ES2923504T3 - Procedimientos para preparar ácidos aldáricos, aldónicos y urónicos - Google Patents

Abstract

Se describen varios procesos para preparar ácidos aldáricos, ácidos aldónicos, ácidos urónicos y/o lactona(s) de los mismos. Por ejemplo, se describen procesos para preparar un ácido aldárico C5-C6 y/o lactona(s) del mismo mediante la oxidación catalítica de un ácido aldónico C5-C6 y/o lactona(s) del mismo y/o una aldosa C5-C6. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimientos para preparar ácidos aldáricos, aldónicos y urónicos

Campo de la invención

Se describen diversos procedimientos para preparar ácidos aldáricos, ácidos aldónicos, ácidos urónicos y/o lactona(s) de los mismos. Por ejemplo, se describen procedimientos para preparar un ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo mediante la oxidación catalítica de un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo y/o una aldosa C⁵-C⁶.

Antecedentes de la invención

Durante muchos años, ha habido interés en usar materiales biorrenovables como materia prima para producir productos químicos comercialmente útiles. En particular, un cúmulo de trabajo significativo se ha centrado en la oxidación de azúcares obtenidos a partir de estos materiales para dar ácidos aldáricos, especialmente glucosa para dar ácido glucárico. Por ejemplo, véanse las patentes estadounidenses n.os 8.669.397 y 8.785.683. Estos productos no sólo son útiles como productos intermedios en la producción de monómeros tales como ácido adípico, sino también en la producción de composiciones que tienen aplicaciones comerciales tales como líquidos descongelantes, acidulantes, coadyuvantes para detergentes, reguladores del pH, quelantes, desincrustantes, inhibidores de la corrosión, agentes de limpieza y acabado de metales, y componentes de formulaciones de cemento.

Se han intentado numerosos catalizadores y numerosas condiciones de reacción para estos procedimientos de oxidación. Sin embargo, no se han demostrado altos rendimientos sostenidos de ácido glucárico a lo largo de un funcionamiento prolongado ni a altas capacidades de reactor. Por ejemplo, en Lee et al., “Pt catalysts for efficient aerobic oxidation of glucosa to glucaric acid in water”, Green Chemistry 2016, 18 (13), 3815-3822 se notifica un rendimiento de ácido glucárico del 74% para la oxidación de una alimentación de glucosa del 5% en peso sobre un catalizador de Pt al 5% en peso/C a 80°C y una presión parcial de O² de aproximadamente 200 psi en un reactor discontinuo después de 10 h de reacción. En la patente estadounidense n.° 9.770.705, se notifica un rendimiento de ácido glucárico del 70% para un experimento en el que se pusieron en contacto 2,3 ml de una alimentación de ácido glucónico del 10% en peso con 75 mg de catalizador a 112-126°C durante 2-5 h. Sigue existiendo la necesidad de procedimientos eficientes y rentables para preparar ácidos aldáricos, tales como ácido glucárico, y productos intermedios de los mismos, a partir de materiales biorrenovables que presenten rendimientos mejorados y estables, especialmente a lo largo de un funcionamiento prolongado y a alta capacidad de reactor.

Además, en la oxidación catalítica de aldosas para dar ácidos aldáricos, tal como glucosa para dar ácido glucárico, se ha observado la inhibición del catalizador durante la reacción. Véase, por ejemplo, Jin et al., “Synergistic Effects of Bimetallic PtPd/TiO² Nanocatalysts in Oxidation of Glucose to Glucaric Acid: Structure Dependent Activity and Selectivity”, Ind. Eng. Chem. Res. 2016, 55, 2932-2945. Sin embargo, los motivos de la inhibición no se entienden por completo y no se han desarrollado soluciones eficaces para reducir o eliminar la inhibición. Por tanto, sigue existiendo la necesidad de identificar la(s) fuente(s) de inhibición de la reacción de oxidación y soluciones para abordar este problema al tiempo que se aumenta el rendimiento del producto.

Breve sumario de la invención

La presente invención es tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Otros objetos y características resultarán, en parte, evidentes y, en parte, se mostrarán a continuación en el presente documento.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 presenta un diagrama que representa un procedimiento según diversos aspectos de la divulgación (no según la invención tal como se reivindica).

La figura 2 presenta un diagrama que representa un procedimiento que incluye una zona de separación según diversas realizaciones de la invención.

La figura 3 presenta un diagrama que representa un procedimiento que incluye una zona de separación y recirculación según diversas realizaciones de la invención.

La figura 4 presenta un esquema de una zona de reacción de dos etapas.

La figura 5 representa un esquema de una zona de reacción de dos etapas que comprende diferentes mezclas de catalizadores.

La figura 6 representa un diagrama que muestra las etapas de un procedimiento de oxidación para preparar un ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo a partir de una aldosa C⁵-C⁶.

La figura 7 notifica la conversión de glucosa y el rendimiento de ácido glucónico de un procedimiento para convertir glucosa en ácido glucónico usando un catalizador de Au/TiO² en la que se realizan adiciones conocidas de ácido glicérico en la alimentación de glucosa.

La figura 8 notifica la conversión de ácido glucónico y diversos rendimientos para la conversión de ácido glucónico en ácido glucárico usando un catalizador de Pt/C en la que se realizaron adiciones conocidas de posibles inhibidores de reacción de oxidación en la alimentación.

La figura 9 notifica la conversión de ácido glucónico y diversos rendimientos para la conversión de ácido glucónico en ácido glucónico usando un catalizador de Pt/C en la que se realizaron adiciones conocidas de posibles inhibidores de reacción de oxidación en la alimentación.

La figura 10 notifica el rendimiento de ácido glicérico durante la conversión de ácido glucónico en ácido glucárico usando una mezcla de catalizadores de Pt al 4% en peso/C:Au al 1% en peso/TiO².

La figura 11 notifica los efectos de inhibición de ácido glicérico sobre la conversión de ácido glucónico en ácido glucárico usando una mezcla de catalizadores de Pt al 4% en peso/C:Au al 1% en peso/TiO².

La figura 12 notifica los efectos de inhibición de diversas concentraciones de ácido glicérico sobre la conversión de ácido glucónico en ácido glucárico usando una mezcla de catalizadores de Pt al 4% en peso/C:Au al 1% en peso/TiO².

La figura 13 notifica los resultados de la figura 12, comparando la disminución en la conversión de ácido glucónico con la razón molar de ácido glicérico con respecto a platino.

Descripción detallada de la invención

Según la presente invención, diversos procedimientos descritos en el presente documento proporcionan una conversión mejorada del/de los reactante(s) de oxidación, rendimientos mejorados del/de los producto(s) de oxidación, y/o mayor eficacia de procedimiento reduciendo, limitando o eliminando la cantidad de uno o más compuestos que se ha descubierto que funciona(n) como inhibidores de reacción de oxidación en la zona de reacción. Por ejemplo, diversos procedimientos proporcionan mezclas de alimentación a la reacción de oxidación mejoradas que tienen una concentración de inhibidor de reacción de oxidación por debajo de un determinado umbral (por ejemplo, aproximadamente el 0,5% en peso o menos, aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos). En la invención tal como se reivindica, la identidad de los inhibidores de reacción de oxidación y su concentración son tal como se definen en las reivindicaciones. Además, diversos procedimientos descritos en el presente documento proporcionan rendimientos de producto estables a lo largo de un funcionamiento prolongado y/o a altas capacidades de reactor. Estos procedimientos pueden mejorar ventajosamente la economía del procedimiento disminuyendo la cantidad de productos fuera de la ruta que pueden requerir separación de la mezcla de productos y/o disminuyendo la cantidad de productos intermedios dentro de la ruta que requieren procesamiento adicional.

Las aldosas, a las que se hace referencia en el presente documento, incluyen diversos compuestos que poseen un aldehído y grupos hidroxilo, que pueden representarse mediante la fórmula (I):

HOCH2(HCOH)wCHO (I).

En diversas realizaciones, la aldosa comprende al menos una aldosa C⁵-C⁶ (es decir, en la que w en la fórmula (I) es 3 ó 4). En algunas realizaciones, la aldosa comprende al menos una pentosa y/o hexosa. Las aldosas C⁵-C6 específicas incluyen, por ejemplo, arabinosa, lixosa, ribosa, xilosa, alosa, altrosa, galactosa, glucosa, gulosa, idosa, manosa, talosa, y mezclas de las mismas. En diversas realizaciones, la aldosa C⁵-C⁶ comprende una hexosa tal como glucosa. En algunas realizaciones, la aldosa C⁵-C⁶ comprende una pentosa tal como xilosa, ribosa, y/o arabinosa. El término “aldosas” y cualquier aldosa específica mencionada en el presente documento y tal como se define mediante la fórmula (I) también incluyen formas cíclicas (formas de hemiacetales) de estos compuestos.

Las aldosas pueden obtenerse de diversas fuentes que contienen hidratos de carbono, incluyendo las fuentes biorrenovables convencionales, tales como el grano de maíz (maíz), el trigo, la patata, la mandioca y el arroz, así como fuentes alternativas tales como los cultivos energéticos, la biomasa vegetal, los desechos agrícolas, los residuos forestales, los residuos de procesamiento de azúcar y desechos domésticos derivados de plantas. En diversas realizaciones, la aldosa (por ejemplo, glucosa) se obtiene a partir un cultivo de cereales (por ejemplo, maíz, trigo, soja, arroz, cebada, centeno, mijo, sorgo, etc.). Más generalmente, las fuentes biorrenovables que pueden usarse incluyen cualquier materia orgánica renovable que incluya una fuente de hidratos de carbono tales como, por ejemplo, pasto varilla, Miscanthus, árboles (madera dura y madera blanda), vegetación y residuos de cultivos (por ejemplo, bagazo y rastrojo de maíz). Otras fuentes incluyen, por ejemplo, materiales de desecho (por ejemplo, papel usado, desechos verdes, desechos municipales, etc.). Los hidratos de carbono pueden aislarse de materiales biorrenovables usando métodos conocidos.

Los ácidos aldónicos, a los que se hace referencia en el presente documento, incluyen ácidos monocarboxílicos de fórmula (II):

HOCH2(HCOH)xCOOH (II).

En diversas realizaciones, el ácido aldónico comprende al menos un ácido aldónico C⁵-C⁶ (es decir, en la que x en la fórmula (II) es 3 ó 4). En algunas realizaciones, el ácido aldónico comprende al menos un ácido pentónico y/o ácido hexónico. Los ácidos aldónicos C⁵-C⁶ específicos incluyen, por ejemplo, ácido arabinónico, ácido lixónico, ácido ribónico, ácido xilónico, ácido alónico, ácido altrónico, ácido galactónico, ácido glucónico, ácido gulónico, ácido idónico, ácido manónico, ácido talónico, y mezclas de los mismos. En diversas realizaciones, el ácido aldónico C⁵-C⁶ comprende un ácido hexónico tal como ácido glucónico. En algunas realizaciones, el ácido aldónico C⁵-C⁶ comprende un ácido pentónico. Por ejemplo, el ácido pentónico puede seleccionarse del grupo que consiste en ácido xilónico, ácido ribónico, ácido arabinónico, y mezclas de los mismos. También pueden estar presentes lactonas de diversos ácidos aldónicos y pueden formarse mediante ciclocondensación intramolecular de los ácidos.

Ácidos urónicos, a los que se hace referencia en el presente documento, incluyen ácidos monocarboxílicos de fórmula (III):

HOOC(HCOH)yCHO (III).

En diversas realizaciones, el ácido urónico comprende al menos un ácido urónico C⁵-C⁶ (es decir, en la que y en la fórmula (III) es 3 ó 4). En algunas realizaciones, el ácido urónico comprende al menos un ácido penturónico y/o ácido hexurónico. Los ácidos urónicos C⁵-C⁶ específicos incluyen, por ejemplo, ácido arabinurónico, ácido lixonurónico, ácido riburónico, ácido xilurónico, ácido alurónico, ácido altrurónico, ácido galacturónico, ácido glucurónico, ácido gulurónico, ácido idurónico, ácido manurónico, ácido talonurónico, y mezclas de los mismos. En diversas realizaciones, el ácido urónico comprende un ácido hexurónico tal como ácido gulurónico. En algunas realizaciones, el ácido urónico comprende un ácido penturónico tal como ácido xilurónico, ácido riburónico, y/o ácido arabinurónico. También pueden estar presentes lactonas de diversos ácidos urónicos y pueden formarse mediante ciclocondensación intramolecular de los ácidos. Además, el término “ácido urónico” y cualquier ácido urónico específico mencionado en el presente documento y tal como se define mediante la fórmula (III) también incluyen formas cíclicas (formas de hemiacetales) de estos compuestos.

Ácidos aldáricos, a los que se hace referencia en el presente documento, incluyen ácidos dicarboxílicos de fórmula (IV):

HOOC(HCOH)zCOOH (IV)

En diversas realizaciones, el ácido aldárico comprende al menos un ácido aldárico C⁵-C⁶ (es decir, en la que z en la fórmula (IV) es 3 ó 4). En algunas realizaciones, el ácido aldárico comprende al menos un ácido pentárico y/o ácido hexárico. Los ácidos aldáricos C⁵-C⁶ específicos incluyen, por ejemplo, ácido arabinárico, ácido lixárico, ácido ribárico, ácido xilárico, ácido alárico, ácido altrárico, ácido galactárico, ácido glucárico, ácido gulárico, ácido idárico, ácido manárico, ácido talárico, y mezclas de los mismos. En diversas realizaciones, el ácido aldárico C⁵-C⁶ comprende un ácido hexárico tal como ácido glucárico. En realizaciones adicionales, el ácido aldárico C⁵-C⁶ comprende un ácido pentárico seleccionado del grupo que consiste en ácido xilárico, ácido ribárico, ácido arabinárico, y mezclas de los mismos. También pueden estar presentes lactonas de diversos ácidos aldáricos y pueden formarse mediante ciclocondensación intramolecular de los ácidos. Por ejemplo, las lactonas incluyen glucarolactonas tales como D-glucaro-1,4-lactona, D-glucaro-6,3-lactona y D-glucaro-1,4:6,3-dilactona.

La preparación de un ácido aldárico y/o lactona(s) a partir de un ácido aldónico y/o lactona(s) y/o las aldosas correspondientes es normalmente una síntesis de múltiples etapas que avanza a través de diversos productos intermedios. Por ejemplo, tal como se muestra en el siguiente esquema, la oxidación de glucosa para dar un ácido glucárico se avanza principalmente a través de dos productos intermedios: ácido glucónico y ácido gulurónico.

glucosa ácido glucónico

ácido guiurónico ácido giucárico

En primer lugar, el carbonilo de la glucosa se oxida para dar un ácido, produciendo ácido glucónico. A continuación, el hidroxilo terminal en la posición 6 del ácido glucónico se deshidrogena para dar un carbonilo, lo que da como resultado ácido gulurónico. Finalmente, el carbonilo del ácido gulurónico se oxida para dar un ácido, formando ácido glucárico.

Los rendimientos de ácido glucárico informados anteriormente (por ejemplo, rendimientos que rara vez superan el 70%) pueden verse limitados debido a varios factores. Algunos factores limitantes potenciales incluyen la formación de uno o más inhibidores de reacción de oxidación que reducen significativamente la eficacia del catalizador, la conversión excesiva de ácido glucárico y la lixiviación de metales catalíticamente activos. Además, sin la mediación del pH a través de la introducción continua de base durante la reacción de oxidación, la tasa de producción de ácido glucárico disminuye a medida que disminuye el pH. Por otro lado, la mediación del pH da como resultado en muchos casos rendimientos de ácido glucárico menores debido a la conversión excesiva de ácido glucárico para dar derivados de ácido de azúcar con menos de 6 carbonos. Por tanto, varios factores inhibidores pueden contribuir individualmente o en combinación para limitar el rendimiento total de ácido glucárico.

Ahora se ha descubierto que la presencia de determinados inhibidores de reacción de oxidación puede afectar negativamente la conversión de una aldosa C⁵-C⁶, ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos y/o afecta negativamente al rendimiento de los ácidos aldárico, aldónico y urónico y/o lactona(s) de los mismos. Por ejemplo, la reacción de una aldosa C⁵-C⁶, un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, un ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos en la que la mezcla de reacción comprende un inhibidor de reacción de oxidación puede presentar una conversión total del 90% o menos, el 80% o menos, el 70% o menos, el 60% o menos, el 50% o menos, el 40% o menos, el 30% o menos, o el 20% o menos en comparación con una reacción similar que tenga, por ejemplo, no más del 0,5% en peso de un inhibidor de reacción de oxidación. De manera similar, los rendimientos de producto en reacciones en las que la concentración del inhibidor de reacción de oxidación no está controlada pueden ser del 90% o menos, el 80% o menos, el 70% o menos, el 60% o menos, el 50% o menos, el 40% o menos, el 30% o menos, o el 20% o menos del rendimiento observado en una reacción similar que tenga, por ejemplo, no más del 0,5% en peso de un inhibidor de reacción de oxidación.

De manera importante, se ha hallado que determinados compuestos C³, particularmente alcoholes C³ y/o ácido C³ pueden funcionar como inhibidores de reacción de oxidación en la oxidación catalítica de aldosa C⁵-C⁶, ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos. Los compuestos específicos que se han identificado como inhibidores de reacción de oxidación incluyen ácido glicérico, ácido 3-hidroxipropiónico, 1,3-propanodiol, y mezclas de los mismos. Por consiguiente, en diversas realizaciones, el inhibidor de reacción de oxidación comprende al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en ácido glicérico, ácido 3-hidroxipropiónico, 1,3-propanodiol, y mezclas de los mismos. En algunas realizaciones, el inhibidor de reacción de oxidación comprende ácido glicérico. En determinadas realizaciones, el inhibidor de reacción de oxidación comprende ácido 3-hidroxipropiónico.

También se ha hallado que la concentración de uno o más de los inhibidores de reacción de oxidación se refiere al grado de inhibición observado. Los procedimientos descritos en el presente documento pueden proporcionar ventajosamente concentraciones reducidas del inhibidor de reacción de oxidación en la zona de reacción.

Procedimientos para producir ácidos aldáricos y/o lactona(s) de los mismos

Tal como se indicó, las realizaciones de la presente invención incluyen procedimientos de oxidación para producir ácidos aldáricos (por ejemplo, ácido glucárico) y/o lactona(s) de los mismos. Por ejemplo, diversos procedimientos (no según la invención reivindicada) comprenden alimentar una mezcla de alimentación que comprende (a) al menos un reactante de oxidación seleccionado del grupo que consiste en una aldosa C⁵-C⁶, un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, un ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos y (b) un inhibidor de reacción de oxidación a una zona de reacción; y hacer reaccionar el reactante de oxidación en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación en la zona de reacción para formar una mezcla de reacción que comprende el ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, en el que la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la mezcla de alimentación es de aproximadamente el 0,5% en peso o menos, aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos. La figura 1 presenta un diagrama que representa un procedimiento según estas realizaciones.

En diversas realizaciones de estos procedimientos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la mezcla de alimentación es de desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, o desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso.

Además, en algunas realizaciones, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación es de aproximadamente el 1% en peso o mayor, aproximadamente el 5% en peso o mayor, aproximadamente el 10% en peso o mayor, aproximadamente el 15% en peso o mayor, o aproximadamente el 20% en peso o mayor. Por ejemplo, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación puede ser de desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, o desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso.

Otros procedimientos para preparar un ácido aldárico C⁵-C⁶ (por ejemplo, ácido glucárico) y/o lactona(s) del mismo comprenden alimentar una mezcla de alimentación que comprende (a) al menos un reactante de oxidación seleccionado del grupo que consiste en una aldosa C⁵-C⁶, un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, un ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos y (b) un inhibidor de reacción de oxidación a una zona de separación para separar al menos una porción del inhibidor de reacción de oxidación a partir de la mezcla de alimentación y formar una primera fracción que comprende el reactante de oxidación y una segunda fracción que comprende el inhibidor de reacción de oxidación; alimentar al menos una porción de la primera fracción que comprende el reactante de oxidación a una zona de reacción; y hacer reaccionar el reactante de oxidación en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación en la zona de reacción para formar una mezcla de reacción que comprende el ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo. La identidad de los inhibidores de reacción de oxidación y su concentración son tal como se definen en las reivindicaciones. La figura 2 presenta un diagrama que representa un procedimiento según estas realizaciones.

En diversas realizaciones de estos procedimientos, la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la primera fracción puede ser menor que la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la mezcla de alimentación. En algunas realizaciones, la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la primera fracción es menor que la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la segunda fracción.

En diversas realizaciones, la concentración del reactante de oxidación en la primera fracción es de aproximadamente el 1% en peso o mayor, aproximadamente el 5% en peso o mayor, aproximadamente el 10% en peso o mayor, aproximadamente el 15% en peso o mayor, o aproximadamente el 20% en peso o mayor. Por ejemplo, la concentración del reactante de oxidación en la primera fracción puede ser de desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, o desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso.

En algunas realizaciones, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la primera fracción puede ser menor que la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la segunda fracción. La concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la primera fracción es de aproximadamente el 0,5% en peso o menos, y puede ser de aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos. Por ejemplo, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la primera fracción puede ser de desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, o desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso.

Los procedimientos adicionales para preparar un ácido aldárico C⁵-C⁶ (por ejemplo, ácido glucárico) y/o lactona(s) del mismo comprenden alimentar una mezcla de alimentación que comprende al menos un reactante de oxidación seleccionado del grupo que consiste en una aldosa C⁵-C⁶, un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, un ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos, a una zona de reacción; hacer reaccionar el reactante de oxidación en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación en la zona de reacción para formar una mezcla de reacción que comprende (a) el ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, (b) reactante(s) de oxidación sin reaccionar y/o producto(s) intermedio(s) dentro de la ruta del/de los mismo(s) y (c) un inhibidor de reacción de oxidación; alimentar la mezcla de reacción a una zona de separación para separar al menos una porción del ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo a partir de la mezcla de reacción y formar una fracción de producto que comprende el ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo y una fracción de recirculación que comprende el/los reactante(s) de oxidación sin reaccionar y/o producto(s) intermedio(s) dentro de la ruta del/de los mismo(s) y el inhibidor de reacción de oxidación; retirar una primera porción de la fracción de recirculación del procedimiento (por ejemplo, purgar/descargar como desecho, dirigir a una operación unitaria posterior para el procesamiento adicional, etc.); y recircular una segunda porción de la fracción de recirculación a la zona de reacción o a la alimentación de la misma. La figura 3 presenta un diagrama que representa un procedimiento según estas realizaciones. Tal como se hace referencia en el presente documento, los productos intermedios dentro de la ruta incluyen, por ejemplo, diversos ácidos aldónicos y ácidos urónicos que tras la oxidación adicional proporcionan el ácido aldárico. Por ejemplo, los productos intermedios principales dentro de la ruta presentes en la oxidación de glucosa incluyen ácido glucónico, ácido gulurónico y ácido glucurónico. En estos procedimientos, la identidad de los inhibidores de reacción de oxidación y su concentración son tal como se definen en las reivindicaciones.

En estos procedimientos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la segunda porción de la fracción de recirculación es de aproximadamente el 0,5% en peso o menos, y puede ser de aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos. Por ejemplo, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la segunda porción de la fracción de recirculación puede ser de desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, o desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso.

En diversas realizaciones, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación es de aproximadamente el 1% en peso o mayor, aproximadamente el 5% en peso o mayor, aproximadamente el 10% en peso o mayor, aproximadamente el 15% en peso o mayor, o aproximadamente el 20% en peso o mayor. Por ejemplo, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación puede ser de desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, o desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso.

En diversas realizaciones de estos procedimientos, el reactante de oxidación comprende la aldosa C⁵-C⁶. Por ejemplo, la aldosa C⁵-C⁶ puede seleccionarse del grupo que consiste en arabinosa, lixosa, ribosa, xilosa, alosa, altrosa, galactosa, glucosa, gulosa, idosa, manosa, talosa, y mezclas de las mismas. En determinadas realizaciones, la aldosa C⁵-C⁶ comprende glucosa. En algunas realizaciones, la aldosa C⁵-C⁶ se obtiene a partir de una fuente que contiene hidratos de carbono. En estas y otras realizaciones, la aldosa C⁵-C⁶ se obtiene a partir de un cultivo de cereales.

En diversas realizaciones, el reactante de oxidación comprende el ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo. Por ejemplo, el ácido aldónico C⁵-C⁶ puede seleccionarse del grupo que consiste en ácido arabinónico, ácido lixónico, ácido ribónico, ácido xilónico, ácido alónico, ácido altrónico, ácido galactónico, ácido glucónico, ácido gulónico, ácido idónico, ácido manónico, ácido talónico, y mezclas de los mismos. En determinadas realizaciones, el ácido aldónico C⁵-C⁶ comprende ácido glucónico.

En algunas realizaciones, el reactante de oxidación comprende el ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo. Por ejemplo, el ácido urónico C⁵-C⁶ puede seleccionarse del grupo que consiste en ácido arabinurónico, ácido lixonurónico, ácido riburónico, ácido xilurónico, ácido alurónico, ácido altrurónico, ácido galacturónico, ácido glucurónico, ácido gulurónico, ácido idurónico, ácido manurónico, ácido talonurónico, y mezclas de los mismos. En determinadas realizaciones, el ácido urónico C⁵-C⁶ comprende ácido gulurónico.

En diversas realizaciones de estos procedimientos, la mezcla de reacción comprende un ácido aldárico C⁵-C⁶ que se selecciona del grupo que consiste en ácido arabinárico, ácido lixárico, ácido ribárico, ácido xilárico, ácido alárico, ácido altrárico, ácido galactárico, ácido glucárico, ácido gulárico, ácido idárico, ácido manárico, ácido talárico, y mezclas de los mismos. En determinadas realizaciones, la mezcla de reacción comprende ácido glucárico.

Procedimientos para producir ácidos urónicos y/o lactona(s) de los mismos (no según la invención tal como se reivindica)

También se dan a conocer procedimientos para preparar un ácido urónico C⁵-C⁶ (por ejemplo, ácido gulurónico) y/o lactona(s) del mismo. Diversos procedimientos comprenden alimentar una mezcla de alimentación que comprende (a) al menos un reactante de oxidación seleccionado del grupo que consiste en una aldosa C⁵-C⁶, un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos y (b) un inhibidor de reacción de oxidación a una zona de reacción; y hacer reaccionar el reactante de oxidación en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación en la zona de reacción para formar una mezcla de reacción que comprende el ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, en los que la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la mezcla de alimentación es de aproximadamente el 0,5% en peso o menos, aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos. La figura 1 presenta un diagrama que representa un procedimiento según estos aspectos.

En diversos aspectos de estos procedimientos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la mezcla de alimentación es de desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, o desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso.

Además, en algunos aspectos, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación es de aproximadamente el 1% en peso o mayor, aproximadamente el 5% en peso o mayor, aproximadamente el 10% en peso o mayor, aproximadamente el 15% en peso o mayor, o aproximadamente el 20% en peso o mayor. Por ejemplo, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación puede ser de desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, o desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso.

Otros procedimientos para preparar un ácido urónico C⁵-C⁶ (por ejemplo, ácido gulurónico) y/o lactona(s) del mismo comprenden alimentar una mezcla de alimentación que comprende (a) al menos un reactante de oxidación seleccionado del grupo que consiste en una aldosa C⁵-C⁶, un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos y (b) un inhibidor de reacción de oxidación a una zona de separación para separar al menos una porción del inhibidor de reacción de oxidación a partir de la mezcla y formar una primera fracción que comprende el reactante de oxidación y una segunda fracción que comprende el inhibidor de reacción de oxidación; alimentar al menos una porción de la primera fracción que comprende el reactante de oxidación a una zona de reacción; y hacer reaccionar el reactante de oxidación en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación en la zona de reacción para formar una mezcla de reacción que comprende el ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo. La figura 2 presenta un diagrama que representa un procedimiento según estos aspectos.

En diversos aspectos de estos procedimientos, la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la primera fracción puede ser menor que la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la mezcla de alimentación. En algunos aspectos, la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la primera fracción es menor que la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la segunda fracción.

En diversos aspectos, la concentración del reactante de oxidación en la primera fracción es de aproximadamente el 1% en peso o mayor, aproximadamente el 5% en peso o mayor, aproximadamente el 10% en peso o mayor, aproximadamente el 15% en peso o mayor, o aproximadamente el 20% en peso o mayor. Por ejemplo, la concentración del reactante de oxidación en la primera fracción puede ser de desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, o desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso.

En algunos aspectos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la primera fracción puede ser menor que la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la segunda fracción. En diversos aspectos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la primera fracción es de aproximadamente el 0,5% en peso o menos, aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos. Por ejemplo, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la primera fracción puede ser de desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, o desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso.

Los procedimientos adicionales para preparar un ácido urónico C⁵-C⁶ (por ejemplo, ácido gulurónico) y/o lactona(s) del mismo comprenden alimentar una mezcla de alimentación que comprende al menos un reactante de oxidación seleccionado del grupo que consiste en una aldosa C⁵-C⁶, un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos, a una zona de reacción; hacer reaccionar el reactante de oxidación en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación en la zona de reacción para formar una mezcla de reacción que comprende (a) el ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, (b) reactante(s) de oxidación sin reaccionar y/o producto(s) intermedio(s) dentro de la ruta del/de los mismo(s) y (c) un inhibidor de reacción de oxidación; alimentar la mezcla de reacción a una zona de separación para separar al menos una porción del ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo a partir de la mezcla de reacción y formar una fracción de producto que comprende el ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo y una fracción de recirculación que comprende el/los reactante(s) de oxidación sin reaccionar y/o producto(s) intermedio(s) dentro de la ruta del/de los mismo(s) y el inhibidor de reacción de oxidación; retirar una primera porción de la fracción de recirculación del procedimiento (por ejemplo, purgar/descargar como desecho, dirigir a una operación unitaria posterior para el procesamiento adicional, etc.); y recircular una segunda porción de la fracción de recirculación a la zona de reacción o a la alimentación de la misma. La figura 3 presenta un diagrama que representa un procedimiento según estos aspectos.

En diversos aspectos de estos procedimientos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la segunda porción de la fracción de recirculación puede ser de aproximadamente el 0,5% en peso o menos, aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos. Por ejemplo, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la segunda porción de la fracción de recirculación puede ser de desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, o desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso.

En diversos aspectos, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación es de aproximadamente el 1% en peso o mayor, aproximadamente el 5% en peso o mayor, aproximadamente el 10% en peso o mayor, aproximadamente el 15% en peso o mayor, o aproximadamente el 20% en peso o mayor. Por ejemplo, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación puede ser de desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, o desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso.

En diversos aspectos de estos procedimientos, el reactante de oxidación comprende la aldosa C⁵-C⁶. Por ejemplo, la aldosa C⁵-C⁶ puede seleccionarse del grupo que consiste en arabinosa, lixosa, ribosa, xilosa, alosa, altrosa, galactosa, glucosa, gulosa, idosa, manosa, talosa, y mezclas de las mismas. En determinados aspectos, la aldosa C⁵-C⁶ comprende glucosa. En algunos aspectos, la aldosa C⁵-C⁶ se obtiene a partir de una fuente que contiene hidratos de carbono. En estos y otros aspectos, la aldosa C⁵-C⁶ se obtiene a partir de un cultivo de cereales.

En diversos aspectos, el reactante de oxidación comprende el ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo. Por ejemplo, el ácido aldónico C⁵-C⁶ puede seleccionarse del grupo que consiste en ácido arabinónico, ácido lixónico, ácido ribónico, ácido xilónico, ácido alónico, ácido altrónico, ácido galactónico, ácido glucónico, ácido gulónico, ácido idónico, ácido manónico, ácido talónico, y mezclas de los mismos. En determinados aspectos, el ácido aldónico C⁵-C⁶ comprende ácido glucónico.

En diversos aspectos de estos procedimientos, la mezcla de reacción comprende un ácido urónico C⁵-C⁶ que se selecciona del grupo que consiste en ácido arabinurónico, ácido lixonurónico, ácido riburónico, ácido xilurónico, ácido alurónico, ácido altrurónico, ácido galacturónico, ácido glucurónico, ácido gulurónico, ácido idurónico, ácido manurónico, ácido talonurónico, y mezclas de los mismos. En determinadas realizaciones, el ácido urónico C⁵-C⁶ comprende ácido gulurónico.

Procedimientos para producir ácidos aldónicos y/o lactona(s) de los mismos (no según la invención tal como se reivindica)

También se dan a conocer procedimientos para producir ácidos aldónicos y/o lactona(s). Diversos procedimientos comprenden alimentar una mezcla de alimentación que comprende (a) un reactante de oxidación que comprende una aldosa C⁵-C⁶ y (b) un inhibidor de reacción de oxidación a una zona de reacción; y hacer reaccionar el reactante de oxidación en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación en la zona de reacción para formar una mezcla de reacción que comprende el ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, en los que la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la mezcla de alimentación es de aproximadamente el 0,5% en peso o menos, aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos. La figura 1 presenta un diagrama que representa un procedimiento según estos aspectos.

En diversos aspectos de estos procedimientos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la mezcla de alimentación es de desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, o desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso.

Además, en algunos aspectos, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación es de aproximadamente el 1% en peso o mayor, aproximadamente el 5% en peso o mayor, aproximadamente el 10% en peso o mayor, aproximadamente el 15% en peso o mayor, o aproximadamente el 20% en peso o mayor. Por ejemplo, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación puede ser de desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, o desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso.

Otros procedimientos para preparar un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo comprenden alimentar una mezcla de alimentación que comprende (a) un reactante de oxidación que comprende una aldosa C⁵-C⁶ y (b) un inhibidor de reacción de oxidación a una zona de separación para separar al menos una porción del inhibidor de reacción de oxidación a partir de la mezcla y formar una primera fracción que comprende el reactante de oxidación y una segunda fracción que comprende el inhibidor de reacción de oxidación; alimentar al menos una porción de la primera fracción que comprende el reactante de oxidación a una zona de reacción; y hacer reaccionar el reactante de oxidación en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación en la zona de reacción para formar una mezcla de reacción que comprende el ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo. La figura 2 presenta un diagrama que representa un procedimiento según estos aspectos.

En diversos aspectos de estos procedimientos, la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la primera fracción puede ser menor que la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la mezcla de alimentación. En algunos aspectos, la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la primera fracción es menor que la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la segunda fracción.

En diversos aspectos, la concentración del reactante de oxidación en la primera fracción es de aproximadamente el 1% en peso o mayor, aproximadamente el 5% en peso o mayor, aproximadamente el 10% en peso o mayor, aproximadamente el 15% en peso o mayor, o aproximadamente el 20% en peso o mayor. Por ejemplo, la concentración del reactante de oxidación en la primera fracción puede ser de desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, o desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso.

En algunos aspectos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la primera fracción puede ser menor que la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la segunda fracción. En diversos aspectos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la primera fracción es de aproximadamente el 0,5% en peso o menos, aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos. Por ejemplo, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la primera fracción puede ser de desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, o desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso.

Los procedimientos adicionales para preparar un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo comprenden alimentar una mezcla de alimentación que comprende un reactante de oxidación que comprende una aldosa C⁵-C⁶ a una zona de reacción, hacer reaccionar el reactante de oxidación en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación en la zona de reacción para formar una mezcla de reacción que comprende (a) el ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, (b) reactante(s) de oxidación sin reaccionar y/o producto(s) intermedio(s) dentro de la ruta del/de los mismo(s) y (c) un inhibidor de reacción de oxidación; alimentar la mezcla de reacción a una zona de separación para separar al menos una porción del ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo a partir de la mezcla de reacción y formar una fracción de producto que comprende el ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo y una fracción de recirculación que comprende el/los reactante(s) de oxidación sin reaccionar y/o producto(s) intermedio(s) dentro de la ruta del/de los mismo(s) y el inhibidor de reacción de oxidación; retirar una primera porción de la fracción de recirculación del procedimiento (por ejemplo, purgar/descargar como desecho, dirigir a una operación unitaria posterior para el procesamiento adicional, etc.); y recircular una segunda porción de la fracción de recirculación a la zona de reacción o a la alimentación de la misma. La figura 3 presenta un diagrama que representa un procedimiento según estos aspectos.

En diversos aspectos de estos procedimientos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la segunda porción de la fracción de recirculación puede ser de aproximadamente el 0,5% en peso o menos, aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos. Por ejemplo, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la segunda porción de la fracción de recirculación puede ser de desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, o desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso.

En diversos aspectos, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación es de aproximadamente el 1% en peso o mayor, aproximadamente el 5% en peso o mayor, aproximadamente el 10% en peso o mayor, aproximadamente el 15% en peso o mayor, o aproximadamente el 20% en peso o mayor. Por ejemplo, la concentración del reactante de oxidación en la mezcla de alimentación puede ser de desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 5% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, desde aproximadamente el 15% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 30% en peso, o desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso.

En diversos aspectos de estos procedimientos, la aldosa C⁵-C⁶ se selecciona del grupo que consiste en arabinosa, lixosa, ribosa, xilosa, alosa, altrosa, galactosa, glucosa, gulosa, idosa, manosa, talosa, y mezclas de las mismas. En determinados aspectos, la aldosa C⁵-C⁶ comprende glucosa. En algunos aspectos, la aldosa C⁵-C⁶ se obtiene a partir de una fuente que contiene hidratos de carbono. En estos y otros aspectos, la aldosa C⁵-C⁶ se obtiene a partir de un cultivo de cereales.

En diversos aspectos, la mezcla de reacción comprende un ácido aldónico C⁵-C⁶ que se selecciona del grupo que consiste en ácido arabinónico, ácido lixónico, ácido ribónico, ácido xilónico, ácido alónico, ácido altrónico, ácido galactónico, ácido glucónico, ácido gulónico, ácido idónico, ácido manónico, ácido talónico, y mezclas de los mismos. En determinados aspectos, el ácido aldónico C⁵-C⁶ comprende ácido glucónico.

Procedimientos adicionales y características de los procedimientos

Diversos procedimientos descritos en el presente documento comprenden o pueden comprender adicionalmente una zona de separación. En algunas realizaciones, la zona de separación puede comprender una etapa de separación cromatográfica. En diversas realizaciones, la etapa de separación cromatográfica comprende un medio de separación. En determinadas realizaciones, el medio de separación comprende una resina de cromatografía anfótera y/o aniónica.

Tal como se indicó, la mediación del pH da como resultado normalmente menores rendimientos del producto debido a la conversión excesiva del ácido aldárico para dar otros derivados. Por consiguiente, en diversas realizaciones, los procedimientos descritos en el presente documento pueden realizarse en ausencia de base añadida. Por ejemplo, en el que el pH de la mezcla de reacción no se controla o aumenta mediante la adición de una base y/o en el que la base no se alimenta a la zona de reacción. En realizaciones adicionales, los procedimientos pueden realizarse en el que el pH de la mezcla de reacción no se controla o aumenta mediante la adición de una base. En algunas realizaciones, los procedimientos pueden realizarse en el que la mezcla de reacción está libre o esencialmente libre de cationes formadores de sales.

En diversas realizaciones, el pH de la(s) mezcla(s) de reacción de los procedimientos descritos en el presente documento, tal como se mide a 20°C, es de aproximadamente 7 o menos, aproximadamente 6,5 o menos, aproximadamente 6 o menos, aproximadamente 5 o menos, aproximadamente 4 o menos, aproximadamente 3 o menos, o aproximadamente 2 o menos. Por ejemplo, el pH de la(s) mezcla(s) de reacción de los procedimientos descritos en el presente documento, tal como se mide a 20°C, puede ser de desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 7, desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 6, desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 5, desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 4, desde aproximadamente 1,5 hasta aproximadamente 7, desde aproximadamente 1,5 hasta aproximadamente 6, desde aproximadamente 1,5 hasta aproximadamente 5, desde aproximadamente 1,5 hasta aproximadamente 4, desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 7, desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 6, desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 5, o desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 4. En algunas realizaciones, la(s) mezcla(s) de reacción pueden alcanzar un pH mínimo medido a 20°C de aproximadamente 4 o menos, aproximadamente 3 o menos, o aproximadamente 2 o menos.

En determinadas realizaciones, la zona de reacción se calienta hasta una temperatura de aproximadamente 60°C o mayor, aproximadamente 70°C o mayor, o aproximadamente 80°C o mayor. Por ejemplo, la zona de reacción puede calentarse hasta una temperatura de desde aproximadamente 60°C hasta aproximadamente 150°C, desde aproximadamente 70°C hasta aproximadamente 150°C, desde aproximadamente 80°C hasta aproximadamente 150°C, desde aproximadamente 60°C hasta aproximadamente 125°C, desde aproximadamente 70°C hasta aproximadamente 125°C, desde aproximadamente 80°C hasta aproximadamente 125°C, desde aproximadamente 60°C hasta aproximadamente 100°C, desde aproximadamente 70°C hasta aproximadamente 100°C, o desde aproximadamente 80°C hasta aproximadamente 100°C.

En determinadas realizaciones, el oxígeno se suministra a la zona de reacción como una mezcla gaseosa que contiene oxígeno. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el oxígeno se suministra a la zona de reacción como aire, aire enriquecido en oxígeno, una mezcla que comprende oxígeno, una mezcla que comprende al menos aproximadamente el 40 o el 50% en volumen de oxígeno, una mezcla que comprende oxígeno y nitrógeno (por ejemplo, aproximadamente una mezcla 50:50 en volumen), u oxígeno sustancialmente puro (al menos el 99% en volumen de oxígeno). En diversas realizaciones, el oxígeno se suministra a la zona de reacción como una mezcla que tiene una concentración de oxígeno de aproximadamente el 0,5% en volumen o mayor, aproximadamente el 1% en volumen o mayor, aproximadamente el 5% en volumen o mayor, o aproximadamente el 10% en volumen o mayor. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el oxígeno se suministra a la zona de reacción como una mezcla que tiene una concentración de oxígeno de desde aproximadamente el 0,5% en volumen hasta aproximadamente el 20% en volumen, desde aproximadamente el 0,5% en volumen hasta aproximadamente el 15% en volumen, desde aproximadamente el 0,5% en volumen hasta aproximadamente el 10% en volumen, desde aproximadamente el 0,5% en volumen hasta aproximadamente el 5% en volumen, desde aproximadamente el 1% en volumen hasta aproximadamente el 20% en volumen, desde aproximadamente el 1% en volumen hasta aproximadamente el 15% en volumen, desde aproximadamente el 1% en volumen hasta aproximadamente el 10% en volumen, desde aproximadamente el 1% en volumen hasta aproximadamente el 5% en volumen, desde aproximadamente el 5% en volumen hasta aproximadamente el 20% en volumen, desde aproximadamente el 5% en volumen hasta aproximadamente el 15% en volumen, o desde aproximadamente el 5% en volumen hasta aproximadamente el 10% en volumen. En determinadas realizaciones, el oxígeno se suministra a la zona de reacción como una mezcla que tiene una concentración de oxígeno de aproximadamente 10% en volumen o menos, aproximadamente el 5% en volumen o menos, aproximadamente el 4% en volumen o menos, aproximadamente el 3% en volumen o menos, aproximadamente el 2% en volumen o menos, aproximadamente el 1% en volumen o menos, o aproximadamente 0,5% en volumen o menos. Por ejemplo, desde aproximadamente el 10% en volumen hasta aproximadamente el 0,5% en volumen, desde aproximadamente el 5% en volumen hasta aproximadamente el 0,5% en volumen, desde aproximadamente el 4% en volumen hasta aproximadamente el 0,5% en volumen, desde aproximadamente el 3% en volumen hasta aproximadamente el 0,5% en volumen, desde aproximadamente el 2% en volumen hasta aproximadamente el 0,5% en volumen, o desde aproximadamente el 1% en volumen hasta aproximadamente el 0,5% en volumen.

En diversas realizaciones, la presión parcial de oxígeno en la zona de reacción es de aproximadamente 115,11 kPa (2 psig) o mayor, aproximadamente 273,69 kPa (25 psig) o mayor, aproximadamente 446,06 kPa (50 psig) o mayor, o aproximadamente 790,80 kPa (100 psig) o mayor. Por ejemplo, la presión parcial de oxígeno en la zona de reacción puede ser de desde aproximadamente 115,11 kPa (2 psig) hasta aproximadamente 13,89 MPa (2000 psig), desde aproximadamente 446,06 kPa (50 psig) hasta aproximadamente 13,89 MPa (2000 psig), o desde aproximadamente 790,80 kPa (100 psig) hasta aproximadamente 13,89 MPa (2000 psig).

Generalmente, los procedimientos descritos en el presente documento son procedimientos catalíticos, pero no requieren la aplicación de corriente eléctrica. Por consiguiente, en diversas realizaciones, los procedimientos descritos en el presente documento no son procedimientos electroquímicos y/o no comprenden la aplicación de una corriente eléctrica a la mezcla de reacción (por ejemplo, a través de electrodos).

Tal como se indicó, los procedimientos de la presente invención pueden proporcionar un rendimiento del producto mejorado. En algunas realizaciones, el rendimiento de ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo y/o ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo es de aproximadamente el 50% o mayor, aproximadamente el 55% o mayor, aproximadamente el 60% o mayor, aproximadamente el 65% o mayor, aproximadamente el 70% o mayor, o aproximadamente el 75% o mayor. Por ejemplo, el rendimiento de ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo y/o ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo puede ser de desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente el 85%, desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente el 80%, desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente el 75%, desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente el 70%, desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente el 65%, desde aproximadamente el 60% hasta aproximadamente el 85%, desde aproximadamente el 60% hasta aproximadamente el 80%, desde aproximadamente el 60% hasta aproximadamente el 75%, desde aproximadamente el 60% hasta aproximadamente el 70%, desde aproximadamente el 65% hasta aproximadamente el 85%, desde aproximadamente el 65% hasta aproximadamente el 80%, desde aproximadamente el 65% hasta aproximadamente el 75%, o desde aproximadamente el 65% hasta aproximadamente el 70%.

En realizaciones en las que el ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) comprende ácido glucárico y/o lactona(s) del mismo, el rendimiento de ácido glucárico y/o lactona(s) del mismo puede ser de aproximadamente el 50% o mayor, aproximadamente el 55% o mayor, aproximadamente el 60% o mayor, aproximadamente el 65% o mayor, aproximadamente el 70% o mayor, o aproximadamente el 75% o mayor. En diversas realizaciones, el rendimiento de ácido glucárico y/o lactona(s) del mismo puede ser de desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente el 85%, desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente el 80%, desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente el 75%, desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente el 70%, desde aproximadamente el 50% hasta aproximadamente el 65%, desde aproximadamente el 60% hasta aproximadamente el 85%, desde aproximadamente el 60% hasta aproximadamente el 80%, desde aproximadamente el 60% hasta aproximadamente el 75%, desde aproximadamente el 60% hasta aproximadamente el 70%, desde aproximadamente el 65% hasta aproximadamente el 85%, desde aproximadamente el 65% hasta aproximadamente el 80%, desde aproximadamente el 65% hasta aproximadamente el 75%, o desde aproximadamente el 65% hasta aproximadamente el 70%.

Además, los procedimientos de la presente invención pueden proporcionar un rendimiento estable incluso a un alto capacidad del reactor. En determinadas realizaciones, la velocidad espacial horaria de líquido (LHSV) de la zona de reacción es de aproximadamente 0,2 h-1 o mayor, aproximadamente 0,5 h-1 o mayor, aproximadamente 1 h-1 o mayor, aproximadamente 1,5 h-1 o mayor, aproximadamente 2 h-1 o mayor, aproximadamente 5 h-1 o mayor, o aproximadamente 10 h-1 o mayor. Por ejemplo, la LHSV de la zona de reacción puede ser de desde aproximadamente 0,2 h-1 hasta aproximadamente 50 h-1, desde aproximadamente 0,5 h-1 hasta aproximadamente 50 h-1, desde aproximadamente 1 h-1 hasta aproximadamente 50 h-1, desde aproximadamente 2 h-1 hasta aproximadamente 50 h-1, desde aproximadamente 5 h-1 hasta aproximadamente 50 h-1, desde aproximadamente 10 h-1 hasta aproximadamente 50 h-1, desde aproximadamente 0,2 h-1 hasta aproximadamente 10 h-1, desde aproximadamente 0,5 h-1 hasta aproximadamente 10 h-1, desde aproximadamente 1 h-1 hasta aproximadamente 10 h-1, desde aproximadamente 2 h-1 hasta aproximadamente 10 h-1, o desde aproximadamente 5 h-1 hasta aproximadamente 10 h-1. En algunas realizaciones, pueden lograrse rendimientos del producto (por ejemplo, rendimientos de ácidos aldáricos C⁵-C⁶, por ejemplo, ácido glucárico, y/o lactona(s) del mismo) de al menos aproximadamente el 60%, al menos aproximadamente el 65%, al menos aproximadamente el 70%, o al menos aproximadamente el 75% en o dentro de los intervalos de LHSV mencionados anteriormente.

La mezcla de reacción y/o mezcla de alimentación puede incluir un disolvente. Los disolventes adecuados para la reacción de oxidación incluyen, por ejemplo, agua o disoluciones acuosas de un ácido carboxílico (por ejemplo, ácido acético).

En general, la zona de reacción puede incluir uno o más diseños de reactores discontinuos, semicontinuos o continuos usando reactores de lecho fijo, reactores de lecho percolador, reactores de fase en suspensión, reactores de lecho móvil o cualquier otro diseño que permita reacciones catalíticas, particularmente reacciones catalíticas heterogéneas. Ejemplos de reactores pueden verse en Chemical Process Equipment - Selection and Design, Couper et al., Elsevier 1990. En diversos procedimientos descritos en el presente documento, la zona de reacción comprende uno o más reactores de lecho percolador. Debe entenderse que los reactantes, el oxígeno, cualquier disolvente y los catalizadores pueden introducirse en un reactor adecuado por separado o en diversas combinaciones.

Los ácidos aldáricos, aldónicos y urónicos y/o lactona(s) de los mismos producidos según los procedimientos descritos en el presente documento pueden convertirse para dar otros diversos derivados, tales como sales, ésteres, cetonas y lactonas. En la técnica se conocen métodos para convertir los ácidos carboxílicos para dar tales derivados, véase, por ejemplo, Wade, Organic Chemistry 3a ed., Prentice Hall 1995.

Catalizador(es)

Tal como se indicó, los procedimientos descritos en el presente documento incluyen el uso de un catalizador de oxidación. El catalizador de oxidación al que se hace referencia en el presente documento puede comprender uno o más catalizador(es) eficaz/eficaces para la(s) reacción/reacciones de oxidación.

Generalmente, el catalizador de oxidación comprende una fase catalíticamente activa. En diversas realizaciones, la fase catalíticamente activa comprende uno o más metales nobles. Por ejemplo, la fase catalíticamente activa puede comprender platino y/u oro.

Tal como se indicó, se cree que la concentración de uno o más de los inhibidores de reacción de oxidación está relacionada con el grado de inhibición de la reacción de oxidación. Además, sin querer limitarse a la teoría, la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto a la fase catalíticamente activa puede ser otro factor que afecte al grado de inhibición de la reacción de oxidación. Por consiguiente, en determinadas realizaciones, la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto a la fase catalíticamente activa es de aproximadamente 50:1 o menos, aproximadamente 40:1 o menos, aproximadamente 30:1 o menos, aproximadamente 20:1 o menos, aproximadamente 10:1 o menos, aproximadamente 5:1 o menos, aproximadamente 1:1 o menos, o aproximadamente 0,1:1 o menos. Por ejemplo, la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto a la fase catalíticamente activa puede ser de desde aproximadamente 0,001:1 hasta aproximadamente 50:1, desde aproximadamente 0,001:1 hasta aproximadamente 20:1, desde aproximadamente 0,001:1 hasta aproximadamente 10:1, desde aproximadamente 0,001:1 hasta aproximadamente 1:1, desde aproximadamente 0,001:1 hasta aproximadamente 0,1:1, desde aproximadamente 0,001:1 hasta aproximadamente 0,01:1, desde aproximadamente 0,01:1 hasta aproximadamente 50:1, desde aproximadamente 0,01:1 hasta aproximadamente 20:1, desde aproximadamente 0,01:1 hasta aproximadamente 10:1, desde aproximadamente 0,01:1 hasta aproximadamente 1:1, desde aproximadamente 0,01:1 hasta aproximadamente 0,1:1, desde aproximadamente 0,1:1 hasta aproximadamente 50:1, desde aproximadamente 0,1:1 hasta aproximadamente 20:1, desde aproximadamente 0,1:1 hasta aproximadamente 10:1, desde aproximadamente 0,1:1 hasta aproximadamente 1:1, desde aproximadamente 1:1 hasta aproximadamente 50:1, desde aproximadamente 1:1 hasta aproximadamente 20:1, o desde aproximadamente 1:1 hasta aproximadamente 10:1.

En diversas realizaciones, el catalizador de oxidación tiene una carga de la fase catalíticamente activa de aproximadamente el 10% en peso o menos, aproximadamente el 7,5% en peso o menos, aproximadamente el 5% en peso o menos, aproximadamente el 4% en peso o menos, aproximadamente el 2% en peso o menos, o aproximadamente 1% en peso o menos. En otras realizaciones, el catalizador de oxidación tiene una carga de la fase catalíticamente activa de aproximadamente el 0,1% en peso o mayor, aproximadamente el 0,25% en peso o mayor, aproximadamente el 0,5% en peso o mayor, aproximadamente el 0,75% en peso o mayor, o aproximadamente el 1% en peso o mayor. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el catalizador de oxidación tiene una carga de la fase catalíticamente activa de desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 7,5% en peso, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 5% en peso, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 4% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 7,5% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 5% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 4% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 7,5% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 5% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 4% en peso, o desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 3% en peso.

En diversas realizaciones, el catalizador de oxidación es un catalizador heterogéneo. En algunas realizaciones, el catalizador de oxidación comprende un soporte de catalizador. Por ejemplo, el soporte del catalizador de oxidación puede comprender un material seleccionado del grupo que consiste en carbono, alúmina, sílice, ceria, titania, zircona, niobio, zeolitas, magnesia, arcillas, níquel, cobalto, cobre, óxido de hierro, carburo de silicio, aluminosilicatos, montmorillonitas y combinaciones de los mismos. En determinadas realizaciones, el soporte del catalizador de oxidación comprende carbono, titania, zircona y combinaciones de los mismos. En otras realizaciones, el soporte del catalizador de oxidación comprende zircona, zircona dopada, material compuesto de zircona dopada-metal, material compuesto de zircona dopada-óxido de metal, titania, titania dopada, material compuesto de titania dopada-metal, material compuesto de titania dopada-óxido de metal, y mezclas de los mismos. En realizaciones adicionales, el soporte del catalizador de oxidación comprende al menos un material de carbono seleccionado del grupo que consiste en grafito, negro de carbono, carbón activado y combinaciones de los mismos. En determinadas realizaciones, el soporte del catalizador de oxidación comprende negro de carbono. Diversos soportes de carbono y métodos de preparación de estos soportes y composiciones de catalizador se describen en la patente estadounidense n.° 9.682.368 y las publicaciones de solicitud de patente estadounidenses n.os 2017/0120223 y 2017/0120219.

En diversas realizaciones, el catalizador de oxidación puede tener un área superficial específica BET que es de al menos aproximadamente 5 m2/g, al menos aproximadamente 100 m2/g, al menos aproximadamente 200 m2/g, al menos aproximadamente 500 m2/g, al menos aproximadamente 1.000 m2/g, al menos aproximadamente 1.500 m2/g, o al menos aproximadamente 2.000 m2/g. Por ejemplo, el catalizador de oxidación puede tener un área superficial específica BET que es de desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 2.500 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 2.000 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 1.500 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 1.000 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 500 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 200 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 2.500 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 2.000 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 1.500 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 1.000 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 500 m2/g, o desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 200 m2/g.

En determinadas realizaciones, el catalizador de oxidación puede incluir dos o más catalizadores diferentes tales como un primer catalizador y un segundo catalizador, en el que el primer catalizador y el segundo catalizador son diferentes. En procedimientos para preparar un ácido aldárico y/o lactona(s) del mismo y/o productos intermedios de los mismos mediante la oxidación catalítica de una aldosa, ácido aldónico y/o lactona(s) del mismo y/o ácido urónico y/o lactona(s) del mismo, se ha descubierto sorprendentemente que emplear al menos dos catalizadores diferentes proporciona rendimientos del producto mejorados (por ejemplo, rendimientos de ácido aldárico) incluso a lo largo de una operación prolongada. Se supone que, empleando al menos dos catalizadores diferentes, se reducen o evitan algunos de los factores inhibidores que se espera que limiten el rendimiento total. En particular, se ha descubierto que un primer catalizador que comprende platino y un segundo catalizador que comprende oro son especialmente eficaces para la oxidación catalítica de una aldosa C⁵-C⁶, ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo para dar los correspondientes ácido aldárico y/o lactona(s) del mismo o productos intermedios de los mismos. Este rendimiento mejorado puede mejorarse adicionalmente cuando se reduce o limita la presencia de inhibidores de reacción de oxidación en la(s) mezcla(s) de alimentación o reacción, por ejemplo, aproximadamente el 0,5% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos.

Tal como se indicó, en diversas realizaciones, el primer catalizador comprende platino. Se ha hallado que este catalizador es particularmente útil para la oxidación de un ácido aldónico y/o lactona(s) del mismo (por ejemplo, ácido glucónico) para dar un ácido urónico y/o lactona(s) del mismo (por ejemplo, ácido gulurónico). En algunas realizaciones, el primer catalizador tiene una carga de platino de aproximadamente el 10% en peso o menos, aproximadamente el 7,5% en peso o menos, aproximadamente el 5% en peso o menos, aproximadamente el 4% en peso o menos, aproximadamente el 2% en peso o menos, o aproximadamente 1% en peso o menos. En estas y otras realizaciones, el primer catalizador tiene una carga de platino de aproximadamente el 0,1% en peso o mayor, aproximadamente el 0,25% en peso o mayor, aproximadamente el 0,5% en peso o mayor, aproximadamente el 0,75% en peso o mayor, o aproximadamente el 1% en peso o mayor. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el primer catalizador tiene una carga de platino de desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 7,5% en peso, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 5% en peso, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 4% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 7,5% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 5% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 4% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 7,5% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 5% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 4% en peso, o desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 3% en peso.

En algunas realizaciones, el primer catalizador comprende una fase catalíticamente activa en la que el platino puede constituir una porción significativa de la misma. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el platino constituye aproximadamente el 20% en peso o mayor, aproximadamente el 30% en peso o mayor, aproximadamente el 40% en peso o mayor, aproximadamente el 50% en peso o mayor, aproximadamente el 60% en peso o mayor, aproximadamente el 70% en peso o mayor, aproximadamente el 80% en peso o mayor, aproximadamente el 90% en peso o mayor, aproximadamente el 95% en peso o mayor, o aproximadamente el 99% en peso o mayor de la fase catalíticamente activa del primer catalizador. En determinadas realizaciones, el platino constituye desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 30% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 40% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 50% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 60% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 70% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 80% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 90% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 95% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 30% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 40% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 50% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 60% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 70% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 80% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 90% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, desde aproximadamente el 30% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, desde aproximadamente el 40% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, desde aproximadamente el 50% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, desde aproximadamente el 60% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, desde aproximadamente el 70% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, o desde aproximadamente el 80% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso de la fase catalíticamente activa del primer catalizador.

En diversas realizaciones, el primer catalizador es un catalizador heterogéneo. En algunas realizaciones, el primer catalizador puede comprender un soporte de catalizador. Por ejemplo, el soporte del primer catalizador puede comprender un material seleccionado del grupo que consiste en carbono, alúmina, sílice, ceria, titania, zircona, niobio, zeolitas, magnesia, arcillas, níquel, cobalto, cobre, óxido de hierro, carburo de silicio, aluminosilicatos, montmorillonitas y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el soporte del primer catalizador comprende un material que comprende carbono, alúmina, sílice, titania, zircona y combinaciones de los mismos. En realizaciones adicionales, el soporte del primer catalizador comprende al menos un material de carbono seleccionado del grupo que consiste en grafito, negro de carbono, carbón activado y combinaciones de los mismos (por ejemplo, un soporte de negro de carbono tal como se indica en el presente documento). En determinadas realizaciones, el soporte del primer catalizador comprende zircona, zircona dopada, material compuesto de zircona dopada-metal, material compuesto de zircona dopada-óxido de metal, titania, titania dopada, material compuesto de titania dopada-metal, material compuesto de titania dopadaóxido de metal, y mezclas de los mismos. En diversas realizaciones, el soporte del primer catalizador comprende titania. En determinadas realizaciones, el soporte del primer catalizador no es el mismo que el soporte del primer catalizador.

En diversas realizaciones, el primer catalizador puede tener un área superficial específica BET que es de al menos aproximadamente 5 m2/g, al menos aproximadamente 100 m2/g, al menos aproximadamente 200 m2/g, al menos aproximadamente 500 m2/g, al menos aproximadamente 1.000 m2/g, al menos aproximadamente 1.500 m2/g, o al menos aproximadamente 2.000 m2/g. Por ejemplo, el primer catalizador puede tener un área superficial específica BET que es de desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 2,500 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 2.000 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 1.500 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 1.000 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 500 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 200 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 2,500 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 2.000 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 1.500 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 1.000 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 500 m2/g, o desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 200 m2/g.

Tal como se indicó, en diversas realizaciones, el catalizador de oxidación puede comprender un segundo catalizador que comprende oro. Se ha hallado que este catalizador es particularmente útil para la oxidación de una aldosa para dar un ácido aldónico y la oxidación de un ácido urónico y/o lactona(s) del mismo (por ejemplo, ácido gulurónico) para dar un ácido aldárico y/o lactona(s) del mismo (por ejemplo, ácido glucárico).

En algunas realizaciones, el catalizador de oxidación comprende un segundo catalizador que tiene una carga de oro de aproximadamente el 10% en peso o menos, aproximadamente el 7,5% en peso o menos, aproximadamente el 5% en peso o menos, aproximadamente el 4% en peso o menos, aproximadamente el 2% en peso o menos, o aproximadamente 1% en peso o menos. En estas y otras realizaciones, el segundo catalizador tiene una carga de oro de aproximadamente el 0,1% en peso o mayor, aproximadamente el 0,25% en peso o mayor, aproximadamente el 0,5% en peso o mayor, aproximadamente el 0,75% en peso o mayor, o aproximadamente el 1% en peso o mayor. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el segundo catalizador tiene una carga de oro de desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 7,5% en peso, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 5% en peso, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 4% en peso, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 3% en peso, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 2% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 7,5% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 5% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 4% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 3% en peso, desde aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 2% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 7,5% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 5% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 4% en peso, desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 3% en peso, o desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 2% en peso.

En diversas realizaciones, el segundo catalizador comprende una fase catalíticamente activa en la que el oro puede constituir una porción significativa de la fase catalíticamente activa. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el oro constituye aproximadamente el 20% en peso o mayor, aproximadamente el 30% en peso o mayor, aproximadamente el 40% en peso o mayor, aproximadamente el 50% en peso o mayor, aproximadamente el 60% en peso o mayor, aproximadamente el 70% en peso o mayor, aproximadamente el 80% en peso o mayor, aproximadamente el 90% en peso o mayor, aproximadamente el 95% en peso o mayor, o aproximadamente el 99% en peso o mayor de la fase catalíticamente activa del segundo catalizador. En determinadas realizaciones, el oro constituye desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 30% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 40% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 50% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 60% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 70% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 80% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 90% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 95% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 30% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 40% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 50% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 60% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 70% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 80% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 90% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, desde aproximadamente el 30% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, desde aproximadamente el 40% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, desde aproximadamente el 50% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, desde aproximadamente el 60% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, desde aproximadamente el 70% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso, o desde aproximadamente el 80% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso de la fase catalíticamente activa del segundo catalizador.

En diversas realizaciones, el segundo catalizador es un catalizador heterogéneo. En algunas realizaciones, el segundo catalizador puede comprender un soporte de catalizador. Por ejemplo, el soporte del segundo catalizador puede comprender un material seleccionado del grupo que consiste en carbono, alúmina, sílice, ceria, titania, zircona, niobio, zeolitas, magnesia, arcillas, níquel, cobalto, cobre, óxido de hierro, carburo de silicio, aluminosilicatos, montmorillonitas y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el soporte del segundo catalizador comprende un material que comprende carbono, alúmina, sílice, titania, zircona y combinaciones de los mismos. En realizaciones adicionales, el soporte del segundo catalizador comprende al menos un material de carbono seleccionado del grupo que consiste en grafito, negro de carbono, carbón activado y combinaciones de los mismos (por ejemplo, un soporte de negro de carbono tal como se indica en el presente documento). En determinadas realizaciones, el soporte del segundo catalizador comprende zircona, zircona dopada, material compuesto de zircona dopada-metal, material compuesto de zircona dopada-óxido de metal, titania, titania dopada, material compuesto de titania dopada-metal, material compuesto de titania dopadaóxido de metal, y mezclas de los mismos. En diversas realizaciones, el soporte del segundo catalizador comprende titania. En determinadas realizaciones, el soporte del segundo catalizador no es el mismo que el soporte del primer catalizador.

En diversas realizaciones, el segundo catalizador puede tener un área superficial específica BET que es de al menos aproximadamente 5 m2/g, al menos aproximadamente 100 m2/g, al menos aproximadamente 200 m2/g, al menos aproximadamente 500 m2/g, al menos aproximadamente 1.000 m2/g, al menos aproximadamente 1.500 m2/g, o al menos aproximadamente 2.000 m2/g. Por ejemplo, el segundo catalizador puede tener un área superficial específica BET que es de desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 2,500 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 2.000 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 1.500 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 1.000 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 500 m2/g, desde aproximadamente 5 m2/g hasta aproximadamente 200 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 2.500 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 2.000 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 1.500 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 1.000 m2/g, desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 500 m2/g, o desde aproximadamente 100 m2/g hasta aproximadamente 200 m2/g.

En diversos procedimientos tal como se describen en el presente documento, la razón volumétrica de la cantidad total de primer catalizador con respecto al segundo catalizador en la zona de reacción es de desde aproximadamente 1:10 hasta aproximadamente 10:1, desde aproximadamente 1:5 hasta aproximadamente 5:1, desde aproximadamente 1:3 hasta aproximadamente 3:1, o aproximadamente 1:1. En realizaciones adicionales, la razón en peso o volumétrica de la cantidad total del primer catalizador con respecto al segundo catalizador en la zona de reacción es de desde aproximadamente el 1:10 hasta aproximadamente 10:1, desde aproximadamente 1:5 hasta aproximadamente 5:1, desde aproximadamente 1:3 hasta aproximadamente 3:1, o de aproximadamente 1:1.

En diversos procedimientos descritos en el presente documento, pueden mezclarse el primer catalizador y el segundo catalizador. Dicho de otro modo, la zona de reacción puede comprender una mezcla (por ejemplo, una mezcla física) del primer catalizador y el segundo catalizador.

Además, en diversos procedimientos descritos en el presente documento, el primer catalizador y el segundo catalizador pueden organizarse en etapas o una combinación de mezclarse y organizarse en etapas. Por ejemplo, la zona de reacción puede comprender una primera etapa que comprende el primer catalizador y una segunda etapa que comprende el segundo catalizador. Véase la figura 4, que es un diagrama esquemático de una zona de reacción de dos etapas.

En diversas realizaciones que comprenden una primera etapa y/o una segunda etapa, la primera etapa puede comprender una mezcla del primer catalizador y el segundo catalizador. En algunas realizaciones, en la primera etapa, el peso o volumen del primer catalizador puede ser mayor que el peso o volumen del segundo catalizador. Por ejemplo, en diversas realizaciones, la primera etapa comprende una mezcla del primer catalizador y el segundo catalizador y la razón en peso o volumétrica del primer catalizador con respecto al segundo catalizador es de aproximadamente 2:1 o mayor, aproximadamente 3:1 o mayor, o aproximadamente 4:1 o mayor. En algunas realizaciones, la primera etapa comprende una mezcla del primer catalizador y el segundo catalizador y la razón en peso o volumétrica del primer catalizador con respecto al segundo catalizador puede ser de desde aproximadamente 2:1 hasta aproximadamente 10:1, desde aproximadamente 2:1 hasta aproximadamente 5:1, desde aproximadamente 3:1 hasta aproximadamente 10:1, o desde aproximadamente 3:1 hasta aproximadamente 5:1.

En realizaciones que comprenden una primera etapa y una segunda etapa, la segunda etapa puede comprender una mezcla del primer catalizador y el segundo catalizador. En algunas realizaciones, el peso o volumen del segundo catalizador puede ser mayor que el peso o volumen del primer catalizador. Por ejemplo, en diversas realizaciones, la segunda etapa comprende una mezcla del primer catalizador y el segundo catalizador y la razón en peso o volumétrica del segundo catalizador con respecto al primer catalizador es de aproximadamente 2:1 o mayor, aproximadamente 3:1 o mayor, o aproximadamente 4:1 o mayor. Por ejemplo, la segunda etapa comprende una mezcla del primer catalizador y el segundo catalizador y la razón en peso o volumétrica del segundo catalizador con respecto al primer catalizador puede ser de desde aproximadamente 2:1 hasta aproximadamente 10:1, desde aproximadamente 2:1 hasta aproximadamente 5:1, desde aproximadamente 3:1 hasta aproximadamente 10:1, o desde aproximadamente 3:1 hasta aproximadamente 5:1.

En diversas realizaciones, la primera etapa y la segunda etapa comprenden una mezcla del primer catalizador y el segundo catalizador. Las etapas pueden comprender diferentes mezclas del primer y el segundo catalizador, incluyendo las mezclas indicadas anteriormente. La figura 5 representa un diagrama esquemático de una zona de reacción de dos etapas que comprende diferentes mezclas de catalizadores.

Tal como se indicó, los diversos procedimientos descritos en el presente documento pueden incluir además la etapa de hacer reaccionar una aldosa en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación para formar el ácido aldónico y/o lactona(s) del mismo. En estas realizaciones, también pueden organizarse en etapas el catalizador de oxidación, el primer catalizador y el segundo catalizador. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la zona de reacción puede comprender una etapa inicial de oxidación que comprende el catalizador de oxidación, una primera etapa que comprende el primer catalizador, y una segunda etapa que comprende el segundo catalizador. Un ejemplo de este procedimiento se muestra en la figura 6.

Cuando se usa un soporte de catalizador, los metales (por ejemplo, platino y oro) pueden depositarse sobre los soportes de catalizador usando procedimientos conocidos en la técnica incluyendo, sin limitarse a, humedad incipiente, intercambio iónico, deposición-precipitación e impregnación a vacío.

Procedimientos para analizar y mejorar una mezcla de alimentación (no según la invención tal como se reivindica)

Diversos aspectos de la presente divulgación se refieren a procedimientos para analizar y/o mejorar una mezcla de alimentación. Antes de introducir una mezcla de alimentación a una zona de reacción, puede analizarse una mezcla de alimentación para determinar la presencia de uno o más inhibidores de reacción de oxidación (por ejemplo, mediante cromatografía). Por consiguiente, en algunas realizaciones, un procedimiento para analizar una mezcla de alimentación que comprende al menos un componente de alimentación seleccionado del grupo que consiste en una aldosa C⁵-C⁶, un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, un ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, un ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos comprende: analizar la mezcla de alimentación para determinar los componentes de la mezcla de alimentación y para determinar la presencia de cualquier inhibidor de reacción de oxidación. El inhibidor de reacción de oxidación es un compuesto que inhibe la oxidación del al menos un componente de alimentación seleccionado del grupo que consiste en una aldosa C⁵-C⁶, un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, un ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, un ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos.

Para una mezcla de alimentación dada, es posible que no se haya determinado o clasificado el grado al que un componente de mezcla de alimentación inhibe una reacción de oxidación. Por consiguiente, en algunos aspectos, el procedimiento comprende además determinar un factor de inhibición de oxidación para uno o más componentes de la mezcla de alimentación, en el que el factor de inhibición de oxidación es el porcentaje en el que un factor de rendimiento de reacción se reduce a una concentración dada del inhibidor de reacción de oxidación. En diversos aspectos, el factor de rendimiento de reacción se selecciona del grupo que consiste en rendimiento de un producto de oxidación, selectividad para dar un producto de oxidación, eficacia del catalizador, rendimiento de uno o más productos fuera de la ruta, y combinaciones de los mismos. Además, el factor de inhibición de oxidación puede determinarse comparando los resultados de una primera reacción de oxidación y una segunda reacción de oxidación en el que las mezclas y condiciones de reacción para la primera reacción de oxidación y la segunda reacción de oxidación son las mismas excepto que la mezcla de reacción de la segunda reacción de oxidación contiene una mayor concentración de un componente de la mezcla de alimentación que está siendo evaluado como inhibidor de reacción de oxidación.

En la evaluación de si un componente de la mezcla de alimentación es un inhibidor de reacción de oxidación, puede establecerse un valor umbral. En algunos aspectos, un componente de la mezcla de alimentación es un inhibidor de reacción de oxidación si el factor de inhibición de oxidación es de aproximadamente el 5% o mayor, aproximadamente el 10% o mayor, aproximadamente el 20% o mayor, aproximadamente el 30% o mayor, aproximadamente el 40% o mayor, o aproximadamente el 50% o mayor.

Aspectos de la presente divulgación también se refieren a procedimientos para producir una mezcla de alimentación mejorada. Siguiendo el análisis de la mezcla de alimentación tal como se describe en el presente documento para determinar la presencia de un inhibidor de reacción de oxidación, tal procedimiento incluye separar al menos una porción del inhibidor de reacción de oxidación a partir de la mezcla de alimentación en una zona de separación para formar una primera fracción que comprende la mezcla de alimentación mejorada y una segunda fracción que comprende al menos una porción del inhibidor de reacción de oxidación. En diversos aspectos, el procedimiento comprende separar al menos una porción del inhibidor de reacción de oxidación cuando el inhibidor de reacción de oxidación tiene un factor de inhibición de oxidación que supera un valor umbral. Por ejemplo, el valor umbral puede establecerse en aproximadamente el 5% o mayor, aproximadamente el 10% o mayor, aproximadamente el 20% o mayor, aproximadamente el 30% o mayor, aproximadamente el 40% o mayor, o aproximadamente el 50% o mayor.

La zona de separación puede incluir diversas características tal como se describe en el presente documento. Por ejemplo, en algunos aspectos, la zona de separación comprende una etapa de separación cromatográfica. En diversos aspectos, la etapa de separación cromatográfica comprende un medio de separación. En determinados aspectos, el medio de separación comprende una resina de cromatografía anfótera y/o aniónica.

El fin de la zona de separación es reducir la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la mezcla de alimentación mejorada. En algunos aspectos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la mezcla de alimentación mejorada es de aproximadamente el 0,5% en peso o menos, aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos. En determinados aspectos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la mezcla de alimentación mejorada es de desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,005% en peso hasta aproximadamente el 0,01% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 0,05% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso, desde aproximadamente el 0,05% en peso hasta aproximadamente el 0,1% en peso, o desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 0,5% en peso. Además, en diversos aspectos, la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la mezcla de alimentación mejorada se reduce en aproximadamente el 50% en peso o más, en aproximadamente el 60% en peso o más, en aproximadamente el 70% en peso o más, en aproximadamente el 80% en peso o más, o en aproximadamente el 90% en peso o más en comparación con la concentración en la mezcla de alimentación antes de la separación.

Tal como se indicó en el presente documento, los compuestos específicos que se han identificado como inhibidores de reacción de oxidación incluyen ácido glicérico, ácido 3-hidroxipropiónico, 1,3-propanodiol, y mezclas de los mismos. Por consiguiente, en diversos aspectos, el inhibidor de reacción de oxidación comprende al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en ácido glicérico, ácido 3-hidroxipropiónico, 1,3propanodiol, y mezclas de los mismos. En algunos aspectos, el inhibidor de reacción de oxidación comprende ácido glicérico. En determinados aspectos, el inhibidor de reacción de oxidación comprende ácido 3-hidroxipropiónico.

Tal como se emplea en el presente documento, el término “que comprende” debe entenderse que también abarca la alternativa en la que el producto/método/uso con respecto al cual se usa el término “que comprende” también puede “consistir exclusivamente en” los elementos descritos posteriormente.

Tal como se emplea en el presente documento, el término “que comprende” debe entenderse que también abarca la alternativa en la que el producto/método/uso con respecto al cual se usa el término “que comprende” también puede “consistir esencialmente en” los elementos descritos posteriormente.

A menos que se indique lo contrario, todos los procedimientos de síntesis y mediciones de parámetros deben entenderse que se han realizado a temperatura ambiente/ambiental, es decir a 21+1°C.

Ejemplos

Los siguientes ejemplos no limitativos se proporcionan para ilustrar adicionalmente la presente invención.

Ejemplo 1: Glucosa para dar ácido glucónico usando un catalizador de Au/TiO²

Se cargó un catalizador Au al 1% en peso/TiO² en un reactor de lecho fijo de relleno. Se alimentó una disolución del 20% en peso de glucosa en agua al reactor a una velocidad espacial horaria de líquido (LHSV) de 2,0 h-1 y se alimentó de manera paralela un flujo de gas del 50% de aire, el 50% de N² a una velocidad de 1000 SCCM. Se mantuvo la presión del sistema a 5,27 MPa (750 psig). Se varió la temperatura de la camisa del reactor entre 75 y 85°C.

Se ejecutó la reacción durante aproximadamente 1750 horas. Entre 1520 y 1568 horas en corriente, se modificó la alimentación para incluir ácido glicérico al 0,8% en peso con la corriente de alimentación de glucosa al 20% en peso. Tal como se demuestra en la figura 7, se redujeron drásticamente la conversión de glucosa y el rendimiento de ácido glucónico cuando estaba presente ácido glicérico en la corriente de alimentación. Se redujo la conversión de glucosa desde aproximadamente el 100% hasta aproximadamente el 35% y se redujo el rendimiento de ácido glucónico desde aproximadamente el 98% hasta aproximadamente el 45%.

Cuando estaba presente ácido glicérico en la corriente de alimentación también se redujo la temperatura de reacción desde una temperatura máxima de aproximadamente 85°C hasta aproximadamente 77°C. Esta reducción de la temperatura demuestra que el ácido glicérico limita la naturaleza exotérmica de la reacción, contribuyendo a la reducción de la conversión y el rendimiento.

En aproximadamente 1568 horas, se retiró el ácido glicérico de la corriente de alimentación (es decir, se devolvió la corriente de alimentación a una disolución de glucosa al 20% en peso). En aproximadamente 1590 horas en corriente, la conversión y el rendimiento volvieron a aproximadamente los mismos niveles presentados antes de la introducción del ácido glicérico.

Ejemplo 2: Ácido glucónico para dar ácido glucárico usando un catalizador de Pt/C

Se cargaron aproximadamente 25 mg de un catalizador de Pt al 4% en peso/C en un reactor discontinuo. Se introdujeron 2,3 ml de una disolución de ácido glucónico al 10% en peso en agua en el reactor. Se mantuvo el reactor a 85°C y se presurizó a 12,41 MPa (1800 psi) con aire. Se realizó la reacción durante 1 hora.

Se realizaron siete reacciones adicionales en condiciones idénticas, en las que se introdujeron diversas composiciones en la disolución de alimentación de ácido glucónico para someter a prueba la inhibición de la conversión. Se sometió a prueba la inclusión de ácido propiónico 0,08 M, ácido láctico 0,08 M, ácido glicérico 0,08 M, ácido glicérico 0,04 M, ácido tartrónico 0,02 M, ácido tartárico 0,02 M y ácido málico 0,05 M en la disolución de alimentación de ácido glucónico.

La figura 8 notifica la conversión de ácido glucónico y el rendimiento de ácido gulurónico, glucarato, 2-cetogluconato, glicerato y 5-ceto-gluconato para cada experimento. Cada experimento se realizó por duplicado. A 0,08 M, o incluso 0,04 M, el ácido glicérico presentó un efecto inhibidor significativo tanto en la conversión como en los rendimientos. La introducción de ácido propiónico 0,08 M y ácido láctico 0,08 M también dio como resultado un efecto inhibidor perceptible en la conversión y los rendimientos.

Ejemplo 3: Ácido glucónico para dar ácido glucárico usando un catalizador de Pt/C

Se realizó un experimento adicional similar al ejemplo 2. En este experimento, se introdujeron diversas disoluciones 0,1 M en la corriente de alimentación de ácido glucónico para someter a prueba la inhibición. Las disoluciones sometidas a prueba para determinar los efectos de inhibición fueron 1,2-propanodiol al 0,7% en peso, 1,3-propanodiol al 0,7% en peso, lactaldehído al 0,7% en peso, dihidroxiacetona al 0,9% en peso, gliceraldehído al 0,9% en peso, glicerol al 0,9% en peso, ácido láctico al 0,9% en peso, ácido 3-hidroxipropiónico al 0,9% en peso, ácido glicérico al 1,0% en peso, ácido malónico al 1,0% en peso y ácido tartrónico al 1,1% en peso. Las condiciones de reacción fueron las mismas que en el ejemplo 2. La figura 9 notifica los resultados. El 1,3-propanodiol, ácido 3-hidroxipropiónico y ácido glicérico inhibieron significativamente la conversión de ácido glucónico y diversos rendimientos, teniendo el ácido glicérico el efecto más pronunciado. También se observó una inhibición moderada para varias de las otras composiciones sometidas a prueba, incluyendo 1,2-propanodiol, gliceraldehído, glicerol, ácido malónico y ácido tartrónico.

Ejemplo 4: Inhibición por ácido glicérico de la conversión de ácido glucónico usando una mezcla de catalizadores de Pt al 4% en peso/C:Au al 1% en peso/TiO²

Se convirtió el ácido glucónico para dar ácido glucárico usando una mezcla física de catalizadores de Pt/C y Au/TiO². Se cargó el lecho de un reactor con una mezcla física de catalizadores que comprende una razón volumétrica 1:1 de Pt al 4% en peso/C y Au al 1% en peso/TiO². El reactor comprendía 7,325 g del catalizador de Pt/C catalizador y 14,315 g del catalizador de Au al 1% en peso/TiO² catalizador. Se introdujo una corriente de alimentación que comprendía ácido glucónico al 20,6% en peso en agua a una LHSV de 0,5 h-1 (0,5 ml/ml de catalizador/h) con una velocidad de flujo de gas en paralelo de 1000 SCCM. Se mantuvo la presión a 8,72 MPa (1250 psig) y se varió la temperatura de la camisa del reactor comenzando a aproximadamente 80°C y se aumentó en 5 grados hasta 95°C durante las primeras 340 horas de tiempo en corriente. Tal como se muestra en la figura 10 y la tabla 1, se produjo ácido glicérico durante la reacción de oxidación. El rendimiento de ácido glicérico aumentó a medida que aumentaba la temperatura, particularmente a 95°C.

Tabla 1.

Después de aproximadamente 340 horas, se mantuvo la camisa del reactor a aproximadamente 90°C. En aproximadamente 400 horas en corriente se introdujo una composición de ácido glicérico al 0,8% en peso (0,08 M) en la alimentación de ácido glucónico. Entre aproximadamente 424 y 472 horas en corriente, la conversión de ácido glucónico y diversos rendimientos (por ejemplo, ácido glucárico) se inhibieron significativamente. Se retiró ácido glicérico de la corriente de alimentación después de aproximadamente 472 horas. Después de retirarse ácido glicérico de la alimentación, la conversión aumentó. Sin embargo, la reacción no pudo volver a los niveles de antes de la adición del ácido glicérico. La figura 11 notifica los resultados de este experimento.

Ejemplo 5: Inhibición por ácido glicérico de la conversión de ácido glucónico a diversas concentraciones Se convirtió el ácido glucónico en ácido glucárico usando un catalizador de Pt al 4% en peso/C. Se cargaron 25 o 50 mg de catalizador en un reactor discontinuo. Se introdujeron en el reactor 2,3 ml de una disolución de ácido glucónico al 10,8% en peso en agua. Se mantuvo el reactor a 85°C y se presurizó a 12,41 MPa (1800 psi) con aire. Se realizó la reacción durante 1 hora.

Se introdujeron diversas composiciones de ácido glicérico, que oscilaban entre 0 M y 0,1 M, en la corriente de alimentación de ácido glucónico para someter a prueba la inhibición de la reacción. Estas composiciones se sometieron a prueba tanto para 25 mg de catalizador como para 50 mg de catalizador.

La figura 12 notifica la conversión de ácido glucónico y diversos rendimientos para cada composición de ácido glicérico. A una concentración de ácido glicérico de 0,05 M a 0,1 M, se inhibió significativamente la reacción, independientemente del catalizador total cargado en el reactor.

La figura 13 notifica los resultados de este experimento comparando la disminución de la conversión de ácido glucónico con respecto a la razón molar de ácido glicérico con respecto a platino. Se observó que se perdió el 60-70% de la capacidad de conversión del catalizador cuando la razón se aproxima a 20.

Al introducirse elementos de la presente invención o la(s) realización/realizaciones preferidas(s) de la misma, los artículos “un/uno”, “una”, “el/la” y “dicho/dicha” pretenden significar que son uno o más de los elementos. Los términos “que comprende”, “que incluye” y “que tiene” pretenden ser inclusivos y significar que puede haber elementos adicionales distintos de los elementos enumerados.

En vista de lo anterior, se observará que se logran los diversos objetos de la invención y se alcanzan otros resultados ventajosos.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para preparar un ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo a través de oxidación catalítica a partir de una mezcla de alimentación que comprende un inhibidor de reacción de oxidación, comprendiendo el procedimiento:

alimentar una mezcla de alimentación que comprende

(a) al menos un reactante de oxidación seleccionado del grupo que consiste en una aldosa C⁵-C⁶, un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, un ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos, y

(b) un inhibidor de reacción de oxidación

a una zona de separación para separar al menos una porción del inhibidor de reacción de oxidación a partir de la mezcla de alimentación y formar una primera fracción que comprende al menos una porción del reactante de oxidación y una segunda fracción que comprende al menos una porción del inhibidor de reacción de oxidación; alimentar al menos una porción de la primera fracción que comprende el reactante de oxidación a una zona de reacción; y

hacer reaccionar el reactante de oxidación en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación en la zona de reacción para formar una mezcla de reacción que comprende el ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo; en el que

(i) el inhibidor de reacción de oxidación comprende un alcohol C³ y/o un ácido C³, y

(ii) la concentración de dicho inhibidor de reacción de oxidación en la primera fracción es de aproximadamente el 0,5% en peso o menos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la primera fracción es menor que la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la mezcla de alimentación.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la primera fracción es menor que la razón molar del inhibidor de reacción de oxidación con respecto al reactante de oxidación en la segunda fracción.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la concentración del reactante de oxidación en la primera fracción es de desde aproximadamente el 1% en peso hasta el 50% en peso.

5. Procedimiento para preparar un ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo a través de oxidación catalítica a partir de una mezcla de alimentación que comprende un inhibidor de reacción de oxidación, comprendiendo el procedimiento:

alimentar una mezcla de alimentación que comprende al menos un reactante de oxidación seleccionado del grupo que consiste en una aldosa C⁵-C⁶, un ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, un ácido urónico C⁵-C6 y/o lactona(s) del mismo, y mezclas de los mismos, a una zona de reacción;

hacer reaccionar el reactante de oxidación en presencia de oxígeno y un catalizador de oxidación en la zona de reacción para formar una mezcla de reacción que comprende (a) el ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, (b) reactante(s) de oxidación sin reaccionar y/o productos intermedios dentro de la ruta del/de los mismo(s) y (c) un inhibidor de reacción de oxidación;

alimentar la mezcla de reacción a una zona de separación para separar al menos una porción del ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo a partir de la mezcla de reacción y formar una fracción de producto que comprende el ácido aldárico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo y una fracción de recirculación que comprende el/los reactante(s) de oxidación sin reaccionar y/o productos intermedios dentro de la ruta del/de los mismo(s) y el inhibidor de reacción de oxidación;

retirar una primera porción de la fracción de recirculación a partir del procedimiento; y

recircular una segunda porción de la fracción de recirculación a la zona de reacción o a la alimentación de la misma; en el que

(i) el inhibidor de reacción de oxidación comprende un alcohol C³ y/o un ácido C³, y

(ii) la concentración de dicho inhibidor de reacción de oxidación en la segunda porción de la fracción de recirculación es de aproximadamente el 0,5% en peso o menos.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la concentración del inhibidor de reacción de oxidación en la segunda porción de la fracción de recirculación es de aproximadamente el 0,3% en peso o menos, aproximadamente el 0,1% en peso o menos, aproximadamente el 0,05% en peso o menos, o aproximadamente el 0,01% en peso o menos.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que la zona de separación comprende una etapa de separación cromatográfica.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la etapa de separación cromatográfica comprende un medio de separación.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que el medio de separación comprende una resina de cromatografía anfótera y/o aniónica.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el reactante de oxidación comprende la aldosa C⁵-C⁶, en particular en el que dicha aldosa C⁵-C⁶ se selecciona del grupo que consiste en arabinosa, lixosa, ribosa, xilosa, alosa, altrosa, galactosa, glucosa, gulosa, idosa, manosa, talosa, y mezclas de las mismas.

11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el reactante de oxidación comprende el ácido aldónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, en particular en el que el ácido aldónico C⁵-C⁶ se selecciona del grupo que consiste en ácido arabinónico, ácido lixónico, ácido ribónico, ácido xilónico, ácido alónico, ácido altrónico, ácido galactónico, ácido glucónico, ácido gulónico, ácido idónico, ácido manónico, ácido talónico, y mezclas de los mismos.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el reactante de oxidación comprende el ácido urónico C⁵-C⁶ y/o lactona(s) del mismo, en particular en el que el ácido urónico C⁵-C⁶ se selecciona del grupo que consiste en ácido arabinurónico, ácido lixonurónico, ácido riburónico, ácido xilurónico, ácido alurónico, ácido altrurónico, ácido galacturónico, ácido glucurónico, ácido gulurónico, ácido idurónico, ácido manurónico, ácido talonurónico, y mezclas de los mismos.

13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el catalizador de oxidación comprende una fase catalíticamente activa, y en el que dicha fase catalíticamente activa comprende uno o más metales nobles.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la fase catalíticamente activa comprende platino y/u oro.

15. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el catalizador de oxidación es un catalizador heterogéneo.