CN102947259A - 从琥珀酸盐制备四氢呋喃、γ-丁内酯和/或丁二醇的方法 - Google Patents

从琥珀酸盐制备四氢呋喃、γ-丁内酯和/或丁二醇的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于制备氢化产品的方法，所述方法包括：提供包含琥珀酸二铵DAS的澄清的发酵液；蒸馏所述发酵液以形成顶部馏出物和液态底部残留物，所述顶部馏出物包括水和氨，所述液态底部残留物包括琥珀酸一铵MAS、至少一些DAS和重量百分比至少为20%的水；使所述底部残留物冷却和/或蒸发，以及可选地将反溶剂添加到所述底部残留物中，以得到足以使所述底部残留物分离成含有DAS的液态部分和基本上不含有DAS的含有MAS的固态部分的温度和组成；从所述液态部分中分离所述固态部分；回收所述固态部分；在至少一种氢化催化剂存在下对所述第二固态部分进行氢化，以制备包括THF、GBL或BDO中的至少一种的氢化产品；和回收所述氢化产品。

Description

从琥珀酸盐制备四氢呋喃、γ-丁内酯和/或丁二醇的方法
相关申请
本申请要求2010年4月1日递交的第61/320,074号美国临时申请的权益，该美国临时申请的主题通过引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及从通过发酵制备的琥珀酸（SA）制备氢化产品、尤其是制备1,4-丁二醇（BDO）、四氢呋喃（THF）和γ-丁内酯（GBL）的方法。
背景技术
糖发酵的某些碳质产物被视为石油衍生材料的替代物，以用作制造含碳化学物质的原料。一种这样的产物为琥珀酸一铵MAS。
与MAS相关的物质，即SA，其可通过微生物使用可发酵的碳源（例如糖）作为起始物质来制备。然而，商业上最可行的并且在文献中描述的产生琥珀酸的微生物对发酵液进行中和以维持适合最大生长、转化和生产率的pH值。通常，通过将氢氧化铵加入发酵液来使发酵液的pH值维持为7或接近7，由此将琥珀酸转化成琥珀酸二铵DAS。
Kushiki（公布号为2005-139156的日本公布的专利申请）公开了一种从DAS的水溶液获取MAS的方法，所述DAS的水溶液可以自加入有铵盐作为反离子的发酵液获得。具体地，通过以下步骤自DAS的水溶液结晶出MAS：将乙酸加入到DAS的水溶液以将该溶液的pH值调节至4.6和6.3之间，从而使不纯的MAS从该溶液结晶出。
Masuda（日本未审查的专利公布P2007-254354，2007年10月4日）描述了分子式为H4NOOCCH2CH2COONH4的“琥珀酸铵”的稀水溶液的部分脱氨。从公开的分子式可以看出，“琥珀酸铵”为琥珀酸二铵。Masuda通过加热琥珀酸铵的溶液来去除水和氨以产生固态的基于琥珀酸的组合物，该组合物除了含有琥珀酸铵以外，还含有琥珀酸一铵、琥珀酸、琥珀一酰胺、琥珀酰亚胺、琥珀酰胺或琥珀酸酯中的至少一种。因此，可以推测，与Kushiki相似，Masuda也公开了导致产生不纯的MAS的方法。Kushiki和Masuda的方法生成的物质都需要经受多种提纯手段以制备高纯度的MAS。
生物衍生的SA（例如从MAS获得的SA）为用于合成许多商业上重要的化学物质和聚合物的平台分子。因此，极其期望提供一种对清晰的、商业上可行的获得例如BDO、THF和GBL的衍生物的途径进行灵活地整合的纯化技术。由于缺乏用于将发酵获取的SA转化成BDO、THF、和GBL的经济上和技术上可行的解决方法，则提供用于提供具有足以直接氢化的纯度的有成本效益的SA流的方法将是有益的。
发明内容
本发明提供了一种制备氢化产品的方法，该方法包括：提供含有DAS的澄清的发酵液；蒸馏发酵液以形成包含水和氨的第一顶部馏出物以及包含MAS、至少一些DAS和至少约20wt%（重量百分比）的水的第一液态底部残留物；使第一底部残留物冷却和/或蒸发，以及可选地将反溶剂添加到底部残留物中，以得到足以使第一底部残留物分离成含有DAS的液态部分和基本上不含有DAS的含有MAS的第一固态部分的温度和组成；从第一液态部分中分离出第一固态部分；回收第一固态部分；将第一固态部分溶解在水中以制备MAS的水溶液；在足以形成包括水和氨的第二顶部馏出物以及包括大部分的SA、少部分MAS和水的第二底部残留物的温度和压力下蒸馏所述MAS的水溶液；使第二底部残留物冷却以使第二底部残留物分离成与第二固态部分接触的第二液态部分，第二固态部分主要由SA组成且基本上不含有MAS；从第二液态部分中分离出第二固态部分；回收第二固态部分；在至少一种氢化催化剂存在下使第二固态部分氢化以制备包括THF、GBL或BDO中的至少一种的氢化产品；以及回收氢化产品。
本发明还提供了一种用于制备氢化产品的方法，该方法包括：提供含有SA的澄清的发酵液；可选地，将MAS、DAS、SA、NH3、和/或NH4 +中的至少一种添加到发酵液中以维持发酵液的pH小于6；蒸馏发酵液以形成包括水和氨的顶部馏出物以及包括MAS、至少一些DAS和至少约20wt%的水的液态底部残留物；使底部残留物冷却和/或蒸发，以及可选地将反溶剂添加到底部残留物中，以得到足以使底部残留物分离成含有DAS的液态部分和基本上不含有DAS的含有MAS的固态部分的温度和组成；从液态部分中分离出固态部分；回收固态部分；将固态部分溶解在水中以制备MAS的水溶液；在足以形成包括水和氨的第二顶部馏出物以及包括大部分的SA、少部分MAS和水的第二底部残留物的温度和压力下蒸馏所述MAS的水溶液；使第二底部残留物冷却和/或蒸发以使第二底部残留物分离成第二液态部分和第二固态部分，第二固态部分主要由SA组成且基本上不含有MAS；从第二液态部分中分离出第二固态部分；回收第二固态部分；在至少一种氢化催化剂存在下使第二固态部分氢化以制备包括THF、GBL或BDO中的至少一种的氢化产品；以及回收氢化产品。
本发明还提供了一种制备氢化产品的方法，该方法包括：提供含有DAS的发酵液；蒸馏发酵液以形成包含水和氨的第一顶部馏出物以及包含MAS、至少一些DAS和至少约20wt%的水的第一液态底部残留物；使底部残留物冷却和/或蒸发，以及可选地将反溶剂添加到底部残留物中，以得到足以使底部残留物分离成含有DAS的液态部分和基本上不含有DAS的含有MAS的固态部分的温度和组成；从液态部分中分离出固态部分；回收固态部分；将固态部分溶解在水中以制备MAS的水溶液；在足以形成包括水和氨的第二顶部馏出物以及包括大部分的SA、少部分MAS和水的第二底部残留物的温度和压力下蒸馏所述MAS的水溶液；使第二底部残留物冷却和/蒸发以导致第二底部残留物分离成与第二固态部分接触的第二液态部分，第二固态部分优选地主要由SA组成且基本上不含有MAS；从第二液态部分中分离出第二固态部分；回收第二固态部分；在至少一种氢化催化剂存在下使第二固态部分氢化以制备包括THF、GBL或BDO中的至少一种的氢化产品；以及回收氢化产品。
本发明还提供了一种用于制备氢化产品的方法，该方法包括：提供含有MAS的澄清的发酵液；可选地，将MAS、DAS、SA、NH3、和/或NH4 +中的至少一种添加到发酵液中以优选地维持发酵液的pH小于6；蒸馏发酵液以形成包括水和可选地包括氨的顶部馏出物以及包括MAS、至少一些DAS和至少约20wt%的水的液态底部残留物；使底部残留物冷却和/或蒸发，以及可选地将反溶剂添加到底部残留物中，以得到足以使底部残留物分离成含有DAS的液态部分和基本上不含有DAS的含有MAS的固态部分的温度和组成；从液态部分中分离出固态部分；回收固态部分；在至少一种氢化催化剂存在下使固态部分氢化以制备包括THF、GBL或BDO中的至少一种的氢化产品；以及回收氢化产品。
附图说明
图1示意性地示出了用于使发酵获取的SA氢化为BDO、THF和GBL的完整过程，并且示出了DAS的两阶段脱氨，在该两阶段之间具有MAS结晶步骤；
图2示意性地示出了用于使发酵获取的SA氢化为BDO、THF和GBL的完整过程，并且示出了DAS的两阶段脱氨，在该两阶段之间具有MAS结晶步骤。在氢化之前，包括可选的纳滤步骤以进一步纯化SA；
图3为示出MAS在水中和30%的DAS水溶液中的溶解度随着温度变化的曲线图；
图4为示出本发明的方法的所选择的方面的流程图；
图5为示出在135℃下MAS(HSu-)、DAS(Su-2)和SA(H2Su)的摩尔分数随pH变化的曲线图；
图6为在25℃下与图5相似的曲线图；
图7为在所选择的温度下的MAS、DAS和水的三元图；
图8为通过本发明的方法制备的MAS晶体的显微相片；
图9为通过本发明的方法制备的SA晶体的显微相片。
具体实施方式
应该理解，与所附的权利要求书不同的是，下文说明书的至少一部分旨在涉及针对附图中的图示而选择的方法的代表性示例并且不旨在限定或限制本发明。
通过参考图1可以理解本发明的方法，图1以框图形式示出本发明的方法的一个代表性示例。
生长容器通常为原位蒸汽灭菌发酵器，可以用来培养微生物培养基（未示出），该微生物培养基随后用于制备含有DAS、MAS和/或SA的发酵液。这样的生长容器在现有技术中是已知的并且不作进一步讨论。
该微生物培养基可包括能够从可发酵碳源（例如碳水化合物糖类）制备SA的微生物。微生物的代表性示例包括但不限于：大肠杆菌（Escherichia coli或E.coli）、黑曲霉（Aspergillus niger）、谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）（也称为黄色短杆菌（Brevibacterium flavum））、粪肠球菌（Enterococcusfaecalis）、小韦荣球菌（Veillonella parvula）、产琥珀酸放线杆菌（Actinobacillussuccinogenes）、产琥珀酸曼氏杆菌（Mannheimia succiniciproducens）、产琥珀酸厌氧螺菌（Anaerobiospirillum succiniciproducens）、拟青霉（Paecilomyces Varioti）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）、栖瘤胃拟杆菌（Bacteroides ruminicola）、嗜淀粉拟杆菌（Bacteroides amylophilus）、真养产碱杆菌（Alcaligenes eutrophus）、产氨短杆菌（Brevibacteriumammoniagenes）、乳糖发酵短杆菌（Brevibacterium lactofermentum）、布伦氏假丝酵母（Candida brumptii）、链状假丝酵母（Candida catenulate）、假丝酵母（Candidamycoderma）、诞沫假丝酵母（Candida zeylanoides）、帕鲁迪格拿假丝酵母（Candidapaludigena）、萨纳瑞西斯假丝酵母（Candida sonorensis）、产朊假丝酵母（Candidautilis）、诞沫假丝酵母（Candida zeylanoides）、汉逊德巴利酵母（Debaryomyceshansenii）、尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）、绵毛状腐质菌（Humicolalanuginosa）、柠檬克勒克酵母（Kloeckera apiculata）、乳酸克鲁维酵母（Kluyveromyces lactis）、威克海姆-克鲁维酵母（Kluyveromyces wickerhamii）、简青霉（Penicillium simplicissimum）、异常毕赤酵母（Pichia anomala）、贝氏毕赤酵母（Pichia besseyi）、媒介毕赤酵母（Pichia media）、季也蒙毕赤酵母（Pichiaguilliermondii）、尹氏毕赤酵母（Pichia inositovora）、斯氏毕赤酵母（Pichiastipidis）、巴氏酵母（Saccharomyces bayanus）、粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomycespombe）、念珠球拟酵母菌白色球拟酵母（Torulopsis candida）、解脂耶氏酵母亚罗解脂酵母（Yarrowia lipolytica）、它们的混合物等。
优选的微生物为以入藏号PTA-5132保存在ATCC的大肠杆菌菌株。更优选的是三种抗生素抗性基因（cat、amphl、tetA）被去除的该大肠杆菌菌株。抗生素抗性基因cat（用于对氯霉素抗性的编码）和amphl（用于对卡那霉素抗性的编码）的去除可通过以下文献中描述的所谓的“λ-红”方法进行，该方法的主题以引用方式并入本文：Datsenko KA和Wanner BL.，《美国国家科学协会公报》，2000年6月6日；97（12）6640-5。可以使用由Bochner等人在以下文献中最初描述的方法来去除四环素耐药基因tetA，该方法的主题以引用方式并入本文：JBacteriol.，1980年8月；143（2）：926-933。葡萄糖为用于该微生物的优选的可发酵碳源。
可以将可发酵碳源（例如，碳水化合物和糖类）、可选地氮源和复合营养素（例如，玉米浆）、附加的培养基组分（诸如维生素、盐和可以增进细胞生长和/或产物形成的其他物质）和水加入到生长容器中以用于微生物培养基的生长和维持。通常，微生物培养基在好氧条件下生长，该好氧条件通过鼓吹富氧气体（例如，空气等）提供。通常，提供酸（例如，硫酸等）和氢氧化铵以在微生物培养基的生长期间进行pH值控制。
在一个示例（未示出）中，通过将富氧气体变为缺氧气体（例如，CO2等），而将生长容器中的好氧条件（通过鼓吹富氧气体提供）转换为厌氧条件。厌氧环境引起可发酵的碳源在生长容器中原位生物转化为琥珀酸。提供氢氧化铵以在可发酵的碳源生物转化为SA期间进行pH值控制。由于存在氢氧化铵，所制备的SA至少部分地被中和为DAS，使得制备成包括DAS的发酵液。CO2提供了用于制备SA的另外的碳源。
在另一示例中，生长容器的内容物可以借助流被转移到独立的生物转化容器，以使碳水化合物源生物转化为SA。将缺氧气体（例如，CO2等）鼓吹到生物转化容器中以提供引发制备SA的厌氧条件。提供氢氧化铵以在碳水化合物源生物转化为SA期间进行pH值控制。由于存在氢氧化铵，所制备的SA至少部分地被中和为DAS，使得制备成包括DAS的发酵液。CO2提供了用于制备SA的另外的碳源。
在另一示例中，生物转化可以在相对低的pH值（例如，3到6）下进行。可以提供碱（氢氧化铵或氨水）以在碳水化合物源生物转化为SA期间进行pH值控制。根据所需的pH值，由于存在氢氧化铵或不存在氢氧化铵，制备SA，或者所制备的SA至少部分地被中和为MAS、DAS或包括SA、MAS和/或DAS的混合物。因此，可选地，在附加的步骤中，通过提供氨水或氢氧化铵，生物转化期间所制备的SA可以随后被中和，产生包括DAS的发酵液。因此，“含有DAS的发酵液”通常是指发酵液包括通过生物转化或其他方法添加的和/或产生的DAS和可能的任一数量的其他组分（诸如MAS和/或SA）。类似地，“含有MAS的发酵液”通常是指发酵液包括通过生物转化或其他方法添加的和/或产生的MAS和可能的任一数量的其他组分（诸如DAS和/或SA）。
从可发酵的碳源的生物转化（在容器或流中，取决于生物转化发生的位置）产生的发酵液通常含有不溶的固体，诸如细胞生物质和其他悬浮物质，在蒸馏之前，将所述不溶的固体借助流转移到澄清装置。去除不溶的固体使发酵液澄清。这减轻或防止堵塞随后的蒸馏设备。可以通过多种固液分离技术中的单独的任一种技术或技术组合来去除不溶的固体，所述固液分离技术包括但不限于离心分离和过滤（包括但不限于超过滤、微过滤或深度过滤）。可以使用本领域中已知的技术选择过滤。可以通过任一数量的已知方法去除可溶的无机化合物，这些已知方法例如但不限于离子交换和物理吸附等。
离心分离的示例为连续的碟式离心机。在离心分离之后，增加一精过滤（polishing filtration）步骤可以是有用的，该精过滤诸如为可包括使用诸如硅藻土等的过滤辅助工具的深度过滤，或者更优选地为超过滤或微过滤。超过滤膜或微过滤膜例如可以为陶瓷或高分子材料。高分子膜的一个例子是科氏滤膜系统公司（Koch Membrane Systems）（850大街，威明顿市，马萨诸塞州，美国）制造的SelRO MPS-U20P（pH值稳定的超过滤膜）。其是在市场上可购买到的聚醚砜膜，截留分子量为25,000道尔顿，通常在0.35MPa到1.38MPa的压力（最大压力为1.55MPa）并且在高达50°C的温度下工作。可替选地，可单独采用诸如超过滤或微过滤的过滤步骤。
将产生的基本上没有微生物培养基和其他固体的含有DAS的澄清的发酵液或含有MAS的澄清的发酵液通过流转移到蒸馏装置。
澄清的蒸馏发酵液应该含有一定量的DAS和/或MAS，该量占发酵液中的所有二羧酸二铵盐的至少大部分、优选地至少约70wt.%、更优选地80wt.%以及最优选的至少约90wt.%。通过高压液相色谱法（HPLC）或其他已知的方法，可以容易地确定DAS占发酵液中的全部二羧酸盐的重量百分比含量（wt.%）。
水和氨作为顶部馏出物自蒸馏装置去除，并且至少一部分水和氨可选地借助流再循环至生物转化容器（或在厌氧模式下工作的生长容器）。只要蒸馏是以确保蒸馏的顶部馏出物含有水和氨并且蒸馏的底部残留物至少包括一些DAS和至少约20wt.%的水的方式进行，则蒸馏温度和压力不是关键。水的更优选的量为至少约30wt.%以及进一步更优选的量为至少约40wt.%。自蒸馏步骤去除氨的速率随着温度升高而增大，并且通过在蒸馏期间注入蒸汽（未示出）也可增大该速率。通过在真空下进行蒸馏或者通过用诸如空气、氮气等的非反应性气体鼓吹所述蒸馏装置，也可增大蒸馏期间去除氨的速率。
在蒸馏步骤期间对水的去除可通过使用有机共沸剂而加强，条件是底部残留物含有至少约20wt.%的水，所述有机共沸剂诸如甲苯、二甲苯、己烷、环己烷、甲基环己烷、甲基异丁基酮、庚烷等。如果在能够形成共沸混合物的有机试剂的存在下进行蒸馏（该共沸混合物由水和该有机试剂组成），则蒸馏产生包括水相和有机相的双相底部残留物，在这种情况下，水相可以与有机相分离，并且水相被用作蒸馏的底部残留物。只要底部残留物中的水含量被维持在至少约30wt.%的水平，则基本上避免诸如琥珀酰胺和琥珀酰亚胺的副产物。
用于蒸馏步骤的优选温度的范围是约50℃到约300℃，该温度取决于压力。更优选的温度范围是约90℃到约150℃，该温度取决于压力。约110℃到约140℃的蒸馏温度是优选的。“蒸馏温度”是指底部残留物的温度（对于分批蒸馏，该温度可以为当取出最后期望的量的顶部馏出物时的温度）。
加入可与水混溶的有机溶剂或者氨分离溶剂有助于在如上文所讨论的各种蒸馏温度和压力下去除氨。这样的溶剂包括能够形成惰性的氢键的疏质子溶剂、双极性溶剂、含氧溶剂。示例包括但不限于：二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、亚砜（诸如二甲亚砜（DMSO）、酰胺（诸如二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基乙酰胺）、砜（诸如二甲基砜）、环丁砜、GBL、聚乙二醇（PEG）、丁氧基三乙二醇、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、醚（诸如二丁醚、二氧己环、二甘醇二甲醚）、甲基异丁基酮（MIBK）和甲基乙基酮（MEK）等。这样的溶剂有助于自澄清的发酵液中的DAS或MAS去除氨。无论哪种蒸馏技术，重要的是，蒸馏以确保至少一些DAS和至少约20wt.%的水且甚至更优选地至少约30wt.%的水留在底部残留物中的方式进行。
可以在大气压、亚大气压或超大气压下进行蒸馏。该蒸馏可以为单级闪蒸、多级蒸馏（即，多级塔式蒸馏）等。单级闪蒸可以在任一类型的闪蒸器（例如，刮膜蒸发器、薄膜蒸发器、热虹吸管闪蒸器和强制循环闪蒸器等）中进行。多级蒸馏塔可以通过使用塔板和填料等来实现。所述填料可以为松散填料（例如，拉西环、鲍尔环和贝尔鞍形填料等）或规整填料（例如，Koch-Sulzer填料、英特洛克斯（Intalox）填料和麦勒派克（Mellapak）等）。所述塔板可以为任一设计（例如，筛孔塔板、浮阀塔板、泡罩塔板等）。可以在任一数量的理论级下进行所述蒸馏。
如果所述蒸馏装置为塔，则构造不是特别的关键，并且可以使用熟知的规则来设计该塔。可以在气提模式、精馏模式或分馏模式下操作该塔。可以以分批模式或连续模式进行蒸馏。在连续模式中，可将发酵液连续送入所述蒸馏装置，且顶部馏出物和底部残留物随着它们的形成而从所述装置连续地去除。来自蒸馏的馏出物为氨/水溶液，并且蒸馏的底部残留物为MAS和DAS的液态水溶液，所述蒸馏的底部残留物也可以含有其他发酵副产物盐类（即，乙酸铵、甲酸铵、乳酸铵等）和有色体。
所述蒸馏的底部残留物可通过流转移到冷却装置并且通过常规的方法冷却。虽然下文将描述优选的技术，但冷却技术不是关键性的。可以使用热交换器（利用热回收）。可以使用闪蒸冷却器将所述底部残留物冷却至约15℃。冷却到<0℃通常利用冷藏冷却剂，诸如，乙二醇溶液，或者，较不优选地盐水。在冷却之前可以包括浓缩步骤以帮助增大产物产量。此外，可以采用已知方法将浓缩和冷却组合，诸如真空蒸发和采用使用一体式冷却套管和/或外部热交换器的除热法。
我们发现，液态底部残留物中的一些DAS的存在有助于通过降低含DAS的液态水性底部残留物中的MAS的溶解度来以冷却方式引起将底部残留物分离成为与固态部分接触的液态部分，所述固态部分至少“基本由”MAS组成（意思是所述固态部分为至少基本上纯的结晶MAS）。图3示出在0℃到60℃的不同温度下，30wt%的DAS水溶液中的MAS的减小的溶解度。上部的曲线示出，即使在0℃下，MAS保持显著可溶于水（即，在水溶液中占约20wt%）。下部的曲线示出，在0℃时，MAS在30wt%的DAS水溶液中基本上不可溶。因此，研究发现，如果一些DAS也存在于水溶液中，则MAS可更完全地从该水溶液中结晶而出。在这样的溶液中的DAS的优选浓度为约30wt%或更高。这现象使得MAS固态部分在比不存在DAS时所需的温度高的温度下结晶（即，蒸馏的底部残留物的固态部分的形成）。
当从水介质中包含的DAS除去氨的50%时，根据操作温度和操作压力，各种琥珀酸盐建立了在4.8到5.4的pH范围内的约为0.1:0.8:0.1的DAS:MAS:SA的平衡摩尔分布。当将该组合物浓缩和冷却时，MAS超出其在水中的溶解极限并结晶。当MAS经历到固相的相变时，液相平衡重新设立，从而产生更多的MAS（DAS提供铵离子至SA）。这使得更多的MAS从溶液中结晶且持续进行到相当数量的SA被消耗掉且pH值趋向于上升为止。pH值上升时，液相分布有利于DAS。然而，由于DAS高度溶于水，MAS继续结晶，因为MAS的溶解度低于DAS。实际上，各种琥珀酸盐的液相平衡和固-液平衡起到用于MAS结晶的“泵”的作用，从而能够使MAS结晶有高产率。
除了上文描述的冷却、蒸发或蒸发式冷却外，还可通过添加反溶剂来实现和/或促进MAS结晶。在本文中，反溶剂通常可以是这样的溶剂：可与水混溶、但由于水溶性盐（例如MAS）在该溶剂中的溶解度较低而导致水溶性盐结晶。对MAS具有反溶剂效应的溶剂可以为醇类（例如乙醇和丙醇）、酮类例如（甲基乙基酮）、醚类（例如四氢呋喃）等。反溶剂的使用是已知的并且其可与冷却和蒸发组合使用或者单独使用。
可将蒸馏的底部残留物通过流而送入分离器中以从液态部分中分离出固态部分。可通过压滤（例如，使用Nutsche型压滤器或Rosenmond型压滤器）、离心分离等实现分离。可将产生的固体产物作为产物回收，并且如果需要的话，通过标准方法进行干燥。
在分离之后，可能期望处理固态部分以确保没有液态部分残留在固态部分的表面上。使残留在该固态部分的表面上的液态部分的量最小化的一种方式是，用水洗涤所分离的固态部分并且将得到的经洗涤的固态部分干燥。用以洗涤所述固态部分的方便的方式是使用所谓的“篮式离心机”。从The Western StatesMachine Company（哈密尔顿,俄亥俄州,美国））可购买到合适的篮式离心机。
分离器的液态部分（即，母液）可含有剩余的溶解的MAS、任何未转化的DAS、任何发酵副产物（诸如乙酸铵、乳酸铵或甲酸铵）和其他少量杂质。该液态部分可借助流被送到下游装置。在一个例子中，该下游装置可以为用于形成除冰剂的装置，例如，通过用适量的氢氧化钾处理混合物，以将铵盐转化成钾盐。在该反应中产生的氨可以被回收，以在生物转化容器（或者在厌氧模式下工作的生长容器）中再利用。得到的钾盐混合物作为除冰剂和防冰剂是有价值的。
来自固体分离步骤的母液可以借助流再循环（或部分再循环）至蒸馏装置以进一步增强MAS的回收以及进一步将DAS转化为MAS。
以冷却方式引起的结晶的固态部分为基本上纯的MAS并且因此可用于MAS的已知用途。
HPLC可以用来检测含氮杂质（诸如琥珀酰胺和琥珀酰亚胺）的存在。可以通过元素碳和氮分析测定MAS的纯度。氨电极可以用来测定MAS纯度的粗近似值。
根据环境和各种运营投入，存在发酵液可以为含有MAS的澄清的发酵液或者含有SA的澄清的发酵液的情况。在这些情况下，可以有利地是，可选地将MAS、DAS、SA、氨水和/或氢氧化铵加入到这些发酵液中以便于制备基本纯的MAS。例如，可以定发酵液的工作pH值使得该发酵液为含有MAS的发酵液或者含有SA的发酵液。可选地将MAS、DAS、SA、氨水和/或氢氧化铵加入到这些发酵液中以获得优选地小于6的发酵液pH值以便于制备上述基本上纯的MAS。此外，可以依照需要添加来自其他源的MAS、DAS和/或SA。在一个具体的形式中，特别有利地是使来自从蒸馏步骤产生的液态底部残留物的MAS、DAS和水再循环进入所述发酵液。关于含有MAS的发酵液，这样的发酵液通常是指，该发酵液包括通过生物转化或其他方法添加的和/或产生的MAS和可能的任一数量的其他成分（诸如DAS和/或SA）。
通过去除氨可将固态部分转化成SA。这可通过以下步骤进行。可将从上文所描述的任何一种转化方法得到的固态部分（基本由MAS组成）溶解在水中，以制备MAS的水溶液。然后，在足以形成包含水和氨的顶部馏出物和包含大部分的SA、少部分的MAS和水的底部残留物的温度和压力下对该溶液进行蒸馏。将该底部残留物冷却以使其分离成与固态部分接触的液态部分，该固态部分主要由SA组成且基本上不含有MAS。可将固态部分从第二液态部分分离并且作为基本上纯的SA（通过HPLC确定）回收。
参见图4，本发明描述了特别优选的方法之一。在图4中，DAS流100在蒸馏塔102中经受反应性蒸发/蒸馏，该流可为含有DAS（除了其他物质之外）的澄清的发酵液的流。可在一系列温度（例如约110℃至约145℃，优选地约135℃）下进行蒸馏。蒸馏塔102中的压力可为约1.5巴至约4巴的范围，优选地为约3.5巴。水和氨在蒸馏塔102中分离出且形成顶部馏出物104。液态的底部残留物106包含MAS、至少一些DAS和至少约20wt%的水。通常，底部残留物106含有约5wt%至约20wt%的MAS、约80wt%至约95wt%的水和约1wt%至约3wt%的DAS。底部残留物的pH值可处于约4.6至约5.6的范围内。
使底部残留物106流入浓缩器108，该浓缩器通过顶部馏出物流110除去水。浓缩器108可在一温度范围（例如约90℃至约110℃，优选地约100℃）和一压力范围（例如约0.9巴至约1.2巴，优选地约1.103巴）下运作。
浓缩器108制备底部残留物流112，该底部残留物流通常含有约40wt%至约70wt%的MAS，优选地约55wt%的MAS。因此，浓缩器通常将MAS的量浓缩了约2倍至约11倍，优选地约4倍到约6倍。
底部残留物流112流入第一结晶器114，该第一结晶器通常在约50℃至约70℃、优选地约60℃的温度下进行操作。通过结晶器产生顶部馏出物的水流116。底部残留物118流入离心机120，该离心机制备通常具有约95%的MAS产率的固态流122。将剩余的液态流124送入第二结晶器126，该第二结晶器通过顶部馏出物流128进一步除去水且通常在约30℃至约50℃、优选地约40℃的温度下进行操作。底部残留物流130流入离心机132。离心机制备固态流134，利用水流136，再溶解该固态流134，水流136引入通常在约70℃至约90℃的温度范围中、优选地约90℃的水。该固态流流入第一混合器138并且产生返回至第一结晶器114的第一回收流140。
来自离心机132的剩余液体通过流141流入第三结晶器142，该第三结晶器产生水的顶部馏出物流144。第三结晶器132通常在约10℃至约30℃、通常约20℃的温度下进行操作。剩余的底部残留物流146流入第三离心机148，且由第三离心机148产生的固态物质通过流152流入第二混合器150。通过第二水流154来溶解该固态流，第二水流154引入通常在约50℃至约70℃的温度范围中、优选地约70℃的水。第二混合器150产生回收流156，其被回收至第二结晶器126。剩余的物质通过清除气流158而自第三离心机148流出系统，该剩余的物质通常相当于包含在流112中的全部MAS的约5wt%。应该理解，可通过蒸发（如所描述）、或通过间接接触外部冷却介质，或两者组合，得到结晶器114、126和142中所需的结晶温度。
图5为示出在135℃下MAS、DAS和SA的摩尔分数随pH变化的曲线图，135℃是图4的蒸馏塔102中的典型温度。除了温度在25℃下，图6与图5相同。这些图示出了在特定的温度下根据pH值的三种组分的相对比例。根据本发明的方法，反应性蒸发/蒸馏单元102和浓缩单元108的典型工作pH值可为约5.3，这使MAS有最大产量。当从水介质中包含的DAS除去氨的50%时，根据操作温度和操作压力，琥珀酸盐建立了在4.8到5.4的pH范围内的约为0.1:0.8:0.1的DAS:MAS:SA的平衡摩尔分布。不限于任何特定的理论，本发明认为，当浓缩且冷却该组合物时，MAS超出其在水中的溶解极限并结晶。此外，当MAS经历到固相的相变时，液相平衡被认为有意重新建立，从而制备更多的MAS（DAS提供铵离子给SA）。本发明认为，这使得更多的MAS从溶液中结晶且持续进行到相当数量的SA被消耗掉且pH值趋向于上升为止。pH值上升时，液相分布有利于DAS。然而，由于DAS高度溶于水，因此，MAS继续结晶，因为MAS的溶解度低于DAS。实际上，琥珀酸盐的液相平衡和固-液平衡起到用于MAS结晶的“泵”的作用，从而能够使MAS结晶有高产率。
图7为在三个不同的温度即20℃、35℃和60℃下的MAS、DAS和水的三元图。该图示出在不同温度下使纯MAS或纯DAS结晶的固-液平衡。本发明利用实验性的溶解度数据构建图7，图7示出了，如果使含有MAS、DAS和水的液态组合物冷却以导致固态部分分离并且如果该液态组合物位于确定为“A”的共晶点的左侧，则液固平衡原理表明固相部分将为纯的MAS。相反，如果使含有MAS、DAS和水的液态组合物冷却以导致固态部分分离并且如果该液态组合物位于确定为“A”的共晶点的右侧，则液固平衡原理表明，固相部分将为纯的DAS。在图4中典型地描绘的本发明的方法被设计成在确定为“A”的共晶点的左侧运行，因此预计产生纯的MAS。
关于图4和图7，下文描述了代表性的方法。通常，流100代表点“P”，其为含约5wt%的DAS的发酵液。在反应性蒸发/蒸馏步骤102中，蒸发/蒸馏出水和氨以形成含有10wt%的MAS的溶液，通常，其用点“Q”表示。随后，在浓缩单元108中，使含有MAS的溶液浓缩以形成含60wt%的MAS的溶液，通常，其用点“R”表示。最后，使含有60wt%的MAS的溶液冷却（通过蒸发、间接接触冷却或两者的组合）以产生与固态部分接触的含有大约37wt%的MAS的液态部分，其表示为点“S”。根据液固平衡原理，由于通常在共晶点的左侧进行本发明的方法，因此图7示出，固态部分将为基本上不含有DAS的基本上纯的MAS。
图8为示出根据本发明的方法产生的代表性MAS晶体的显微相片。类似地，图9为示出根据本发明的方法产生的代表性SA晶体的显微相片。这些显微相片表明，MAS具有与SA的晶体形状不同的晶体形状。下文中，本发明示出，使用本发明方法已产生了基本上不含有DAS和SA的基本上纯的MAS。
可将SA溶解在水中以形成可直接送入氢化反应器的SA水溶液。进料溶液中的SA的优选浓度为约4%至约50%，更优选的为约4%至约10%。
如图2所图示的，可利用纳滤进一步纯化SA溶液。令人惊奇的是，本发明发现纳滤在过滤掉来自于发酵的杂质（诸如多肽和多糖）中是有用的，所述来自于发酵的杂质可损害规整结构的氢化催化剂的性能。
可以使包括SA的流（例如图1和图2所示的流）在高温且高压下与氢气和氢化催化剂接触以制备包括THF、BDO和GBL的氢化产物。
可用于SA的氢化的催化剂的主要成分可为来自钯、钌、铼、铑、铱、铂、镍、钴、铜、铁和它们混合物中的至少一种金属。
化学促进剂可提高催化剂的活性。可以在催化剂成分的化学处理中的任何阶段期间将促进剂并入催化剂中。化学促进剂通常增强催化剂的物理功能或化学功能，但是也可添加化学促进剂来阻止不期望的副反应。合适的促进剂包括但不限于选自锡、锌、铜、金、银及其组合的金属。优选的金属促进剂为锡。例如，可使用的其他促进剂为选自元素周期表的I族和II族的元素。
催化剂可以有载体或无载体。负载型催化剂为这样一种催化剂，其中活性的催化剂通过许多方法沉积在载体材料上，例如通过喷洒、浸泡或物理混合，随后干燥、煅烧以及如果必要的话通过例如还原或氧化的方法进行活化。经常用作载体的材料可以为具有大的总表面积（外部和内部）的多孔固体，该多孔固体可提供每单位重量的催化剂有高浓度的活性位点。催化剂载体可增强催化剂的功能。负载型金属催化剂为催化剂为金属的负载型催化剂。
未承载在催化剂载体材料上的催化剂为非负载型催化剂。例如，非负载型催化剂可为铂黑或
Figure BDA00002477254900161
(W.R.Grace & Co.,哥伦比亚,MD)催化剂。由于选择性地滤取含有活性金属和可滤取的金属（通常为铝）的合金，因此
Figure BDA00002477254900162
催化剂具有高的表面积。
Figure BDA00002477254900163
催化剂因较高的比表面积而具有高的活性且允许在氢化反应中使用较低的温度。催化剂的活性金属包括镍、铜、钴、铁、铑、钌、铼、锇、铱、铂、钯及其混合物中的至少一种。
还可将促进剂金属添加到基础的
Figure BDA00002477254900165
金属中以影响催化剂的选择性和/或活性。用于
Figure BDA00002477254900167
催化剂的促进剂金属可选自从元素周期表的IIIA族到VIIIA族、IB族和IIB族的过渡金属。促进剂金属的示例包括但不限于铬、钼、铂、铑、钌、锇和钯，按重量计，其通常占全部金属重量的约2%，但其他重量百分比也是可以的。
催化剂载体可以为任意固态惰性物质，包括但不限于：氧化物，例如二氧化硅、氧化铝和二氧化钛；硫酸钡；碳酸钙和碳。催化剂载体可以是粉末、颗粒、丸状等形式存在。
优选的载体物质可以为碳、氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-二氧化钛、二氧化钛、二氧化钛-氧化铝、硫酸钡、碳酸钙、碳酸锶及其混合物中的至少一种。负载型金属催化剂还可具有由一种或多种化合物制成的负载物质。更优选的载体为碳、二氧化钛和氧化铝。更优选的载体为表面积大于约100m2/g的碳。进一步优选的载体为表面积大于约200m2/g的碳。优选地，按重量计，碳的灰含量为小于催化剂载体重量的约5%。灰含量为碳焚烧后残留的无机残渣（表示为碳的原始重量的百分数）。
基于金属催化剂重量外加载体重量，负载型催化剂中金属催化剂的优选含量可为该负载性催化剂的约0.1%至约20%。更优选的金属催化剂含量范围为负载型催化剂的约1%至约10%。
金属催化剂和载体系统的组合可包括本文中提到的任何一种金属和本文中提到的任何一种载体。金属催化剂和载体的优选组合包括负载于碳上的钯、负载于氧化铝上的钯、负载于二氧化钛上的钯、负载于碳上的铂、负载于氧化铝上的铂、负载于二氧化硅上的铂、负载于二氧化硅上的铱、负载于碳上的铱、负载于氧化铝上的铱、负载于碳上的铑、负载于二氧化硅上的铑、负载于氧化铝上的铑、负载于碳上的镍、负载于氧化铝上的镍、负载于二氧化硅上的镍、负载于碳上的铼、负载于二氧化硅上的铼、负载于氧化铝上的铼、负载于碳上的钌、负载于氧化铝上的钌和负载于二氧化硅上的钌。
金属催化剂和载体的进一步优选的组合包括负载于碳上的钌、负载于氧化铝上的钌、负载于碳上的钯、负载于氧化铝上的钯、负载于二氧化钛上的钯、负载于碳上的铂、负载于氧化铝上的铂、负载于碳上的铑、和负载于氧化铝上的铑。
更优选的载体为碳。进一步优选的载体为具有小于约2000m2/g的BET表面积的载体，尤其碳。进一步优选的载体为具有约300m2/g至1000m2/g的表面积的载体，尤其碳。
通常，可以在大约100℃至大约300℃的温度下，在维持在大约1000psig至大约3000psig（7×10~至约21×10~Pa范围）的压力下的反应器中，进行氢化反应。
利用催化剂使含有SA的进料氢化的方法可通过各种已知的操作模式进行。因此，可利用固定床反应器、各种类型的浆态搅拌反应器（不论是气体搅拌型还是机械搅拌型）等进行整个氢化过程。可以在分批模式或连续模式下进行氢化过程，其中，含有氢化前体的水相与在高压下的含有氢气的气相以及颗粒状的固体催化剂接触。
当使用催化剂来制备期望的摩尔比率或受控的摩尔比率的BDO和THF时，优选地在高于约150℃且低于约260℃的温度下进行氢化反应。为了获得高的BDO与THF的比率，有利地，应当在该温度范围的下端或接近该温度范围的下端进行形成这些期望的产物的氢化反应。有利地，方法和条件也可影响氢化期间的摩尔比率。例如，氢化反应器的产物的液相移除趋向于增强且最大化BDO的产生，而不是THF的产生。相反，氢化反应器的产物的连续蒸汽移除趋向于使THF的产生最大化，但是以减少BDO的产生为代价。因此，作为实际考虑，意于有利于BDO的产生的低温液体产物的移除倾向于使用固定床催化反应器。另一方面，意于有利于THF的产生的蒸汽相产物移除倾向于使用浆态反应器或搅拌反应器。
温度、溶剂、催化剂、反应器配置、压力和混合比率为可影响氢化反应的参数。可调整这些参数之间的关系以实现该方法的反应中所期望的转化、反应速率和选择性。
优选的温度为约25℃至350℃，更优选地从约100℃至约350℃，最优选地从约150℃至300℃。氢气压力优选地为约0.1MPa至约30MPa，更优选地为约1MPa至25MPa，且最优选地为约1MPa至20MPa。
可在不添加溶剂的条件下、或可在水中或在有机溶剂存在下进行该反应。水为优选的溶剂。有用的有机溶剂包括但不限于碳氢化合物、醚、醇等。最优选为醇，尤其为低级醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇。应当以至少约70%的范围中的选择性进行该反应。至少约85%的选择性为典型的。选择性为所转化的物质即THF、BDO和GBL的重量百分比，其中，所转化的物质为起始物质的参与氢化反应的部分。
可以以分批模式、顺序分批模式（即一系列的分批反应器）或在通常用于连续过程的设备中以连续模式执行该方法。通过通常用于这类分离的分离方法，来去除作为反应产物而形成的冷凝水。
优选的氢化反应器可以在氢压力下且在催化剂量的选自Ru、Re、Sn、Pb、Ag、Ni、Co、Zn、Cu、Cr、Mn或其混合物的规整结构的催化剂的存在下运作。可控制反应器的氢气压力和温度以得到期望的氢化产物。通常，用于氢化反应的反应器进料维持在约100℃至约210℃，但更优选地维持在约135℃至约150℃。
可通过已知的蒸馏方法将BDO、THF和GBL分离。此外，可将GBL部分地或全部地回收至氢化步骤以使BDO、THF或BDO和THF二者的产量最大化。
实施例
通过以下非限制的代表性实施例来说明所述方法。在多个实施例中，合成的DAS水溶液替代实际的含有DAS的澄清的发酵液使用。其他实施例采用实际的含有DAS的澄清的发酵液。
因本发明的方法中的实际发酵液中的典型发酵副产物的溶解度，认为合成的DAS溶液的使用是用于该实际发酵液的特性的良好模型。发酵期间所产生的主要副产物为乙酸铵、乳酸铵和甲酸铵。如果这些杂质在蒸馏步骤期间存在，则在所有的DAS已经被转化为MAS之前，将不会期望它们大量地失去氨并形成游离酸。这是因为醋酸、乳酸和甲酸比SA（(pKa=5.48）的二价酸根具有更强的酸性。换句话说，醋酸盐、乳酸盐、甲酸盐以及甚至琥珀酸氢盐具有比二价阴离子的琥珀酸盐弱的碱性。此外，乙酸铵、乳酸铵和甲酸铵在水中的溶解度明显比MAS大，并且这三种物质均通常以比DAS浓度的10%小的浓度存在于发酵液中。此外，即使当在蒸馏步骤期间形成酸（乙酸、甲酸和乳酸）时，该酸与水混溶并且将不从水中结晶。这意味着MAS达到饱和并且从溶液中结晶（即，形成固态部分），留下酸杂质溶解在母液（即，液态部分）中。
实施例1
该实施例阐明了通过蒸馏将DAS的一部分转化为MAS以及通过冷却方式引发的结晶化从蒸馏的底部残留物液体回收MAS固体。
500毫升的三颈圆底烧瓶安装有温度计和顶部具有回流冷凝器的Dean Stark分离器。回流冷凝器的出口通向含有100克1.4M的醋酸溶液的洗气瓶。烧瓶装有400克10%的DAS水溶液（pH 8.5）。利用磁力搅拌器搅拌烧瓶的内容物，并且通过加热套加热该烧瓶以蒸馏出320.6克的馏出物（氨水溶液），该馏出物通过Dean Stark分离器移出。对该馏出物的分析表明，在蒸馏期间，已将所包含的氨的约20%从所装入的DAS除去（即，在底部残留物液体中的盐为约40%的MAS和约60%的DAS）。在洗气瓶中只存有痕量的氨。当最后一滴蒸馏出时，该烧瓶的最终温度为110℃。将该烧瓶中的残留物（底部残留物液体）（73.4克，约有53%水）放置在一烧瓶中，且使其冷却至室温过夜。当冷却至室温时，形成了白色针状MAS。通过真空过滤分离该白色固体，产生14克湿晶体（固态部分）和56克母液（液态部分）。在真空炉中干燥湿晶体的一部分（7克）整夜，产生6克干燥固体，通过Karl-Fisher分析确定，该干燥固体含有0.4%的水。利用HPLC分析固态部分表明，该固态部分不含有含氮的非MAS杂质（例如琥珀酰亚胺和琥珀酰胺）。
实施例2
该实施例阐明母液回收。
使1L的圆底烧瓶装有800克合成的4.5%的DAS溶液，然后将蒸馏头附接至该烧瓶。在大气压下蒸馏烧瓶的内容物，67克残留物（底部残留物液体）留在烧瓶中。该底部残留物液体包含约45%的水。对馏出物的氨分析表明，第一蒸馏循环去除氨的约29%，形成摩尔比为42/58的DAS和MAS的混合物。然后，将残留物（底部残留物液体）从烧瓶移走，放置在配备有水浴的烧杯中。伴随着搅拌使烧杯内容物冷却至20℃。一旦残留物达到20℃，利用少量的MAS晶体作为晶种且搅拌30分钟。然后使水浴的温度降低至15℃，保持30分钟。然后水浴的温度降低至10℃，保持30分钟。然后水浴的温度降低至5℃，保持30分钟，最终水浴的温度降低至0℃，保持30分钟。接着，使用预冷却的烧结玻璃过滤漏斗和真空瓶，快速过滤浆液（由固态部分和液态部分组成）。在真空炉中干燥固体，产生13.9克干燥的MAS固体。然后将母液（液态部分，47.2克）与800克合成的4.5%的DAS溶液混合，蒸馏，留下86.6克残留物（底部残留物液体）。在第二次蒸馏（即，母液回收流程）中，从当前的全部量的DAS除去氨的大约28%。然后，将残留物（底部残留物液体）以类似的方式进行冷却（结晶）。然而，溶液在46℃时变得混浊，因此，其在46℃下加入晶种且边搅拌边缓慢冷却至室温过夜。第二天，使温度以5℃的下降量缓慢斜降至0℃。用与之前一样的方式将浆液（固态部分和液态部分）过滤，使固体干燥，产生23.5克MAS固体。这相当于在被蒸馏的800克新鲜DAS溶液中回收约75%的SA对应物。从第一循环中回收的固体为95%的MAS（约5%的水）。在第二循环中，固体为97%的MAS（约3%的水）。来自第二循环的母液含有28.8%的SA对应物（即作为SA盐）。
实施例3
该实施例阐明冷却后的蒸馏的底部残留物的固态部分中不含酰胺和酰亚胺。
1L的圆底烧瓶装有800克合成的4.5%的DAS溶液。该烧瓶配备有五塔板1”奥尔德肖段（a five tray 1”Oldershaw section），该奥尔德肖段的顶部具有蒸馏头。将馏出物收集在冰冷的接收器中。利用加热套加热烧瓶的内容物，且利用磁力搅拌器搅拌。蒸馏烧瓶的内容物，得到721.1克的顶部馏出物和位于烧瓶中的72.2克液体残留物（即蒸馏的底部残留物）。用滴定法测量氨水馏出物，得出0.34%的氨含量（即，DAS的约55%转化成MAS）。接着，将热的蒸馏底部残留物（约47%的DAS和MAS的盐溶液）放置在125毫升的爱伦美氏烧瓶中，边搅拌边缓慢冷却至室温过夜。第二天早晨，伴随着搅拌，将混浊的溶液冷却至15℃且保持60分钟，接着冷却至10℃且保持60分钟，最后冷却至5℃且保持60分钟。过滤产生的白色浆液，得到12.9克湿晶体和55.3克母液。将该晶体溶解在25.8克蒸馏水中。对晶体溶液的HPLC分析表明，没有检测到酰胺或酰亚胺。然而，对母液的HPLC分析显示了痕量的琥珀酰胺酸，但未检测到琥珀酰胺或琥珀酰亚胺。
实施例4
该实施例制备了冷却的蒸馏底部残留物的固态部分，该固态部分主要由MAS组成且基本上不含DAS。
1L的三颈圆底烧瓶安装有加料漏斗和1”五塔板奥尔德肖柱（1”five trayOldershaw column），该奥尔德肖柱的顶部具有蒸馏头。冰冷式接收器用于收集馏出物。使烧瓶装有800克合成的4.5%的DAS溶液。利用加热套加热烧瓶的内容物，且利用磁力搅拌器进行搅拌。开始蒸馏。当蒸馏发生时，将额外的1600克4.5%的DAS溶液以与馏出物移出相同的速率缓慢添加至烧瓶内。总计2135克馏出物作为顶部馏出物。馏出物的滴定法测量表明顶部馏出物为0.33%的氨溶液。将热的水性的蒸馏底部残留物（253.8g）从烧瓶中移出且放置在爱伦美氏烧瓶中。边搅拌边将蒸馏底部残留物缓慢冷却至室温过夜。向烧瓶的内容物中加入晶种，且搅拌30分钟。然后将浆液冷却至15℃且保持60分钟，然后将浆液冷却至10℃且保持60分钟，最终将浆液冷却至5℃且保持60分钟，所有冷却过程伴随有搅拌。将浆液冷过滤，且利用冷（约5℃）的20%的氯化钠溶液的约20g的部分将固体（即固态部分）洗涤三次以移除母液（即液态部分）。向滤饼抽吸几分钟空气以尽可能多地除去液体。然后在真空炉中在75℃下将固体干燥1小时，产生7.2克的白色晶体。对固体的碳和氮的分析表明，碳与氮的原子比为4.06（即，氨与SA的比率为1.01，或有约99%的MAS）。认为未得到比率1.00是由于对固体的不彻底洗涤。
实施例5
该实施例阐明了溶剂对氨从DAS水溶液排出的影响。第5个实验为对照实验，其中不存在溶剂。
1L的三颈圆底烧瓶的外颈配备有温度计和塞子。中间的颈配备有五塔板1”奥尔德肖段。该奥尔德肖段的顶部具有蒸馏头。冰冷的500mL圆底烧瓶用作蒸馏头的接收器。1L圆底烧瓶被装有蒸馏水、测试的溶剂、SA和浓缩的氢氧化铵溶液。用磁力搅拌器搅拌该内容物以溶解所有的固体。在所述固体溶解之后，用加热套加热该内容物以蒸馏出350g的馏出物。将该馏出物收集在冰冷的500mL圆底烧瓶中。随着最后一滴馏出物被收集，记录烧瓶温度。使该烧瓶的内容物冷却到室温并且记录残留物的重量和馏出物的重量。接着，通过滴定法测定馏出物的氨含量。结果被记录在表1中。
表1
Figure BDA00002477254900231
实施例6
该实施例从冷却的蒸馏底部残留物制备固态部分，该固态部分主要由SA组成且基本上不含有MAS。
使300毫升的Parr高压釜装有80克合成的MAS和120克水。密封该高压釜且在约190psig的自生压力下，搅拌内容物并将内容物加热至约200℃。一旦内容物达到该温度，以约2克/分钟的速率将水送入高压釜且利用背压调节器以约2克/分钟的速率将蒸汽从高压釜移出。使离开高压釜的蒸汽冷凝且收集在接收器中。高压釜在这些条件下运作，直到送入总计1020克的水和总计收集到1019克的馏出物为止。用滴定法测量馏出物以得到氨含量（0.29%的氨，按重量计）。这转化成：MAS的约29%转化为SA。将高压釜的内容物（194.6克）部分冷却，且将其从反应器中移走。将浆液在爱伦美氏烧瓶中、在室温下进行搅拌过夜。然后过滤该浆液，且用25克水冲洗固体。在真空炉中在75℃下干燥潮湿的固体1小时，得到9.5克SA产物。通过铵离子电极的分析表明，每克固体含有0.013mmol的铵离子。HPLC分析表明固体为具有0.8%的琥珀酰胺酸杂质的SA。
实施例7
该实施例使用了从含有大肠杆菌菌株ATCC PTA-5132的发酵液获取的含有DAS的澄清的发酵液。该实施例制备了冷却的蒸馏底部残留物的固态部分，该固态部分主要由MAS组成且基本上不含DAS。
1L的三颈圆底烧瓶安装有加料漏斗和1”五塔板奥尔德肖柱。该奥尔德肖柱的顶部具有蒸馏头。冰冷式接收器用于收集馏出物。使烧瓶装有800克的含有DAS的澄清的发酵液，该发酵液含有4.4%的DAS、1%的醋酸铵、0.05%的甲酸铵和0.03%的乳酸铵。利用加热套加热烧瓶的内容物，且利用磁力搅拌器进行搅拌。开始蒸馏。在蒸馏进行期间，将另外的2200克发酵液以与馏出物移出相同的速率缓慢添加至烧瓶中。总计2703克馏出物作为顶部馏出物取出。馏出物的滴定法测定表明顶部馏出物为0.28%的氨溶液。将热的蒸馏底部残留物的水溶液（269.7克）从烧瓶移走且放置在爱伦美氏烧瓶中。使蒸馏底部残留物缓慢冷却至室温，同时搅拌一整夜。第二天，向烧瓶的内容物中加入晶种，且进行搅拌30分钟。然后将浆液冷却至15℃且保持30分钟，然后将浆液冷却至10℃且保持30分钟，最后将浆液冷却至5℃且保持30分钟，所有冷却过程中伴随有搅拌。将浆液冷过滤，向滤饼抽吸几分钟空气以尽可能多地除去液体。得到浅棕色固体（72.5g）和深棕色母液（188.4克，pH值为6.4）。通过将固体溶解在50℃的72克水中，使固体再结晶以除去母液。然后边搅拌边使溶液缓慢冷却至室温过夜。第二天，向烧瓶的内容中加入晶种，且进行搅拌30分钟。然后将浆液冷却至15℃且保持30分钟，然后将浆液冷却至10℃且保持30分钟，最后将浆液冷却至5℃且保持30分钟，所有冷却过程中伴随有搅拌。将浆液冷过滤，向滤饼抽吸几分钟空气以尽可能多地除去液体，得到110克棕色母液（pH 5.0）。然后在真空炉中在75℃下将固体干燥1小时，得到24克的米白色晶体。对固体的碳和氮分析表明碳与氮的摩尔比为4.04（即，氨与SA的比率为1.01或者约99%的MAS）。HPLC分析表明，MAS含有0.07%的琥珀酰胺酸，但检测不到琥珀酰胺、琥珀酰亚胺或醋酸盐。换句话说，MAS不含有DAS，基本上为纯的MAS。实施例8
该实施例使用了从含有大肠杆菌菌株ATCC PTA-5132的发酵液发酵获取的MAS。该实施例从冷却的蒸馏底部残留物制备固态部分，该固态部分主要由SA组成且基本上不含MAS。
使300毫升的Parr高压釜装有80克的经发酵液获取的MAS和120克水。密封高压釜，且在自生压力约205psig下，搅拌内容物并将其加热至约202℃。一旦内容物达到该温度，以约2克/分钟的速率将水送入高压釜且利用背压调节器以约2克/分钟的速率将蒸汽从高压釜移出。使离开高压釜的蒸汽冷凝且收集在接收器中。高压釜在这些条件下运作，直到送入总计905克的水和总计收集到908克的馏出物为止。对馏出物进行滴定法测量，以得到氨含量（0.38%的氨，按重量计）。这转化成：MAS的约34%转化为SA。将高压釜的内容物（178.2克）部分冷却，且将其从反应器移走。将浆液在爱伦美式烧瓶中、在室温下进行搅拌过夜。然后将浆液过滤，且用25克水冲洗固体。在真空炉中在75℃下干燥潮湿的固体1小时，得到8.5克SA产物。通过铵离子电极的分析表明每克固体含有0.027mmol的铵离子。HPLC分析表明固体为具有1.4%的琥珀酰胺酸和0.1%的琥珀酰胺杂质的SA。
实施例9
该实施例使用氨释放溶剂以有助于脱氨。该实施例从冷却的蒸馏底部残留物制备固态部分，该固态部分主要由SA组成且基本上不含MAS。
使500毫升的圆底烧瓶装有29克MAS固体、51克水和80克三乙二醇二甲醚。该烧瓶安装有顶部具有蒸馏头的五塔板1”玻璃奥尔德肖柱段。含有2500克水的加料漏斗也与烧瓶连接。利用磁力搅拌器搅拌烧瓶，且利用加热套加热烧瓶。将馏出物收集在冰冷的接收器中。当馏出物开始出现时，将加料漏斗中的水以与馏出物的移出相同的速率添加到烧瓶中。总共取走2491克馏出物。通过滴定法测量确定，馏出物含有2.3克氨。这意味着MAS的约63%转化成SA。然后，将烧瓶中的残留物放置在爱伦美式烧瓶中，边搅拌边冷却至-5℃。在搅拌30分钟后，边冷却边过滤浆液，得到15.3克固体。将固体溶解在15.3克热水中，然后冰浴中冷却且同时搅拌。将冷浆液过滤，且在真空炉中在100℃下干燥固体2小时，得到6.5克琥珀酸。HPLC分析表明固体为具有0.18%的琥珀酰胺酸的SA。
实施例10
该实施例使用氨释放溶剂以有助于脱氨。该实施例制备冷却的蒸馏底部残留物的固态部分，该固态部分主要由MAS组成且基本上不含DAS。
使500毫升的圆底烧瓶装有80克的36%的DAS水溶液和80克三乙二醇二甲醚。该烧瓶安装有顶部具有蒸馏头的五塔板1”玻璃奥尔德肖柱段。含有700克水的加料漏斗也与烧瓶连接。利用磁力搅拌器搅拌烧瓶，且利用加热套加热烧瓶。将馏出物收集在冰冷的接收器中。当馏出物开始出现时，将加料漏斗中的水以与馏出物的移出相同的速率添加到烧瓶中。总共移走747克馏出物。通过滴定法测量确定，馏出物含有3.7克氨。这意味着氨的约57%被移除。换句话说，所有的DAS转化成MAS，且MAS的约14%进一步转化成SA。然后，将烧瓶中的残留物放置在爱伦美式烧瓶中，边搅拌边冷却至5℃。在搅拌30分钟后，过滤浆液且同时冷却，且在真空炉中在100℃下干燥固体2小时，得到10.3克MAS。分析表明固体为具有0.77%琥珀酰胺酸和0.14%琥珀酰亚胺的MAS。
实施例11
该实施例阐明共沸溶剂的用途，尤其是将MAS与发酵液中的其他副产物分离。
500mL的三颈圆底烧瓶安装有温度计、250mL加料漏斗和顶部具有回流冷凝器的Dean Stark分离器。使该烧瓶装有100克甲苯和100克约9%的DAS发酵液（其也含有约1%的组合的醋酸铵和甲酸铵）。使加料漏斗装有250克9%的琥珀酸二铵发酵液。利用磁力搅拌器搅拌烧瓶的内容物，且利用加热套加热烧瓶的内容物使其沸腾。将加料漏斗中的内容物缓慢添加到烧瓶中，使甲苯-水共沸混合物以通过蒸馏而进入Dean Stark分离器，且甲苯返回至烧瓶中。在已经添加加料漏斗的全部内容物（以基本上与馏出物相同的速率）后，使内容物进一步回流，直到从Dean Stark分离器收集到总计277.5克的水相为止。在烧瓶热的期间移出烧瓶的内容物，且在温的分液漏斗中分离两相。在冰浴中使水相冷却，同时搅拌。使用烧结玻璃漏斗通过过滤回收产生的固体。母液为深棕色且过滤出的固体为米白色。在真空炉干燥固体且利用HPLC分析。干燥的固体（5.7克）为约96%的琥珀酸一铵和约1%的醋酸铵以及余量的水。
实施例12
使用填有316SS Propak填料的8英寸长的1.5”316SS Schedule 40的管制作加压蒸馏塔。该塔的底部配备有浸没式加热器以充当再沸器。通过针阀将氮气注入再沸器中以加压。该塔的顶部具有总的取出管线（take-off line），该取出管线通往具有接收器的316SS管壳式冷凝器。该接收器配备有压力计和背压调节器。通过针阀借助吹气自顶部的接收器移除物质。借助泵将预热的进料在填料顶部注入到塔中。将预热的水也通过泵注入再沸器中。该塔在30psig的压力下工作，这提供137℃的塔温度。向塔的顶部以5mL/min的速率送入合成的10%的DAS的溶液以及以5mL/min的速率将水送入再沸器。顶部馏出物的速率为8mL/min并且残留物的速率为2mL/min。针对氨的对馏出物的滴定法表明，在馏出物中氨的约47%被移除（即至MAS的转化为约94%）。残留物液体为约20%的MAS，且残留物的HPLC分析表明，约3%的无效的琥珀酰胺酸。
实施例13
通过分批蒸馏将来自实施例12的残留物的一部分（800克）浓缩至约59%的MAS溶液（即蒸馏出530克水）。然后将残留物边搅拌边冷却至5℃。将产生的浆液过滤，且在真空炉中在75℃下干燥固体1小时，得到52.5克MAS固体（即约32%的回收率）。HPLC分析指出该固体含有0.49%的琥珀酰胺酸，不含有琥珀酰亚胺。
实施例14
将来自实施例12的压力塔残留物的第二部分（3200克）放置在蒸发式结晶器中且通过在真空下且在60℃下蒸馏出2312克水而浓缩至约72%的MAS。离心分离产生的热浆液，且在真空炉中在75℃下干燥回收的固体1小时，得到130.7克MAS固体。将来自离心分离步骤的母液进行冷却至室温，形成第二批晶体。过滤该浆液，且在75℃下真空干燥回收的固体，得到114.8克MAS固体。基于提供至结晶器的琥珀酸盐的浓度，对于第一批晶体和第二批晶体分别实现20%的回收率和18%的回收率（即38%的总回收率）。对两批固体的HPLC分析指出，第一批晶体检测不到琥珀酰胺酸和琥珀酰亚胺，而第二批晶体具有0.96%的琥珀酰胺酸和0.28%的琥珀酰亚胺。
对比实施例1
该实施例阐明了当三乙二醇二甲醚不存在时，MAS水溶液的常压蒸馏去除了非常少的氨。
使500毫升的圆底烧瓶装有30克MAS固体和120克水。该烧瓶安装有顶部具有蒸馏头的五塔板1”奥尔德肖柱段。含有600克水的加料漏斗也与烧瓶连接。利用磁力搅拌器搅拌烧瓶，且利用加热套加热烧瓶。将馏出物收集在冰冷的接收器中。当馏出物开始出现时，将加料漏斗中的水以与馏出物的移出相同的速率添加到烧瓶中。总共移走606克馏出物。通过滴定法测量确定，馏出物含有0.15克氨。这意味着MAS的~4%转化成SA。
对比实施例2
该实施例阐明当三乙二醇二甲醚不存在时，对于DAS的氨去除减少。
使500毫升的圆底烧瓶装有80克36%的DAS水溶液和80克水。该烧瓶安装有顶部具有蒸馏头的五塔板1”奥尔德肖柱段。含有1200克水的加料漏斗也与烧瓶连接。利用磁力搅拌器搅拌烧瓶，且利用加热套加热烧瓶。将馏出物收集在冰冷的接收器中。当馏出物开始出现时，将加料漏斗中的水以与馏出物的移出相同的速率添加到烧瓶中。总共取走1290克馏出物。通过滴定法测量确定，馏出物含有2.2克氨。这意味着DAS的约44%转化成MAS。
实施例15-22
进行一系列的分批氢化反应以评估催化剂在发酵获取的SA的氢化中的作用。在额定值高达2500psig的125毫升的可搅拌的高压釜下进行反应。
通过原位还原催化剂进行氢化试验，以确定适于发酵获取的SA的氢化的催化剂组合物。按照以下步骤在125毫升的高压釜中进行该试验：（1）将0.5100克的来源于RuCl3·xH2O的1%钌溶液、0.2780克HReO4溶液（7.7%的来自Re2O7的Re）、0.5035克颗粒状酸性碳（BET 1500m2/g）、适量的由SnCl4·5H2O制得的12.5%的Sn溶液和35克7%的SA水溶液混合在高压釜中；（2）将氢气充至反应器中至1200psig；（3）在700rpm下将反应器内容物加热至250℃，且在250℃下维持3小时；（4）使反应器冷却、排气；（5）过滤反应器中的浆液样品，使用气相色谱法分析BDO、THF、GBL、1-丙醇和正丁醇。
还通过预还原沉积在载体上的催化剂来进行氢化试验，以确定适合于发酵获取的SA的氢化的催化剂组合物和载体。按照如下步骤制备催化剂：（1）使2.0305克的来源于RuCl3·xH2O的1%的钌溶液、1.104克的来源于HReO4的7.7%的铼溶液、适量的由SnCl4·5H2O制得的12.5%的Sn溶液和2.03克的颗粒状碳载体（平均粒度为约20微米，特征为本质上呈酸性（pH=4-4.5）且BET表面积为约1500m2/g）成浆；（2）在约100℃至约120℃下，在真空下，且用氮气吹扫，使该浆液干燥，；（3）在约300℃下，在氢气-氦气流下，还原催化剂约8小时；（4）在氦气下将催化剂冷却至约50℃且在具有1%的O2的N2下钝化催化剂30分钟。按照如下步骤在125毫升的高压釜中进行氢化试验：（1）将约0.1克至0.5克的催化剂和35克7%的SA水溶液混合在高压釜中；（2）将氢气充至反应器中至1200psig；（3）在700rpm下将反应器内容物加热至250℃，且在250℃维持3小时；（4）使反应器冷却和排气；和（5）将反应器中的浆液样品过滤且使用气相色谱法分析BDO、THF、GBL、1-丙醇和正丁醇。
进行了从由试剂级别的化学品和去离子水组成的模拟发酵液结晶出的SA的氢化，以确定催化剂对于SA氢化的作用。按如下步骤制备用于氢化的SA：（1）在80℃下，在配备有回流冷凝器的套锅中制备包括25wt％的SA、2.5wt%的醋酸、0.25wt％的甲酸和0.25wt％的乳酸的水溶液；（2）按照线性冷却曲线通过将溶液冷却3小时来将热的溶液冷却至20℃；（3）在75℃下，将0.1克SA晶体作为晶种加入至溶液中；（4）在20℃下1小时期间使该浆液达到平衡；（5）利用真空过滤过滤浆液，且用20克水洗涤；（6）将50克滤饼（10wt%的水分）溶解在593克去离子水中（7wt%的溶液）。
进行从发酵获取的发酵液结晶出的SA的氢化，以确定来自发酵的携带杂质的影响。按如下步骤制备用于氢化的发酵获取的SA：（1）使包含4.5wt%的DAS、0.45wt%的醋酸铵、0.05wt％的甲酸铵和0.05wt％的乳酸铵的发酵获取的发酵液脱氨和浓缩，产生大于25%的SA溶液；（2）按照线性冷却曲线通过将溶液冷却3小时来将热的溶液冷却至20℃；（3）在75℃下，将0.1克SA晶体作为晶种加入至溶液；（4）在20℃下1小时期间使浆液达到平衡；（5）利用真空过滤过滤浆液，且用20克水洗涤；（6）将50克滤饼（10wt%的水分）溶解在593克去离子水中（7wt％的溶液）。
在表2中示出了实施例15-22中的代表性结果。
表2代表性的氢化结果
实施例 催化剂 SA BDO THF GBL PrOH BuOH
15 1%Ru:4%Re(a) S 0.08 16.9 0.08 1.45 1.21
16 1%Ru:4%Re(a) F 0.08 16.9 0.08 1.45 1.21
17 1%Ru:0.8%Re:0.4%(a) S
18 1%Ru:0.8%Re:0.4%(a) F
19 1%Ru:4%Re(b) S 0.88 14.8 0.29 2.16 1.59
20 1%Ru:4%Re(b) F 0.88 14.8 0.29 2.16 1.59
21 1%Ru:0.8%Re:0.4%(b) S
22 1%Ru:0.8%Re:0.4%(b) F
S=自来源于试剂化学品的模拟发酵液获取的SA
F=由发酵液获取的SA，
（a）=原位还原的催化剂，
（b）=预还原的催化剂，
PrOH=丙醇，和
BuOH=丁醇。
尽管已经结合具体步骤和其形式描述了本发明的方法，然而，应当理解，大量的等同物可以替代本文描述的指定的元件和步骤，而不脱离所附权利要求书中描述的本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种用于制备氢化产品的方法，所述方法包括：
（a）提供包含琥珀酸二铵DAS的澄清的发酵液；
（b）蒸馏所述发酵液以形成第一顶部馏出物和第一液态底部残留物，所述第一顶部馏出物包括水和氨，所述第一液态底部残留物包括琥珀酸一铵MAS、至少一些DAS和重量百分比至少为约20%的水；
（c）使所述第一底部残留物冷却和/或蒸发，以及可选地将反溶剂添加到所述底部残留物中，以得到足以使所述第一底部残留物分离成含有DAS的液态部分和基本上不含有DAS的含有MAS的第一固态部分的温度和组成；
（d）从所述第一液态部分中分离出所述第一固态部分；
（e）回收所述第一固态部分；
（f）使所述第一固态部分溶解在水中以制备MAS的水溶液；
（g）在足以形成包括水和氨的第二顶部馏出物以及包括大部分的琥珀酸SA、少部分的MAS和水的第二底部残留物的温度和压力下，蒸馏所述MAS的水溶液；
（h）使所述第二底部残留物冷却以使所述第二底部残留物分离成第二液态部分与第二固态部分，所述第二固态部分主要由SA组成且基本上不含有MAS；
（i）从所述第二液态部分中分离出所述第二固态部分；
（j）回收所述第二固态部分；
（k）在至少一种氢化催化剂存在下对所述第二固态部分进行氢化，以制备包括THF、GBL或BDO中的至少一种的氢化产品；和
（l）回收所述氢化产品。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在步骤k之前对所述第二固态部分进行纯化。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括将所述第二固态部分溶解在溶剂中以形成溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，进行步骤k以使得在蒸汽相中回收THF。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，进行步骤k以使得在液相中回收BDO。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氢化催化剂包括来自元素周期表的VIII族的至少一种金属。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述催化剂的总重量，所述至少一种金属基本上包括：，
（i）按重量计，约0.5%至约10%的钌，和
（ii）按重量计，约2.0%至约20%的铼。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括按重量计约0.1%至约5.0%的锡。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述催化剂承载在选自碳、二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-二氧化钛、二氧化钛、二氧化钛-氧化铝、硫酸钡、碳酸钙和碳酸锶的至少一种上。
10.一种用于制备氢化产品的方法，所述方法包括：
（a）提供包含SA的澄清的发酵液；
（b）根据所述发酵液的pH，可选地将MAS、DAS、SA、NH3和NH4+中的至少一种添加到所述发酵液中；
（c）蒸馏所述发酵液以形成顶部馏出物和第一液态底部残留物，所述顶部馏出物包括水和可选地包括氨，所述第一液态底部残留物包括MAS、至少一些DAS和重量百分比至少为约20%的水；
（d）使所述第一底部残留物冷却和/或蒸发，以及可选地将反溶剂添加到所述第一底部残留物中，以得到足以使所述底部残留物分离成含有DAS的液态部分和基本上不含有DAS的含有MAS的固态部分的温度和组成；
（e）从所述液态部分中分离出所述固态部分；
（f）使所述第一固态部分溶解在水中以制备MAS的水溶液；
（g）在足以形成包括水和氨的第二顶部馏出物以及包括大部分的SA、少部分的MAS和水的第二底部残留物的温度和压力下，蒸馏所述MAS的水溶液；
（h）使所述第二底部残留物冷却和/或蒸发以使所述第二底部残留物分离成第二液态部分和第二固态部分，所述第二固态部分主要由SA组成且基本上不含有MAS；
（i）从所述第二液态部分中分离出所述第二固态部分；
（j）回收所述第二固态部分；
（k）在至少一种氢化催化剂存在下对所述第二固态部分进行氢化，以制备包括THF、GBL或BDO中的至少一种的氢化产品；和
（l）回收所述氢化产品。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括在步骤k之前对所述第二固态部分进行纯化。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括将所述第二固态部分溶解在溶剂中以形成溶液。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，进行步骤k以使得在蒸汽相中回收THF。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，进行步骤k以使得在液相中回收BDO。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述氢化催化剂包括来自元素周期表的VIII族的至少一种金属。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，基于所述催化剂的总重量，所述至少一种金属基本上包括：
（i）按重量计，约0.5%至约10%的钌，和
（ii）按重量计，约2.0%至约20%的铼。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括按重量计约0.1%至约5.0%的锡。
18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述催化剂承载在选自碳、二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-二氧化钛、二氧化钛、二氧化钛-氧化铝、硫酸钡、碳酸钙和碳酸锶的至少一种上。
19.一种用于制备氢化产品的方法，所述方法包括：
（a）提供包含MAS的澄清的发酵液；
（b）根据所述发酵液的pH，可选地将MAS、DAS、SA、NH3和NH4 +中的至少一种添加到所述发酵液中；
（c）蒸馏所述发酵液以形成顶部馏出物和液态底部残留物，所述顶部馏出物包括水和可选地包括氨，所述液态底部残留物包括MAS、至少一些DAS和重量百分比至少为约20%的水；
（d）使所述底部残留物冷却和/或蒸发，以及可选地将反溶剂添加到所述底部残留物中，以得到足以使所述底部残留物分离成含有DAS的液态部分和基本上不含有DAS的含有MAS的固态部分的温度和组成；
（e）从所述液态部分中分离出所述固态部分；
（f）回收所述固态部分；
（g）在至少一种氢化催化剂存在下对所述第二固态部分进行氢化，以制备包括THF、GBL或BDO中的至少一种的氢化产品；和
（h）回收所述氢化产品。
20.一种用于制备氢化产品的方法，所述方法包括：
（a）提供包含DAS的澄清的发酵液；
（b）蒸馏所述发酵液以形成顶部馏出物和液态底部残留物，所述顶部馏出物包括水和氨，所述液态底部残留物包括MAS、至少一些DAS和重量百分比至少为约20%的水；
（c）使所述底部残留物冷却和/或蒸发，以及可选地将反溶剂添加到所述底部残留物中，以得到足以使所述底部残留物分离成含有DAS的液态部分和基本上不含有DAS的含有MAS的固态部分的温度和组成；
（d）从所述液态部分中分离出所述固态部分；
（e）回收所述固态部分；
（f）在至少一种氢化催化剂存在下对所述第二固态部分进行氢化，以制备包括THF、GBL或BDO中的至少一种的氢化产品；和
（g）回收所述氢化产品。
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