CN106061954A - 产生尼龙12的方法和化合物 - Google Patents

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Abstract

尼龙12可通过6‑碳呋喃化合物二聚为12‑碳二聚物以及将二聚物转化为尼龙12来产生。6‑碳呋喃化合物可由生物质产生。酯‑醛二聚物和氨基酯二聚物可自6‑碳呋喃化合物产生，6‑碳呋喃化合物至少为产生尼龙12的前体，并且产生尼龙12的组分可作为试剂盒提供。

Description

产生尼龙12的方法和化合物
背景技术
尼龙是被称为脂肪族聚酰胺的合成聚合物族的名称，且其为最常用的聚合物之一。尼龙的化学成分包括碳、氢、氮和氧。尼龙的类型包括可通过使二胺和二羧酸反应以使酰胺形成在每个单体的两端而形成的尼龙6,6、可通过环酰胺(内酰胺)的开环聚合制备的尼龙6，以及可自环十二碳三烯产生的尼龙12。
尼龙通过指明由单体提供的碳的数目的数字后缀命名。例如，对于具有两个数字标识的尼龙，比如尼龙6,6或尼龙6,12，第一个数字代表来自二胺单体的碳的数目，以及第二个数字代表来自二元酸单体的碳的数目。对于具有单一数字标识的尼龙，比如尼龙12，数字代表在重复单体单元中的碳原子的数目。
尼龙12(聚酰胺12)为用于汽车制动器以及燃料线的管道的主要组分。尼龙12大体通过将环十二碳三烯转化为十二内酰胺而自环十二碳三烯制得，所述十二内酰胺为工业产生尼龙12的起始单体。环十二碳三烯可自作为原料的丁二烯产生。在一个可被认为非环保的产生丁二烯的方法中，丁二烯来自石油产品。另外，在2012年，在德国的EvonikIndustries工厂——其生产环十二碳三烯的世界供应的大部分——的爆炸导致了起始材料的短缺，并且引发了对潜在的尼龙12的短缺和潜在的全世界范围新汽车组装的停止的担忧。
因此，仍有对于环保、可扩展以及成本有竞争力的为生产尼龙12的可选的方法的需求。可选的方法应利用环保的原料和方法而非依赖于来自石油化工的原料。这些的任选的方法可额外地缓和对目前生产方法带来的将来问题的担忧，比如引起EvonikIndustries爆炸的问题。
概述
尼龙12可通过6-碳呋喃化合物二聚为12-碳二聚物以及将二聚物转化为尼龙12来产生。6-碳呋喃化合物可自生物质产生。酯-醛二聚物和氨基酯二聚物可自6-碳呋喃化合物产生，6-碳呋喃化合物至少为产生尼龙12的前体。
在实例中，产生尼龙12的方法包括使式的烷基呋喃化合物转化为式的酯-醛二聚物其中X为-OH或卤素，R为C1-C5烷基，以及M1为使酯-醛二聚物转化为式的氨基酯，以及使氨基酯转化为尼龙12。
在实例中，自废物流(waste stream)生物质产生尼龙12的方法包括使生物质转化为5-氯甲基糠醛(chloromethylfurfural furfural)和5-羟甲基糠醛(hydroxymethylfurfural furfural)，以及使用5-氯甲基糠醛和5-羟甲基糠醛作为产生尼龙12的反应物。
在实例中，用于尼龙12的产生的试剂盒包括式的呋喃二聚物化合物，其中R为C1-C5烷基，M1为以及X为-CHO或-CH2-NH2；卤化物源(halide source)；以及催化剂。
在实例中，呋喃二聚物化合物具有式其中R为C1-C5烷基，M1为以及X为-CHO或-CH2-NH2。
附图说明
图1描述了根据实例产生尼龙12的示例方法的大体上的流程图。
图2描述了根据实例自废物流产物产生尼龙12的示例方法的图。
详述
尼龙12从其单体单元的碳原子的数目获得其数字命名，其中每个单体单元有12个碳，如图示的，以及n为大约2至大约1000。根据本文讨论的实例，尼龙12也可通过环保方法自6-碳化合物产生。
图1描述了产生尼龙12的代表方法。在实例中，式的烷基呋喃化合物1A和/或2A，其中X为-OH或卤素，以及M1为可被转化为式的酯-醛二聚物3，其中R为C1-C5烷基。可使二聚物3转化为式的氨基酯4，以及使氨基酯转化为尼龙12。
在实例中，氨基酯4可通过氢化-加氢脱氧-聚合反应转化为尼龙12。氢化-加氢脱氧-聚合反应的一个类型可包括在催化剂存在下用卤化物源和氢气处理氨基酯4。卤化物源可为卤化氢(hydrogen halide)或卤化氢的组合。卤化氢可包括碘化氢、氯化氢和溴化氢或其任意组合。催化剂可包括铂催化剂、钯催化剂、铑催化剂、钌催化剂、镍催化剂、钴催化剂、铁催化剂、钼催化剂、铱催化剂、铼催化剂或金催化剂或其任意组合。在实例中，催化剂可安在载体上。
氨基酯4至尼龙12的转化可通过在图1展示的三种描述的途径中的任一进行。在第一个可能反应中，氢化-加氢脱氧可在聚合之前发生以打开呋喃环M1以及产生氨基酸或氨基酯单体。氨基酸或氨基酯单体的聚合可之后发生以产生尼龙12。在第二个可能反应中，聚合可在氢化-加氢脱氧之前发生以形成包含呋喃环M1的聚合物6。可选地，氢化-加氢脱氧和聚合可同时发生以自氨基酯4直接形成尼龙12。
对于其中氨基酯4的M1可为的反应，中间氨基酯单体5可由代表，以及聚合物6可由代表，其中n为大约2至大约1000。
对于其中氨基酯4的M1可为的反应，中间氨基酯单体5可由代表，以及聚合物6可由代表，其中n为大约2至大约1000。
产生尼龙12的起始材料，烷基呋喃化合物1A和/或2A可自生物质产生。在实例中，烷基呋喃化合物1A和/或2A可通过下述自生物质制得：自生物质分离己糖(葡萄糖和/或果糖)、蔗糖、纤维素或玉米秸(corn stover)或其任意组合，以及转化己糖、蔗糖、纤维素或玉米秸或其组合为烷基呋喃化合物。在实例中，尼龙12可自废物流生物质产生。生物质可为木质纤维素生物质，并且生物质可自各种其他工艺的废物流获得，比如，例如，来自木材和纸张生产的废木屑(waste chip)和锯屑(sawdust)。
在实例中，烷基呋喃化合物1A可为5-氯甲基糠醛，其中M1为5-氯甲基糠醛可通过在至少一种溶剂存在下加热己糖、蔗糖、纤维素、甘蔗渣(sugarcane bagasse)或玉米秸或其任意组合而自生物质产生。溶剂的一些例子可包括，但不限于，1,2-二氯乙烷和盐酸的混合物或二氯甲烷和盐酸的混合物。反应可在碱性盐的存在下进行。一些碱性盐的例子可包括，但不限于，卤化锂、卤化钠或卤化钾或其任意组合。
在实例中，烷基呋喃化合物2A可为5-羟甲基糠醛，其中M1为5-羟甲基糠醛可通过在酸和金属盐催化剂的至少一种的存在下加热己糖或纤维素或其任意组合而自生物质产生。
为准备酯-醛二聚物3的产生的反应物，可使烷基呋喃化合物1A转化为式的二甲基缩醛保护的维蒂希(wittig)试剂1。另外，可氧化呋喃化合物2A以产生式的羧酸，以及可烷基化羧酸以产生式的羧酸烷基酯2。维蒂希试剂1可与羧酸烷基酯2反应以产生酯-醛二聚物3。
5-氯甲基呋喃化合物1A可通过用三苯基膦、三芳基膦、三烷基膦或二芳基烷基膦或其任意组合处理5-氯甲基呋喃化合物，接着在酸催化剂存在下与醇反应，使其转化为二甲基缩醛保护的维蒂希试剂1。醇可为，但不限于，甲醇、乙醇、丙醇或乙二醇或其组合。酸催化剂可为，但不限于，盐酸、硫酸、甲磺酸或甲苯磺酸或其任意组合。
可在相转移(phase transfer)条件下用4-苯甲酸基-2,2,6,6-四甲基派啶-1-氧基氧化5-羟甲基呋喃化合物2A以产生中间羧酸。可选地，可通过电化学氧化来氧化5-羟甲基呋喃化合物2A。羧酸可通过用烷基醇以及甲苯磺酸、硫酸和甲磺酸中的至少一种处理羧酸以产生相应的烷基酯二甲基缩醛(alkyl ester dimethylacetal)，其可之后用酸的水溶液处理以产生羧酸烷基酯2。
在另外的反应顺序，可使酯-醛二聚物3转化为氨基酯4。在实例中，其可通过在氢和催化剂存在下用氢氧化铵、氨和羟胺中的至少一种胺化酯-醛二聚物进行。催化剂可包括镍催化剂。在可选的实例中，可使酯-醛二聚物3通过下述转化为氨基酯4：用羟胺处理酯-醛以产生相应的酯-肟，用氢和镍催化剂处理酯-肟以产生氨基酯。在另外任选的实例中，可使酯-醛二聚物3通过酯-醛的还原胺化转化为氨基酯4。还原胺化可包括用氰基硼氢化钠、乙酸铵、氢氧化铵水溶液和醇的混合物处理酯–醛。醇可包括，但不限于，甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或戊醇或其任意组合。
在一些实例中，一些用于产品或制造制品的部分的尼龙12的制造商和/或用户可能想在现场(on site)产生尼龙12。可提供酯-醛二聚物3或氨基酯二聚物4作为产生尼龙12的前体材料。用于尼龙12的产生的组分可作为试剂盒提供。在实例中，用于尼龙12的产生的试剂盒可包括氨基酯二聚物和另外的用于氨基酯二聚物的氢化/加氢脱氧/缩聚的反应物。另外的反应物可包括作为卤化物源的碘化氢，以及安在载体上的铂催化剂，并且可预测量(pre-measured)组分以及使其适合于氢化/加氢脱氧/缩聚反应。
在用于产生尼龙12的实例中，M1可为以及R可为甲基。在初步反应阶段，5-氯甲基糠醛(图2中的CMF)可转化为式的二甲基缩醛保护的维蒂希试剂11，以及可氧化5-羟甲基糠醛(图2中的HMF)以形成5-甲酰糠酸，其可之后被甲基化以产生式的甲基5-甲酰糠酸酯12。
可使维蒂希试剂11与甲基5-甲酰糠酸酯12反应以产生式的酯-醛二聚物13。可通过酯-醛的胺化以产生式的氨基酯14，将酯-醛二聚物13转化为氨基酯。可通过经由式的氨基酯15的中间产物的单一釜(single-pot)氢化-加氢脱氧-聚合反应使氨基酯14转化为尼龙12，以及经由式的聚合物16转化为尼龙12，其n≥1。
如文中提到，可自废物流生物质产生尼龙12，以及如图2中所示，自废物流生物质产生尼龙12的方法可包括转化生物质为5-氯甲基糠醛以及5-羟甲基糠醛，以及使用5-氯甲基糠醛和5-羟甲基糠醛作为反应物以产生12。
具体实施方式
实施例1：用于产生尼龙12的酯前体
酯-醛二聚物和氨基酯二聚物自6-碳呋喃化合物产生，6-碳呋喃化合物至少为尼龙12的产生的前体，也可为其他可选的用途。
在干燥甲苯中5-氯甲基糠醛(CMF，1当量)和三苯基膦(1当量)的混合物在回流下被加热大约2小时。在冷却后，过滤出固体以及用干燥甲苯漂洗以提供[(5-甲酰基-2-呋喃基)甲基]三苯基氯化鏻([(5-formyl-2-furanyl)methyl]triphenylphosphoniumchloride)。干燥甲醇中该氯化鏻(1当量)、三甲基原甲酸酯(1.75当量)和对甲苯磺酸(0.001当量)的混合物在在回流下加热大约3小时。冷却后，加入乙酸钠(0.002当量)以及在减压下浓缩混合物。加入甲苯并且过滤沉淀物以产生维蒂希试剂11。
将5-羟甲基糠醛(HMF，1当量)、甲醇钾(0.25当量)、在氧化钛催化剂上的金(0.005当量金)以及甲醇的混合物用氧气(1大气压)处理大约24小时。催化剂通过过滤并且用甲醇漂洗被去除。组合的滤液在减压下浓缩以产生甲基5-(羟甲基)-2-糠酸酯。甲基5-(羟甲基)-2-糠酸酯(1当量)、邻碘酰基苯甲酸(3当量)以及作为溶剂的乙酸乙酯的混合物在回流下加热大约3小时。通过过滤去除副产品，滤液在减压下浓缩以产生甲基5-甲酰基-2-糠酸酯12(R＝Me)。
向维蒂希试剂11(1当量)和甲基5-甲酰基-2-糠酸酯12(R＝Me)(1当量)在干燥甲醇中的溶液中，以保持反应温度低于大约35℃的速率加入甲醇锂在干燥甲醇中的溶液。在搅拌大约3小时后，混合物在减压下浓缩。残余物用水处理并且用甲苯提取。提取物用硫酸镁干燥并在减压下浓缩。向沉淀物加入乙醚(diethyl ether)并通过过滤去除三苯基氧化膦(triphenylphosphine oxide)副产物。滤液在减压下浓缩并且残余物用在70％的甲醇水溶液中的5％的盐酸处理。在搅拌大约3小时后，混合物通过加入饱和碳酸氢钠水溶液中和，并且之后在减压下浓缩以去除甲醇。混合物水溶液用甲苯提取。提取物用水洗涤，以硫酸镁干燥，并且在减压下浓缩，以提供酯-醛二聚物13作为顺式和反式同分异构体的混合物。可提供酯-醛二聚物13为用于尼龙12的产生的前体，也可为其他潜在的用途。
酯-醛二聚物13(1当量)、盐酸羟胺(hydroxylamine hydrochloride)(1当量)、乙酸钾(1当量)和50％乙醇水溶液的混合物在大约50℃加热大约1小时。在冷却后，滤出沉淀物，用水洗涤并且在减压下干燥，以产生相应的酯-醛二聚物13的肟衍生物。可提供酯-醛二聚物13的肟衍生物为用于尼龙12的产生的前体，也可为其他潜在的用途。
将酯-醛二聚物13的肟衍生物、阮内镍催化剂和作为溶剂的四氢呋喃的混合物用氢气(50bar)在高压釜(autoclave)中处理大约1小时。催化剂通过过滤被去除并且在氩气下用四氢呋喃漂洗。组合的滤液在减压下浓缩，以产生氨基酯二聚物14(R＝Me)。可提供氨基酯二聚物14(R＝Me)作为用于尼龙12的产生的前体，也可为其他潜在用途。
实施例2：用于产生尼龙12的试剂盒
用于尼龙12的产生的试剂盒将包括氨基酯二聚物14(R＝Me)和另外的用于氨基酯二聚物14(R＝Me)的氢化/加氢脱氧/缩聚的反应物。另外的反应物将至少包括作为卤化物源的碘化氢，以及安在二氧化硅上的钯催化剂。试剂盒也可包括乙酸和氢气。
实施例3：尼龙12的产生
实施例2的试剂盒的产物将用于产生尼龙12。氨基酯二聚物14(1当量)、在二氧化硅上的5％的钯(0.01当量钯)和乙酸溶剂的混合物在高压釜中在大约160℃被加热，同时用氢(大约50个大气压强)处理大约3小时。冷却混合物，加入碘化氢(1当量)，并且再次在大约160℃加热混合物，同时用氢(大约50个大气压强)处理大约3小时。冷却混合物，并且之后过滤以去除催化剂。通过在减压下蒸馏去除溶剂，以产生甲基12-氨基十二烷酸酯(methyl12-aminododecanoate)。甲基12-氨基十二烷酸酯在大约270℃被加热大约5小时以提供尼龙12。
实施例4：自废物流产物产生尼龙12反应物
尼龙12可通过实施例1-3中描述的工艺自来自废物流生物质的5-羟甲基糠醛和5-氯甲基糠醛产生。木质纤维素生物质材料，比如玉米秸、甘蔗渣、木屑和锯屑将自造纸厂(paper mill)或其他废物流获得。生物质将被加工以自生物质，以自生物质分离己糖、葡萄糖和果糖。对于5-羟甲基糠醛，将通过在酸和金属盐催化剂中的至少一种存在下加热己糖使己糖脱水，以形成5-羟甲基糠醛。对于5-氯甲基糠醛，将通过在1,2-二氯乙烷和酸存在下加热使己糖氯化，以产生5-氯甲基糠醛。
实例显示尼龙12可在仅仅几个工艺步骤中自废物以高产量产生，因此提供可选的和环保的不需要石油化工来源的原料的产生尼龙12的方法。公开的方法不太可能遭受与尼龙12前体环十二碳三烯相关的爆炸危险。
本公开不限于描述的具体系统、设备和方法，因为这些可以变化。在说明书中使用的术语是仅仅为了描述具体形式或实施方式的目的，而不旨在限制范围。
在上面的详细说明中，参考了形成说明书一部分的附图。在附图中，类似的符号通常表示类似的组件，除非上下文另外指出。在详细说明书、附图和权利要求中描述的示意性实施方式并不意味着是限制性的。在不背离本文呈现主题的精神和范围的情况下，可使用其他实施方式，并且可进行其他改变。容易理解，本公开的方面，如本文一般描述的，和图中阐释的，可以各种不同的构造被布置、替换、组合、分开和设计，所有这些均在本文中明确考虑。
本公开不受在本申请中所描述的特定实施方式的限制，这些特定实施方式意在为各个方面的示例。对于本领域技术人员而言显而易见的是，能够进行各种改进和变型，而不偏离其精神和范围。根据前面的说明，除了本文列举的那些之外，在本公开范围内的功能上等同的方法和装置对于本领域技术人员而言将是显而易见的。旨在这些改进和变型例落在随附权利要求书的范围内。本公开仅受随附权利要求书的术语连同这些权利要求所给予权利的等同方案的整个范围的限制。将理解的是，本公开不限于特定的方法、试剂、化合物、组合物或生物系统，当然这些可以变化。还应理解的是，本文所使用的术语仅是为了描述特定实施方式的目的，而不意在是限制性的。
如本申请文件中所使用的，单数形式(“a”、“an”和“the”)包括复数引用，除非文中另有明确说明。除非另有定义，本文所使用的所有技术及科学术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同含义。本公开绝不应该被解释为承认本公开中所描述的实施方式由于现有技术发明而没有资格先于此种公开。如本申请文件中所使用的，术语“包括(comprising)”是指“包括但不限于”。
尽管各种组合物、方法和装置在“包括”(解释为“包括但不限于”的意思)各种成分或步骤方面被描述，但所述组合物、方法和装置还可“基本由各种成分和步骤组成”或“由各种成分和步骤组成”，此类术语应当理解为限定实质上封闭的群组。
关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员能够根据上下文和/或应用适当地从复数变换成单数和/或从单数变换成复数。为了清晰的目的，本文中明确地阐明了各单数/复数的置换。
本领域技术人员应当理解，通常，本文中并且特别是在所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的术语通常意欲作为“开放性”术语(例如，术语“包括”应当解释为“包括但不限于”，术语“具有”应当解释为“至少具有”，术语“包含”应当解释为“包含但不限于”等)。本领域技术人员应当进一步理解，如果意欲引入特定数量的权利要求列举项，则这样的意图将在权利要求中明确地列举，并且在不存在这种列举项的情况下，不存在这样的意图。例如，为了有助于理解，以下所附权利要求可以包含引导性的短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求列举项。然而，即使当同一个权利要求包含引导短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词比如“一个”或“一种”时，这种短语的使用不应当解释为暗示由不定冠词“一个”或“一种”引入的权利要求列举项将包含这样引入的权利要求列举项的任何特定权利要求限定为仅包含一个这种列举项的实施方式(例如，“一个”和/或“一种”应当解释为指“至少一个”或“一种或多种”)；这同样适用于以引入权利要求列举项的定冠词的使用。另外，即使明确地叙述特定数量的所引入的权利要求列举项，本领域技术人员应当认识到将这种列举项解释为意指至少所叙述的数量(例如，没有其他修饰的单纯列举项“两个列举项”意指至少两个列举项，或者两个以上列举项)。此外，在其中使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的习语的那些情况下，通常这种造句意味着本领域技术人员应当理解的习语(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”应当包括，但不限于具有单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等的系统)。在其中使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的习语的那些情况下，通常这种造句意味着本领域技术人员应当理解的习语(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”应当包括，但不限于具有单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等的系统)。本领域技术人员应当进一步理解实际上呈现两个或多个可选择术语的任何转折性词语和/或短语，无论在说明书、权利要求书还是附图中，都应当理解为包括术语的一个、术语的任何一个或全部两个术语的可能性。例如，短语“A或B”应当理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
此外，当公开内容的特征或方面以马库什组的方式描述时，本领域技术人员将认识到，该公开内容由此也以马库什组的任何单独的成员或成员的亚组的方式描述。
如本领域技术人员应当理解的，用于任何和所有目的，如在提供书写描述的方面，本文公开的所有范围也包括任何和所有可能的亚范围及其亚范围的组合。任何所列范围可以容易地被认为是充分描述并能够使同一范围可以容易地分解为至少两等份、三等份、四等份、五等份、十等份等。作为非限制性实例，本文所讨论的每个范围可以容易地分解为下三分之一、中间三分之一和上三分之一等。如本领域技术人员也应当理解的，所有语言比如“高达”、“至少”等包括所叙述的数字并且指可以随后分解为如上所述的亚范围的范围。最后，如本领域技术人员应当理解的，范围包括每个单独的成员。因此，例如，具有1-3个单元的组是指具有1、2或3个单元的组。类似地，具有1-5个单元的组指具有1、2、3、4或5个单元的组，以此类推。
各种上述公开的以及其他各特征和功能或其可选方案可以组合成许多其他不同的系统或应用。本领域技术人员随后可以做出各种在本文中当前未预见的或未预期的可选方案、改进方案、变型例或改进，其中每个也旨在由公开的实施方式所涵盖。

Claims (68)

1.用于生产尼龙12的方法，所述方法包括：
使式的烷基呋喃化合物转化为式的酯-醛二聚物，其中X为-OH或卤素，R为C1-C5烷基，和M1为
使所述酯-醛二聚物转化为式的氨基酯；以及
使氨基酯转化为尼龙12。
2.如权利要求1所述的方法，其中使所述氨基酯转化为尼龙12包括氢化-加氢脱氧-聚合反应。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述氢化-加氢脱氧-聚合反应包括在催化剂存在下用卤化物源和氢气处理所述氨基酯。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述氢化-加氢脱氧-聚合反应包括单一釜反应，其中：
具有的M1的氨基酯产生中间产物 以及具有的M1的氨基酯产生中间产物 其中n≥2。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述卤化物源为至少一种卤化氢。
6.如权利要求3所述的方法，其中所述卤化物源为碘化氢、氯化氢、溴化氢或其任意组合。
7.如权利要求3所述的方法，其中所述催化剂包括铂、钯、铑、钌、镍、钴、铁、钼、铱、铼、金或其任意组合。
8.如权利要求3所述的方法，其中所述催化剂安在载体上。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括自生物质产生烷基呋喃化合物，其通过从所述生物质分离己糖、蔗糖、纤维素、玉米秸或其任意组合，以及使所述己糖、蔗糖、纤维素、玉米秸或其任意组合转化为所述烷基呋喃化合物。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述烷基呋喃化合物包括5-氯甲基糠醛，以及自生物质产生所述5-氯甲基糠醛包括在1,2-二氯乙烷和盐酸的存在下加热所述己糖、蔗糖、纤维素、玉米秸或其任意组合。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述烷基呋喃化合物包括5-氯甲基糠醛，以及自生物质产生所述5-氯甲基糠醛包括在1,2-二氯乙烷、盐酸和碱性盐的存在下加热所述己糖、蔗糖、纤维素、玉米秸或其任意组合。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述碱性盐包括卤化锂、卤化钠、卤化钾或其任意组合。
13.如权利要求9所述的方法，其中所述烷基呋喃化合物包括5-羟甲基糠醛，以及自生物质产生所述5-羟甲基糠醛包括在酸和金属盐催化剂中的至少一种的存在下加热所述己糖、纤维素、或其任意组合。
14.如权利要求1所述的方法，其中：
所述烷基呋喃化合物包括5-氯甲基呋喃化合物和5-羟甲基呋喃化合物；以及
使所述烷基呋喃化合物转化为所述酯-醛二聚物包括：
使所述5-氯甲基呋喃化合物转化为式的二甲基缩醛保护的维蒂希试剂；
氧化所述5-羟甲基呋喃化合物以产生羧酸和烷基化所述羧酸以产生式的羧酸烷基酯；以及
使所述维蒂希试剂与所述羧酸烷基酯反应以产生所述酯-醛二聚物。
15.如权利要求14所述的方法，其中使所述5-氯甲基呋喃化合物转化为二甲基缩醛保护的维蒂希试剂包括用三苯基膦、三芳基膦、三烷基膦、二芳基烷基膦或其任意组合处理所述5-氯甲基呋喃化合物，接着在酸催化剂存在下与醇反应。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇或其任意组合，其中所述酸催化剂包括盐酸、硫酸、甲磺酸、甲苯磺酸或其任意组合。
17.如权利要求14所述的方法，其中氧化所述5-羟甲基呋喃化合物包括在相转移条件下用4-苯甲酸基-2,2,6,6-四甲基派啶-1-氧基氧化所述5-羟甲基呋喃化合物。
18.如权利要求14所述的方法，其中烷基化所述羧酸包括用烷基醇和甲苯磺酸、硫酸和甲磺酸中的至少一种处理所述羧酸，以产生相应的烷基酯二甲基缩醛，并且用酸的水溶液处理所述烷基酯二甲基缩醛，以产生所述羧酸烷基酯。
19.如权利要求1所述的方法，其中使所述酯-醛二聚物转化为氨基酯包括在氢和催化剂的存在下用氢氧化铵、氨和羟胺中的至少一种胺化所述所述酯-醛。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述催化剂包括镍催化剂。
21.如权利要求1所述的方法，其中使所述酯-醛二聚物转化为氨基酯包括：
用羟胺处理所述酯-醛，以产生相应的酯-肟；和
用氢和镍催化剂处理所述酯-肟，以产生所述氨基酯。
22.如权利要求1所述的方法，其中使所述酯-醛二聚物转化为氨基酯包括所述酯-醛的还原胺化。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述还原胺化包括用氰基硼氢化钠、乙酸铵、氢氧化铵水溶液和醇的混合物处理所述酯–醛。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇或其任意组合。
25.如权利要求1所述的方法，其中：
M1为以及R为甲基；
使所述烷基呋喃化合物转化为所述酯-醛二聚物包括：
使5-氯甲基糠醛转化为式的二甲基缩醛保护的维蒂希试剂；
氧化5-羟甲基糠醛为5-甲酰糠酸，和甲基化所述5-甲酰糠酸以产生式的甲基5-甲酰糠酸酯；以及
使维蒂希试剂与甲基5-甲酰糠酸酯反应以产生式的酯-醛二聚物；
使所述酯-醛二聚物转化为氨基酯包括所述酯-醛的胺化以产生式的氨基酯；以及
使所述氨基酯转化为尼龙12包括通过 的中间产物的单一釜氢化-加氢脱氧-聚合反应，其中n≥2。
26.用于自废物流生物质产生尼龙12的方法，所述方法包括：
使所述生物质转化为5-氯甲基糠醛和5-羟甲基糠醛；以及
用所述5-氯甲基糠醛和5-羟甲基糠醛作为反应物用于产生尼龙12。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述生物质为木质纤维素生物质。
28.如权利要求26所述的方法，其中使所述生物质转化为5-羟甲基糠醛包括在酸和金属盐催化剂中的至少一种存在下加热生物质衍生的己糖、纤维素或其组合，以产生所述5-羟甲基糠醛。
29.如权利要求28所述的方法，进一步包括从所述生物质分离所述己糖、纤维素或其组合。
30.如权利要求26所述的方法，其中使所述生物质转化为5-氯甲基糠醛包括在1,2-二氯乙烷和酸的存在下加热生物质衍生的己糖、蔗糖、纤维素、玉米秸或其组合，以产生所述5-氯甲基糠醛。
31.如权利要求26所述的方法，其中使所述生物质转化为5-氯甲基糠醛包括在1,2-二氯乙烷、盐酸和碱性盐的存在下加热生物质衍生的己糖、蔗糖、纤维素、玉米秸或其组合，以产生所述5-氯甲基糠醛。
32.如权利要求31所述的方法，其中所述碱性盐包括卤化锂、卤化钠、卤化钾或其任意组合。
33.如权利要求31所述的方法，进一步包括自所述生物质分离所述己糖、所述蔗糖、所述纤维素、所述玉米秸或其组合。
34.如权利要求26所述的方法，其中使用所述5-氯甲基糠醛和5-羟甲基糠醛作为反应物包括：
自所述5-氯甲基糠醛和5-羟甲基糠醛产生式的中间酯-醛二聚物，其中R为C1-C5烷基；
使所述酯-醛二聚物转化为式的氨基酯；以及
使所述氨基酯转化为尼龙12。
35.如权利要求34所述的方法，其中使所述氨基酯转化为尼龙12包括氢化-加氢脱氧-聚合反应。
36.如权利要求35所述的方法，其中所述氢化-加氢脱氧-聚合反应包括在催化剂的存在下用卤化物源和氢气处理所述氨基酯。
37.如权利要求36所述的方法，其中所述氢化-加氢脱氧-聚合反应包括用 的中间产物的单一釜反应，其中n≥2。
38.如权利要求36所述的方法，其中所述卤化物源为至少一种卤化氢。
39.如权利要求36所述的方法，其中所述卤化物源为碘化氢、氯化氢、溴化氢或其组合。
40.如权利要求36所述的方法，其中所述催化剂包括铂、钯、铑、钌、镍、钴、铁、钼、铱、铼、金或其任意组合。
41.如权利要求36所述的方法，其中所述催化剂安在载体上。
42.如权利要求34所述的方法，其中产生所述中间酯-醛二聚物包括：
使5-氯甲基糠醛转化为式的二甲基缩醛保护的维蒂希试剂；
氧化5-羟甲基糠醛以产生羧酸以及烷基化所述羧酸以产生式的羧酸烷基酯；以及
使所述维蒂希试剂与羧酸烷基酯反应以产生所述酯-醛二聚物。
43.如权利要求42所述的方法，其中使5-氯甲基糠醛化合物转化为二甲基缩醛保护的维蒂希试剂包括用三苯基膦、三芳基膦、三烷基膦、二芳基烷基膦或其任意组合处理所述5-氯甲基呋喃化合物，接着在酸催化剂存在下与醇反应。
44.如权利要求43所述的方法，其中所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇或其任意组合，以及所述酸催化剂包括盐酸、硫酸、甲磺酸、甲苯磺酸或其任意组合。
45.如权利要求42所述的方法，其中氧化所述5-羟甲基糠醛化合物包括在相转移条件下用4-苯甲酸基-2,2,6,6-四甲基派啶-1-氧基氧化所述5-羟甲基糠醛化合物。
46.如权利要求42所述的方法，其中烷基化所述羧酸包括用烷基醇和甲苯磺酸、硫酸和甲磺酸中的至少一种处理所述羧酸，以产生相应的烷基酯二甲基缩醛，以及用酸的水溶液处理所述烷基酯二甲基缩醛，以产生所述羧酸烷基酯。
47.如权利要求34所述的方法，其中使所述酯-醛二聚物转化为氨基酯包括在氢和催化剂的存在下用氢氧化铵、氨和羟胺中的至少一种胺化所述酯-醛。
48.如权利要求47所述的方法，其中所述催化剂包括镍催化剂。
49.如权利要求47所述的方法，其中所述胺化包括在镍催化剂的存在下用氢氧化铵处理所述酯-醛。
50.如权利要求34所述的方法，其中使所述酯-醛二聚物转化为氨基酯包括：
用羟胺处理所述酯-醛，以产生相应的酯-肟；以及
用氢和镍催化剂处理所述酯-肟，以产生所述氨基酯。
51.如权利要求34所述的方法，其中使所述酯-醛二聚物转化为氨基酯包括所述酯-醛的还原胺化。
52.如权利要求51所述的方法，其中所述还原胺化包括用氰基硼氢化钠、乙酸铵、氢氧化铵水溶液和醇的混合物处理所述酯–醛。
53.如权利要求52所述的方法，其中所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇或其任意组合。
54.如权利要求26所述的方法，其中使用所述5-氯甲基糠醛和5-羟甲基糠醛作为反应物以产生尼龙12包括：
使所述5-氯甲基糠醛转化为式的二甲基缩醛保护的维蒂希试剂；
氧化所述5-羟甲基糠醛为5-甲酰糠酸，以及甲基化所述5-甲酰糠酸以产生式的甲基5-甲酰糠酸酯，其中R为-CH3；
使所述维蒂希试剂与所述甲基5-甲酰糠酸酯反应，以产生式的酯-醛二聚物；
胺化所述酯-醛二聚物以产生式的氨基酯；以及
通过经由 的中间产物的氢化-加氢脱氧-聚合反应使所述氨基酯转化为尼龙12。
55.用于尼龙12的产生的试剂盒，所述试剂盒包括：
式的呋喃二聚物化合物，其中R为C1-C5烷基，M1为以及X为-CHO或-CH2-NH2；
卤化物源；以及
催化剂。
56.如权利要求55所述的试剂盒，其中所述卤化物源为至少一种卤化氢。
57.如权利要求55所述的试剂盒，其中所述卤化物源为碘化氢、氯化氢、溴化氢或其组合。
58.如权利要求55所述的试剂盒，其中所述催化剂包括铂、钯、铑、钌、镍、钴、铁、钼、铱、铼、金或其任意组合。
59.如权利要求58所述的试剂盒，其中所述催化剂安在载体上。
60.如权利要求55所述的试剂盒，其中R为-CH3和X为-CH2-NH2。
61.如权利要求60所述的试剂盒，其中M1为
62.如权利要求55所述的试剂盒，其中M1为
63.式的呋喃二聚物化合物，其中R为C1-C5烷基，M1为以及X为-CHO或-CH2-NH2。
64.如权利要求63所述的化合物，其中R为-CH3和X为-CHO。
65.如权利要求64所述的化合物，其中M1为
66.如权利要求63所述的化合物，其中R为-CH3和X为-CH2-NH2。
67.如权利要求66所述的化合物，其中M1为
68.如权利要求63所述的化合物，其中M1为
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