醇或單脫水糖醇(例如山梨糖醇或甘露糖醇)。所述原料可包括糖醇或單脫水糖醇，或這種糖醇或單脫氷糖醇的混合物。原料的實例包括，但不限于，阿拉伯糖醇、核糖醇、葡萄糖醇(在本領(lǐng)域中也稱為山梨糖醇，本文中稱為山梨糖醇)、甘露醇(也稱為嗎哪糖或甘露醇)、半乳糖醇(衛(wèi)矛醇)、艾杜糖醇、赤蘚糖醇、蘇糖醇等等。山梨糖醇是特別優(yōu)選的原料因為它容易得到并且純異山梨醇(也稱為二脫水山梨糖醇)在許多化工和藥物應(yīng)用中很有用。山梨糖醇可以以70%水溶液(Archer-Daniels-Midland公司)商購得到，使得它成為工業(yè)使用原料的優(yōu)選形式。本發(fā)明的方法也生產(chǎn)脫水山梨醇，也稱為山梨糖醇酐。山梨醇酯被報道用于清潔劑和清凈劑，作為聚合物添加劑，在紡織工業(yè)作為乳化劑，作為潤濕劑，和作為粘度改性劑。對脫水山梨醇的興趣也表現(xiàn)在膠囊工業(yè)上。在本發(fā)明的方法的初始步驟，將所選的原料可以與溶劑在能經(jīng)受本發(fā)明提高的溫度和壓力的容器中混合。這種溶劑可以是，例如，水。在另一個實施方案中，原料溶液(包括或不包括下面描述的催化劑)可以以可測的速率通過一個或多個加熱加壓的管道傳輸產(chǎn)生期望的產(chǎn)物產(chǎn)率(并且吞吐量(throughput)恒定或接近恒定)所需要的一段時間。在本發(fā)明的再一個實施方案中，原料和水的混合物可經(jīng)受微波輻射，其中也采用適合于本發(fā)明的壓力?？赏ㄟ^在將反應(yīng)物插入微波反應(yīng)器前將其放置在密封的壓力反應(yīng)器中來施加升高的壓力。正如本發(fā)明的其他實施方案，可改變壓力和/或溫度以產(chǎn)生不同量的最終產(chǎn)品或任何預(yù)期的中間體。催化劑和脫水可以向所迷原料溶液中加入促進(jìn)糖醇脫水的催化劑。用來促進(jìn)糖醇脫水的催化劑一般是酸催化劑。本發(fā)明實踐中有用的酸催化劑的種類包括，但不限于，可溶性酸、酸性離子交換樹脂和無機(jī)離子交換材料?？芍貜?fù)使用或可再循環(huán)的催化劑是反應(yīng)優(yōu)選使用的，因為它們提供了增加的效率和經(jīng)濟(jì)以及工業(yè)可行性。本文使用的"可再循環(huán)的催化劑"指的是用于作為反應(yīng)的結(jié)果并非不可逆地耗盡的催化劑。換句話說，該催化劑可以再次使用。固體酸催化劑通常包含固體物質(zhì)，該固體物質(zhì)已被功能化以賦予具有催化活性的酸性基團(tuán)。固體酸催化劑可以具有廣泛的組成范圍、孔隙度、密度、酸性基團(tuán)的類型和酸性基團(tuán)的分布。固體酸催化劑可以被回收和再利用，任選地處理以使使用中喪失的任何活性再生。所公開的方法中使用的一些固體酸催化劑包括，但不限于，離子交換樹脂、無機(jī)離子交換材料、路易斯酸、粘土和分子篩。可溶性酸。在某些實施方案中，本發(fā)明的酸催化劑包含可溶性酸?？扇苄运岚ǎ幌抻?，硫酸、磷酸、對曱苯磺酸和對曱磺酸，這些酸是本發(fā)明中優(yōu)選使用的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到具有相似性能的其他可溶性酸可以用于本發(fā)明，雖然沒有明確列在此處。無機(jī)離子交換材料。沸石是無機(jī)離子交換材料。在某些實施方案中，本發(fā)明的酸催化劑包含沸石，特別是酸性沸石，更具體是H-ZSM-5沸石。優(yōu)選的酸性灘石包括H-Y沸石、H-絲光沸石、H-P沸石和DA-Y沸石。在本發(fā)明的實踐中有用的沸石的實例包括，但不限于，CBV3024或CBV5534G(兩種都可以從ZeolystInternational得到)、T-2665、T-4480和/或CS331-3(后面的三種可從UnitedCatalysis,Inc.得到)等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到其它具有相似性能的沸石可用于本發(fā)明，雖然沒有明確列在此處。在本發(fā)明的實踐中，尤其是用于由山梨糖醇生產(chǎn)異山梨醇，特別優(yōu)選的是煅燒過的沸石。制備煅燒過的沸石的一種方法是，例如，取上述沸石并在約300~約600t:之間的溫度下加熱它約2小時。煅燒過的沸石也可在市場上買到。硫酸化的金屬氧化物催化劑是包含金屬離子混合物或單種金屬離子且能被硫酸化以產(chǎn)生強(qiáng)酸性表面的那些。優(yōu)選的硫酸化的金屬氧化物催化劑是硫酸化的氧化鋯。通常需要煅燒來活化硫酸化的氧化鋯。酸性離子交換樹脂。在某些實施方案中，本發(fā)明的酸催化劑包含酸性離子交換樹脂。所述酸性離子交換樹脂可以是例如磺化的二乙烯基苯/苯乙烯共聚物酸性離子交換樹脂。在本發(fā)明的實踐中有用的酸性離子交換樹脂的實例包括，但不限于，BioRad實驗室的AG50W-X12、Rohm&Haas的Amberlyst15或Amberlyst35、MitsubishiChemicalCorp.的RCP21H、Bayer公司的LewatitS2328、LewatitK2431、LewatitS2568、LewatitK2629和Dowex50Wx5(DowChemicalCo.)。在本發(fā)明的實踐中，尤其是用于由山梨糖醇生產(chǎn)異山梨醇，特別優(yōu)選的樹脂是磺化二乙烯基苯/苯乙烯共聚物酸性離子交換樹脂Amberlyst35。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到其它具有相似性能的酸性離子交換樹脂可用于本發(fā)明，雖然沒有明確列在此處。如受益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的，催化劑的用量將取決于反應(yīng)條件和原料而變，但通常在約0.10~約1.0重量當(dāng)量、約0.10~約0.35重量當(dāng)量、約0.10~約0.30重量當(dāng)量、約0.10~約0.25重量當(dāng)量、約0.15~約0.35重量當(dāng)量、約0.15-0.30重量當(dāng)量或約0.15~約0.25重量當(dāng)量的數(shù)量級。催化劑的優(yōu)選量約為0.2重量當(dāng)量。在反應(yīng)期間有可能進(jìn)行原料糖醇的一次或多次脫水，以產(chǎn)生例如單脫水糖醇和二脫水糖醇。通過調(diào)整反應(yīng)條件或原料也能控制反應(yīng)從而生產(chǎn)單脫水糖醇和二脫水糖醇的組合物，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解所迷原料可含有糖醇和單脫水糖醇。在催化劑存在下的脫水可以在壓力在升高的溫度下和反應(yīng)混合物攪拌條件下進(jìn)行。所述壓力可為約300~約2000psi，優(yōu)選的壓力為約800~約1500psi。作為具體實例，在其中由山梨糖醇制備異山梨醇的本發(fā)明的方法中用于脫水步驟優(yōu)選壓力為約800~約1200psi?！獋€溫度范圍適合在本發(fā)明中使用。在本發(fā)明的一個實施方案中，在約150~約350X:下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在約200~約300X:下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在約210~約290X:下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在約215~約280X:下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在約230~約270匸下進(jìn)行脫水。在另一個實施方案中，在約240~約260TC下進(jìn)行脫水。在例如從山梨糖醇生產(chǎn)異山梨醇中，可以在約2801C下在恒定攪拌下進(jìn)行脫水約30分鐘。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在涉及使用升高的溫度和壓力的例如本發(fā)明的方法的方法中，所述方法的具體參數(shù)，包括完成某些步驟所需的時間，將取決于所使用的溫度和壓力而變化。例如，本發(fā)明人已經(jīng)確定更高的壓力和溫度水平將導(dǎo)致更快的反應(yīng)時間；然而，過長的反應(yīng)時間可能導(dǎo)致預(yù)期產(chǎn)物的降解和聚合。額外的變量是所選的具有特定熔點和最佳反應(yīng)壓力的原料。這對于以下描述的提純方法也同樣如此。但是，給定本文介紹的公開，針對具體應(yīng)用來對本發(fā)明的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化是本領(lǐng)域技術(shù)人員能力水平之內(nèi)的事情。根據(jù)本公開，僅用一些初步的實驗且無需不適當(dāng)?shù)膶嶒炑芯?，這就可以完成。提純脫水程序之后，產(chǎn)物可以被中和并通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去水。中和可以通過，例如，添加氫氧化鈉來完成。脫水程序后，得到的脫水糖醇混合物可以被提純。在一個實施方案中，使用真空蒸餾來提純。在一個更具體的實施方案中，該真空蒸餾使用膜蒸發(fā)器特別是刮膜蒸發(fā)器來進(jìn)行。用于本發(fā)明的刮膜蒸發(fā)器設(shè)備的一個實例是垂直攪拌式薄膜處理器。用刮膜蒸發(fā)器的優(yōu)勢包括粘性溶液的處理、改進(jìn)的產(chǎn)品純度和短停留時間，這導(dǎo)致產(chǎn)品降解的減少或消除。特別是對于從山梨糖醇生產(chǎn)異山梨醇，使用刮膜蒸發(fā)器提供了大約80%的蒸餾產(chǎn)率，忽略蒸餾過程中水的損失(這導(dǎo)致聚合減少)，并且提供從殘留物中進(jìn)一步回收異山梨醇和脫水山梨醇。蒸餾方法產(chǎn)生第一脫水糖醇蒸餾物。如上所述，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員要理解的，真空蒸餾參數(shù)將取決于要提純的物質(zhì)和溫度和壓力而變化。釜溫將取決于要提純的物質(zhì)的蒸餾溫度(即所述蒸餾點)，蒸餾點又取決于系統(tǒng)中施加的真空。例如，在異山梨醇的情況下，優(yōu)選蒸氣溫度為約140~約190TC;更優(yōu)選是約160~約170X:;甚至更優(yōu)選是約165~約170t;。真空壓力可以是約9.6xl(T~約0.77psi;優(yōu)選約0.019psi。例如，且特別是對于異山梨醇的真空蒸餾，最優(yōu)選的是真空壓力約0.019psi，釜溫約180X:，和蒸氣溫度約160~約170L。脫水糖醇混合物的備選提純方法例如過濾脫水糖醇混合物，或添加活性炭隨后使所述脫水糖醇混合物結(jié)晶，也用于本發(fā)明中。在一個實施方案中，為了進(jìn)一步提純和分離所述脫水糖醇，使脫水糖醇蒸餾物經(jīng)過第二真空蒸餾，確切說在一個膜蒸發(fā)器中，并且更確切說在刮膜蒸發(fā)器中。第二刮膜蒸發(fā)器的類型可以相同或不同于第一刮膜蒸發(fā)器。第二真空蒸餾的條件(例如，真空壓力和溫度)可以相同或不同于第一真空蒸餾的條件，其參數(shù)如上所述。使用兩個膜蒸發(fā)器使得脫水糖醇特別是異山梨醇的提純無需使用有潛在危害的有機(jī)溶劑。在本發(fā)明的另一個方面，為了進(jìn)一步提純和分離所述脫水糖醇，使第一脫水糖醇蒸餾物經(jīng)受熔融結(jié)晶。加熱回收的蒸餾物產(chǎn)物至熔融，然后隨時間冷卻直到達(dá)到結(jié)晶點，但時間不要長到使物質(zhì)固化。事實上，優(yōu)選漿料狀的濃度，以便物質(zhì)可以被離心分離。本文使用的術(shù)語"漿料狀的濃度"指的是重結(jié)晶的脫水糖醇蒸餾物是液體與幾顆精細(xì)分開的顆粒的混合物。在相對高速下離心分離相對短的時間以避免物質(zhì)固化，也為了避免使預(yù)期提純的脫水糖醇最終產(chǎn)品與剩余雜質(zhì)一起排走。例如，離心分離可以約3000~約4000rpm進(jìn)行約5分鐘。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，離心分離的時間將取決于要提純的物質(zhì)的量而變化。得到的脫水糖醇產(chǎn)品純度至少為98%,并且在多數(shù)情況下純度將大于99%(取決于"漿料"的稠度)。或者，為了進(jìn)一步提純和分離脫水糖醇，使第一脫水糖醇蒸餾物經(jīng)受溶劑重結(jié)晶。在本發(fā)明中有用的溶劑包括，但不限于，丙酮、乙酸乙酯和低分子量醇例如乙醇和曱醇。在另一個實施方案中，為了進(jìn)一步提純和分離所述脫水糖醇，使第一脫水糖醇蒸餾物經(jīng)受溶劑清洗然后過濾。優(yōu)選地，溶劑是冷的，確切說在約0~約23t:。本發(fā)明中有用的溶劑包括，但不限于，丙酮、乙酸乙酯和低分子量醇例如乙醇和甲醇。離心分離可以通過本領(lǐng)域中已知的方法來進(jìn)行。在以下非限制的實施例中進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。實施例實施例1將山梨糖醇(25.21g)溶于水(500ml)中，然后轉(zhuǎn)移至1L高壓釜反應(yīng)器容器。加入催化劑MFI-40(HZSM-5沸石，5.02g)。用氫氣沖洗三次后，將壓力設(shè)為300psi并在攪拌下加熱該反應(yīng)器至2801C。壓力隨著加熱增加到1100psi。當(dāng)反應(yīng)器達(dá)到280X:開始計時。30分鐘后得到異山梨醇產(chǎn)率42.4%(以產(chǎn)生的異山梨醇摩爾數(shù)/初始山梨醇摩爾數(shù)來計算)。實施例2將山梨糖醇(37.78g)溶于水(500ml)中并轉(zhuǎn)移至1L高壓釜反應(yīng)器容器。加入催化劑煅燒過的CBV-3024E(ZeolystInternational,7.55g),并在用氫氣沖洗反應(yīng)器三次后，將壓力設(shè)為500psi。在攪拌下經(jīng)約30~約45分鐘的時間將該反應(yīng)器加熱至280。C。壓力隨著時間增加到1200psi。在280匸下15分鐘后，異山梨醇產(chǎn)率為51.4%。實施例3將山梨糖醇(75.4g)溶于水(500ml)中并轉(zhuǎn)移至1L高壓釜反應(yīng)器容器。加入催化劑CBV5524G(ZeolystInternational,15.10g),并在用氫氣沖洗反應(yīng)器三次后，將壓力設(shè)為1000psi。在恒定攪拌(940rpm)下將該反應(yīng)器加熱至280X:。壓力隨著時間增加到1150psi。在280X:下30分鐘后，異山梨醇產(chǎn)率為41.4%。實施例4下面的表1到表8，詳述了根據(jù)本發(fā)明的新方法進(jìn)行的進(jìn)一步額外實驗的結(jié)果。這些實驗使用實施例1中描述的方法和設(shè)備進(jìn)行，試劑量列在表中。也列出了隨時間產(chǎn)生的異山梨醇的產(chǎn)量。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表6<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表7<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>窗-40沸石(Si02/Ah03摩爾比-40),CBV3024沸石(摩爾比=30)，CBV5534G沸石(摩爾比=50)。實施例6實施例6顯示了使用本發(fā)明的方法從山梨糖醇生成脫水山梨醇和異山梨醇。在試驗號8A中，如上所述，將75g山梨糖醇與15g煅燒過的CS331-3催化劑混合并用例1中描述的方法和設(shè)備增加溫度，但使用表8中所述的參數(shù)。在給定條件下反應(yīng)20小時后，以57.6%的產(chǎn)率得到脫水山梨醇，和以8.0%的產(chǎn)率得到異山梨醇。表8中<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>實施例7實施例7顯示了從山梨糖醇生成脫水山梨醇和異山梨醇。將濃硫酸(O.20mL)加入到70%山梨糖醇溶液中(50g)。反應(yīng)在密封壓力反應(yīng)器容器中在約14.5psi的壓力下進(jìn)行。在170"下將該容器引入到MilestoneMicroSynth微波反應(yīng)器中30分鐘。最終產(chǎn)物包含50.4%脫水山梨醇、7.8%異山梨醇和11.9%山梨糖醇。實施例8糖醇或單脫水糖醇溶液泵送通過加熱的連續(xù)盤管反應(yīng)器以生成脫水糖醇。連續(xù)盤管反應(yīng)器可以與例如美國專利號2,735,792中圖1中所示的反應(yīng)器相似，將該專利并入本文供參考。控制溫度和流速以生產(chǎn)高產(chǎn)率的脫水糖醇。使含有單脫水糖醇的溶液第二次通過加熱的盤管，產(chǎn)生更高的脫水糖醇產(chǎn)率。為了清楚地理解，現(xiàn)在已經(jīng)通過說明和實施例的方式詳細(xì)充分地描述了本發(fā)明，受益于本公開，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可通過用廣泛的和等效范圍的條件、配方和其他參數(shù)來修改或改變本發(fā)明，由此實施本發(fā)明。而且，受益于本公開，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，這些修改或改變打算包含在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本說明書中提到的所有的出版物、專利和專利申請對于本發(fā)明所屬的本領(lǐng)域技術(shù)人員的水平來說是陳述性的，并且都通過引用并入本文，其程度仿佛所指出的每個單獨出版物、專利或?qū)＠暾埫鞔_且單獨地通過引用而并入。權(quán)利要求1.脫水糖醇的生產(chǎn)方法，包括(a)混合戊糖醇或己糖醇或單脫水糖醇原料和溶劑以形成原料溶液，并任選地，攪拌所述原料溶液；(b)加熱所述原料溶液；(c)加壓所述原料溶液；和(d)生成脫水糖醇。2.權(quán)利要求1的方法，還包括收集所述脫水糖醇。3.權(quán)利要求1的方法，包括其中所述戊糖醇或己糖醇或單脫水糖醇原料選自阿拉伯糖醇、核糖醇、葡萄糖醇、甘露糖醇、半乳糖醇、艾杜糖醇、赤蘚糖醇、蘇糖醇及其混合物。4.權(quán)利要求l的方法，包括其中所述己糖醇原料是葡萄糖醇。5.權(quán)利要求l的方法，包括其中所述溶劑是水。6.權(quán)利要求1的方法，包括其中所述脫水糖醇是在催化劑存在下生成的。7.權(quán)利要求6的方法，包括其中所述催化劑選自至少一種固體酸催化劑和至少一種可溶性酸催化劑。8.權(quán)利要求6的方法，包括其中所述催化劑選自硫酸、磷酸、對曱苯磺酸和對曱磺酸。9.權(quán)利要求6的方法，包括其中所述催化劑是無機(jī)酸交換材料。10.權(quán)利要求9的方法，包括其中所述無機(jī)酸交換材料是沸石。11.權(quán)利要求10的方法，包括其中所述沸石是煅燒過的沸石。12.權(quán)利要求10的方法，包括其中所述沸石選自CBV3024、CBV5534G、T-2665、T-4480和CS331-3。13.權(quán)利要求9的方法，包括其中所述無機(jī)酸交換材料是酸性離子交換樹脂。14.權(quán)利要求13的方法，包括其中所述酸性離子交換樹脂選自AG50W-X12、Amberlyst15、Amberlyst35、Amberlyst36、Amberlyst、131、LewatitS2328、Amberlyst35、Amberlyst36、Amberlyst15、Amberlyst131、LewatitS2328、LewatitK2431、LewatitS2568、LewatitK2629、DianionSK104、DianionPK228、DianionRCP160，和ReliteRAD/F、RCP21H和Dowex50Wx5。15.權(quán)利要求13的方法，包括其中所述酸性離子交換樹脂是磺化二乙烯基苯/苯乙烯共聚物酸性離子交換樹脂。16.權(quán)利要求6的方法，包括其中所述催化劑的存在量為原料重量的約0.10~約1.00當(dāng)量。17.權(quán)利要求1的方法，包括其中所述原料溶液在壓力約300~約2000psi之間反應(yīng)。18.權(quán)利要求1的方法，包括其中加熱所述原料溶液到一個溫度，該溫度選自約150~約350t:之間、約200~約300t:之間、約210~約290"C之間、約215~約2801C之間、約230~約270X:之間和約240~約260'C之間的溫度。19.權(quán)利要求1的方法，包括其中在微波輻射下的所述加熱和加壓步驟。20.權(quán)利要求1的方法，包括其中在原料吞吐量恒定期間，所迷加熱和加壓發(fā)生在至少一個管道中。全文摘要提供了制備脫水糖醇的方法。所述方法涉及在酸催化劑存在下和在壓力下加熱糖醇或單脫水糖醇原料。任選地提純產(chǎn)物。獲得很高的純度，在該方法中無需使用有機(jī)溶劑。文檔編號C07D493/06GK101421274SQ200780013774公開日2009年4月29日申請日期2007年3月9日優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日發(fā)明者A·J·森伯恩申請人:阿徹-丹尼爾斯-米德蘭公司