JP2015508401A - イソソルビドからのテトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールの生成 - Google Patents

イソソルビドからのテトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールの生成 Download PDF

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シルヴァ ワズドゥラ・インディカ・ナーメル・デ
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Abstract

第１の水素化触媒の存在下にて、イソソルビドを水素と接触させて、テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールを含む第１の生成物混合物を形成する工程を含む方法が、本明細書において開示される。本方法は、水素及び第２の水素化触媒の存在下にて、第１の生成物混合物を加熱して、１，６−ヘキサンジオールを含む第２の生成物混合物を形成する工程を更に含むことができる。第１及び第２の水素化触媒は同一又は異なることができる。

Description

本出願は、２０１１年１２月３０日付けで出願された米国仮特許出願第６１／５８２，０７６号明細書の優先権を、米国特許法第１１９条（ｅ）の下において主張し、且つ、当該出願の利益を主張するものであり、実際上、当該出願のすべての開示内容は、本明細書中で引用されることにより、本明細書の一部として組み込まれている。
イソソルビドからテトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールを含む反応混合物を調製する方法が提供される。又、テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールを含む反応混合物から１，６−ヘキサンジオールを調製する方法が提供される。
安価な原料源から得られる工業化学物質が、例えば、原材料、溶媒、又は出発材料として、工業プロセスへの使用において望ましい。安価であるだけでなく、環境に対しても穏やかである材料から、工業化学物質又はこれらの前駆体を得ることが、ますます望ましくなってきている。特に関心となっているものとしては、再生可能な原料源、即ち、植付け、耕作、又は収穫等の生物活動によって生成される材料から得られることができる材料である。本明細書において使用される場合、「再生可能である」及び「生物資源である」という用語は、同じ意味で使用可能である。
テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノール、及び関連化合物は、医薬品、除草剤、安定化剤、及びポリマー等の工業的に有用な化学物質の合成における有用な前駆体である。テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールは、例えば、接着剤、シール材、コーティング剤、溶媒、樹脂、及び高分子材料に有用である。又、テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノール、並びに、１，２，６−ヘキサントリオール及び２−ヒドロキシメチルテトラヒドロピラン等の化合物は、１，６−ヘキサンジオールの合成における中間体として有用である。１，６−ヘキサンジオールは、ポリウレタンエラストマー、コーティング剤、接着剤、及び高分子可塑剤用のポリエステルの生成に使用される。又、１，６−ヘキサンジオールは、ナイロン生成における有用なモノマーである、１，６−ヘキサメチレンジアミンに変換可能である。
テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールを、再生可能な生物資源から生成する方法が必要とされている。テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノール及び１，６−ヘキサンジオールを、イソソルビド等のＣ６酸化炭化水素を包含するバイオマス由来の出発材料から生成する方法が必要とされている。
一実施形態においては、ａ）約１５０℃〜約４００℃の第１の温度及び約５００ｐｓｉ〜約５０００ｐｓｉの範囲の第１の圧力で、第１の水素化触媒の存在下にて、イソソルビドを水素と接触させて、テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールを含む第１の生成物混合物を形成する工程を含む方法が提供される。
別の実施形態においては、この方法は、ｂ）約１２０℃〜約３５０℃の第２の温度で、水素及び第２の水素化触媒の存在下にて、第１の生成物混合物を加熱して、１，６−ヘキサンジオールを含む第２の生成物混合物を形成する工程を更に含む。
本明細書において使用される場合、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、本発明の方法における工程の存在についての陳述又は記載に関して使用される時、陳述又は記載が明確に反対であることを示さない限り、当該不定冠詞を使用することによって、方法における工程の存在は１つに限定されることはないと理解されたい。
本明細書において使用される場合、量、濃度、又はその他の値若しくはパラメーターが、範囲、好ましい範囲、又は好ましい値より高い値及び好ましい値より低い値の一覧として示される場合、これは、範囲を別個に開示しているか否かに関わらず、任意の上限範囲又は好ましい値、及び任意の下限範囲又は好ましい値の任意の対から形成されたすべての範囲を具体的に開示していると理解されたい。ある範囲の数値が本明細書において列挙される場合、特に明記しない限り、その範囲はその終点、並びにその範囲内のすべての整数及び分数を包含することを意図している。本発明の適用範囲が範囲を明確にする時に列挙された具体的な値に限定されることは意図されない。
本明細書において使用される場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「包含する（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「包含する（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」、又は「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、又はそれらのその他のいかなる変形も、非排他的な包含を網羅することを意図している。例えば、元素の一覧を含む組成物、混合物、プロセス、方法、物品、又は備品は、必ずしもそれら元素のみに限定されず、明確には列挙されていないその他の元素、又はそのような組成物、混合物、プロセス、方法、物品、又は備品に固有のその他の元素を包含することができる。さらに、明確に否定されていない限り、「又は」は包含的な又はを意味し、排他的な又はを意味しない。例えば、条件Ａ又はＢは、以下のいずれか１つに当てはまる。Ａは真（又は存在）、Ｂは偽（又は非存在）であり、Ａは偽（又は非存在）、Ｂは真（又は存在）であり、又は、ＡとＢの双方は真（又は存在）である。
本明細書において使用される場合、使用される本発明の成分又は反応物の量を修飾する用語「約」は、例えば、実社会において濃縮物又は使用溶液を作成するために使用される通常の測定手順及び液体を扱う手順を通じて、これらの手順における不注意によるエラーを通じて、及び組成物を作成するために又は方法を実行するために使用される製造、原料源、又は成分の純度における差異を通じて、起こり得る数量における変動を意味する。又、用語「約」は、特定の当初の混合物から得られる組成物における異なる平衡条件に起因する異なる量を包含する。用語「約」によって修飾されるされないに関わりなく、特許請求の範囲は、その量に相当するものを包含する。用語「約」は、報告された数値の１０％以内、好ましくは、報告された数値の５％以内を意味してもよい。
本明細書において使用される場合、用語「バイオマス」は、いかなるヘミセルロース系材料又はリグノセルロース系材料をも意味し、且つ、ヘミセルロースを含み、且つ、任意選択によりセルロース、リグニン、澱粉、オリゴ糖、及び／又は単糖を更に含む材料を包含する。
本明細書において使用される場合、用語「リグノセルロース系」は、リグニン及びセルロースの両方を含むことを意味する。又、リグノセルロース系材料は、ヘミセルロースを含んでもよい。実施形態によっては、リグノセルロース系材料は、グルカン及びキシランを含有する。
ヘミセルロースは、リグノセルロース系バイオマスで見出される非セルロース系多糖である。ヘミセルロースは、異なる糖モノマーからなる分岐型のヘテロポリマーである。ヘミセルロースは、通常、５００から３０００の糖モノマー単位を含む。
リグニンは、複合体の高分子量ポリマーであり、且つ、軟材リグニンにおけるようなグアヤシル単位、又は、硬材リグニンにおけるようなグアヤシル及びシリンギル単位の混合物を含むことができる。
本明細書において使用される場合、用語「糖」は、単糖、二糖、及びオリゴ糖を包含する。単糖、即ち「単一の糖」は、少なくとも３個の炭素原子を含有する直鎖型のポリヒドロキシアルコールのアルデヒド又はケトン誘導体である。ペントースは、５個の炭素原子を有する単糖であり、且つ、いくつかの例では、キシロース、アラビノース、リキソース、及びリボースである。ヘキソースは、６個の炭素原子を有する単糖であり、且つ、２つの例では、グルコース及びフルクトースである。二糖の分子（例えば、スクロース、ラクトース、フルクトース、及びマルトース）は、２つの共有結合された単糖単位からなる。本明細書において使用される場合、「オリゴ糖」分子は、約３〜約２０の共有結合された単糖単位からなる。
本明細書において使用される場合、用語「Ｃｎ糖」は、ｎ個の炭素原子を有する単糖、ｎ個の炭素原子を有する単糖単位を含む二糖、及びｎ個の炭素原子を有する単糖単位を含むオリゴ糖を包含する。従って、「Ｃ６糖」は、ヘキソース、ヘキソース単位を含む二糖、及びヘキソース単位を含むオリゴ糖を包含する。
本明細書において使用される場合、用語「Ｃｎ糖アルコール」は、カルボニル基を第１又は第２水酸基に還元することによって、Ｃｎ糖から生成する化合物を意味する。一般式Ｈ（ＨＣＨＯ）ｘ＋１Ｈを有する糖アルコールは、一般式Ｈ（ＨＣＨＯ）ｘＨＣＯを有する糖から誘導される。二糖は完全に水素化されることはないが、単糖及び二糖を使用して糖アルコールを形成することができる。糖アルコールの３つの例は、キシリトール（Ｃ５）、ソルビトール（Ｃ６）、及びマンニトール（Ｃ６）である。
本明細書において使用される場合、省略形「ＩＳＯＳ」は、１，４：３，６−ジアンヒドロソルビトール及び１，４−ジアンヒドロソルビトールとしても知られるイソソルビドを意味する。イソソルビドの化学構造は、式（Ｉ）
Figure 2015508401
 によって表される。
本明細書において使用される場合、省略形「ＴＨＦＤＭ」又は「ＴＤＭ」は、２，５−ビス［ヒドロキシメチル］テトラヒドロフラン及びテトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールとしても知られる、テトラヒドロ−２，５−フランジメタノールを意味し、且つ、立体異性体（シス−及びラセミトランス−異性体）の混合物を包含する。テトラヒドロ−２，５−フランジメタノールの化学構造は、式（ＩＩ）
Figure 2015508401
 によって表される。
本明細書において使用される場合、省略形「１２６ＨＴ」は、１，２，６−ヘキサントリオールを意味し、且つ、異性体のラセミ混合物を包含する。１，２，６−ヘキサントリオールの化学構造は、式（ＩＩＩ）
Figure 2015508401
 によって表される。
本明細書において使用される場合、省略形「ＴＨＰＭ」は、２−ヒドロキシメチルテトラヒドロピランとしても知られる、テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−２−メタノールを意味し、且つ、異性体のラセミ混合物を包含する。テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−２−メタノールの化学構造は、式（ＩＶ）
Figure 2015508401
 によって表される。
本明細書において使用される場合、省略形「１，６ＨＤ」は、１，６−ヘキサンジオールを意味する。１，６−ヘキサンジオールの化学構造は、式（Ｖ）
Figure 2015508401
 によって表される。
本明細書において使用される場合、省略形「１，２ＣＨＤ」は、１，２−シクロヘキサンジオールを意味し、且つ、立体異性体（シス及びラセミトランス異性体）の混合物を包含する。本明細書において使用される場合、省略形「ｃ１２ＣＨＤ」は、シス−１，２−シクロヘキサンジオールを意味する。本明細書において使用される場合、省略形「ｔ１２ＣＨＤ」は、トランス−１，２−シクロヘキサンジオールを意味する。１，２−シクロヘキサンジオールの化学構造は、式（Ｖｉ）
Figure 2015508401
 によって表される。
本明細書において使用される場合、省略形「１，５ＨＤ」は、１，５−ヘキサンジオールを意味し、且つ、異性体のラセミ混合物を包含する。１，５−ヘキサンジオールの化学構造は、式（ＶＩＩ）
Figure 2015508401
 によって表される。
本明細書において使用される場合、省略形「１，５ＰＤ」は、１、５−ペンタンジオールを意味する。１，５−ペンタンジオールの化学構造は、式（ＶＩＩＩ）
Figure 2015508401
 によって表される。
次に、再生可能な生物資源から誘導されることができる、イソソルビドからテトラヒドロフラン−２，５−ジメタノール、１，６−ヘキサンジオール、及びテトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールと１，６−ヘキサンジオールの混合物を得る方法が、本明細書において開示される。本明細書において使用される場合、用語「再生可能な生物資源」は、バイオマス、及び、動物性又は植物性の油脂を包含する。
イソソルビドは、酸で触媒される脱水−環化反応を介して、Ｃ６糖アルコールから得られることができる。例えば、公開特許出願、国際公開第２００７／１０３５８６号パンフレット及び国際公開第２００９／１２６８５２号パンフレットを参照されたい。適切なＣ６糖アルコールとしては、例えば、マンニトール、ソルビトール、ガラクチトール、イジトール、イノシトール、及びこれらのいずれかを含む混合物が挙げられる。次いで、Ｃ６糖アルコールは、例えば、トウモロコシ穀粒、トウモロコシの穂軸、トウモロコシの皮、トウモロコシ茎葉、草、小麦、小麦わら、オオムギ、オオムギわら、干し草、米わら、スイッチグラス、古紙、サトウキビの絞りかす、モロコシ、大豆、木、枝、根、葉、木のチップ、おがくず、灌木、低木、野菜、果物、花、及びこれらのいずれか二つ以上の混合物などのリグノセルロース系材料を含有する再生可能な生物資源から誘導されることができる、Ｃ６糖から得られることができる。又、穀物を挽くことにより得られる製品及び副生成物は、Ｃ６糖を生成するための適切なリグノセルロース系材料である。
本明細書において開示される方法では、第１の温度及び第１の圧力で、第１の水素化触媒の存在下にて、イソソルビドが水素と接触して、テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールを含む第１の生成物混合物を形成する。実施形態によっては、第１の生成物混合物は、１，６−ヘキサンジオールを更に含む。実施形態によっては、第１の生成物混合物は、１つ以上の１，２，６−ヘキサントリオール及び２−ヒドロキシメチルテトラヒドロピランを更に含む。実施形態によっては、この方法は、第２の温度で、水素及び第２の水素化触媒の存在下にて、第１の生成物混合物を加熱して、１，６−ヘキサンジオールを含む第２の生成物混合物を形成する工程を更に含む。実施形態によっては、第２の生成物混合物は、１つ以上の１，２，６−ヘキサントリオール、１，２−シクロヘキサンジオール、１，５−ペンタンジオール、及び１，５−ヘキサンジオールを更に含む。
ＴＨＦＤＭを含む第１の生成物混合物を形成するのに十分な時間、約１５０℃〜約４００℃の第１の温度及び約５００ｐｓｉ〜約５０００ｐｓｉの第１の圧力で、イソソルビド、水素、及び第１の水素化触媒を接触させる。実施形態によっては、第１の温度は、約２００℃〜約２９０℃である。実施形態によっては、第１の温度は、以下の値：１５０℃、１６０℃、１７０℃、１８０℃、１９０℃、２００℃、２１０℃、２２０℃、２３０℃、２４０℃、２５０℃、２６０℃、２７０℃、２８０℃、２９０℃、３００℃、３１０℃、３２０℃、３４０℃、３５０℃、３６０℃、３７０℃、３８０℃、３９０℃、及び４００℃のいずれか２つの間であり、且つ、場合によりいずれか２つを包含してもよい。
任意選択により窒素又はアルゴン等の不活性気体と組み合わせて、約５００ｐｓｉ〜約５０００ｐｓｉの、「第１の圧力」と本明細書において称される総加圧力にて、水素は、イソソルビド及び第１の水素化触媒と接触する。一実施形態においては、第１の圧力は、約１０００ｐｓｉ〜約２０００ｐｓｉである。実施形態によっては、第１の圧力は、以下の値：５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２５００、３０００、３５００、４０００、４５００、及び５０００ｐｓｉのいずれか２つの間であり、且つ、いずれか２つを包含してもよい。不活性気体が水素と組み合わされて使用される場合、不活性気体の量は、第１の生成物混合物の形成に負の影響を及ぼすことがないものであるべきである。
第１の水素化触媒の存在下にて水素と接触させるために、イソソルビドは、通常、本明細書において「溶媒」と称される液体媒体に溶解又は懸濁される。適切な溶媒としては、水、Ｃ１〜Ｃ２０アルコール、Ｃ２〜Ｃ２０エーテル、Ｃ２〜Ｃ２０エステル、又はこれらの混合物が挙げられる。市販されている適切なアルコールの例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、及びヘキサノールが挙げられる。市販されている適切なエーテルの例としては、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、メチル−ｔ−ブチル−エーテル、テトラヒドロフラン、及びジオキサンが挙げられる。市販されている適切なエステルの例としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル、及び酢酸ヘキシルが挙げられる。
溶媒におけるイソソルビドの濃度は、溶解される又は懸濁物としてであるかに関わらず、約１重量％〜約５０重量％であり、実施形態によっては、以下の値：１重量％、５重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、３５重量％、４０重量％、４５重量％、及び５０重量％のいずれか２つの間であり、且つ、いずれか２つを包含してもよい。溶媒におけるより高い濃度のイソソルビド、又は、固体のイソソルビドでさえも使用可能であることが予測される。最適濃度は、意図される反応条件に依存するものである。
指定の接触時間の終わりに、必要な場合、第１の水素化触媒は、例えば濾過などの当技術分野で周知である方法によって、第１の生成物混合物から分離可能である。触媒から分離した後、必要な場合、第１の生成物混合物の成分は、例えば蒸留などの当技術分野で周知である任意の適当な方法を用いて、互いに分離可能である。又、テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノール及び１，６−ヘキサンジオールに加えて、第１の反応混合物の成分は、２−ヒドロキシメチルテトラヒドロピラン及び／又は１，２，６−ヘキサントリオールを包含することができる。
次いで、第１の生成物混合物を、第２の温度で、水素及び第２の水素化触媒の存在下にて加熱して、１，６−ヘキサンジオールを含む第２の生成物混合物を形成する。一実施形態においては、第１の生成物混合物は、方法の第１の工程においてイソソルビドとともに使用された任意の溶媒と同一又は異なることができる溶媒に溶解又は懸濁される。一実施形態においては、第１の生成物混合物は、いかなる溶媒をも加えることなく使用される。
第２の温度は、例えば、約２００°Ｃ〜約２９０°Ｃなどの、約１２０°Ｃ〜約３５０°Ｃである。実施形態によっては、温度は、以下の値：１２０℃、１３０℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃、１７０℃、１８０℃、１９０℃、２００℃、２１０℃、２２０℃、２３０℃、２４０℃、２５０℃、２６０℃、２７０℃、２８０℃、２９０℃、３００℃、３１０℃、３２０℃、３３０℃、３４０℃、及び３５０℃のいずれか２つの間であり、且つ、いずれか２つを包含してもよい。
任意選択により窒素又はアルゴン等の不活性気体と組み合わせて、水素は、第２の水素化触媒の存在下にて、第１の生成物混合物を加熱する際に存在する。総加圧力は、約５００ｐｓｉ〜約５０００ｐｓｉの範囲であることができる。一実施形態においては、圧力は、約１０００ｐｓｉ〜約２０００ｐｓｉである。実施形態によっては、加圧力は、以下の値：５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２５００、３０００、３５００、４０００、４５００、及び５０００ｐｓｉのいずれか２つの間であり、且つ、いずれか２つを包含してもよい。不活性気体が水素と組み合わされて使用される場合、不活性気体の量は、第２の生成物混合物の形成に負の影響を及ぼすことがないものであるべきである。
指定の加熱時間の終わりに、必要な場合、第２の水素化触媒は、例えば濾過などの当技術分野で周知である方法によって、第２の生成物混合物から分離可能である。触媒から分離した後、必要な場合、１つ以上の１，６−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、２−ヒドロキシメチル−５ヒドロキシテトラヒドロピラン、１，２−シクロヘキサンジオール、１，５−ペンタンジオール、及び１，５−ヘキサンジオールを包含する生成物混合物の成分は、例えば蒸留などの当技術分野で周知である任意の適当な方法を用いて、互いに分離可能である。一実施形態においては、第２の生成物混合物は、１，６−ヘキサンジオールを含む。一実施形態においては、第２の生成物混合物は、１，２，６−ヘキサントリオールを含む。一実施形態においては、第２の生成物混合物は、２−ヒドロキシメチル−５−ヒドロキシテトラヒドロピランを含む。一実施形態においては、第２の生成物混合物は、１，２−シクロヘキサンジオールを含む。一実施形態においては、第２の生成物混合物は、１，５−ペンタンジオールを含む。一実施形態においては、第２の生成物混合物は、１，５−ヘキサンジオールを含む。
一実施形態においては、第１及び第２の水素化触媒は異なる。一実施形態においては、第１及び第２の水素化触媒は同一である。一実施形態においては、第２の水素化触媒は第１の水素化触媒を含む。
本明細書において開示される方法への使用に適切な水素化触媒としては、プラチナ、パラジウム、銅、ニッケル、コバルト、銀、ルテニウム、ロジウム、鉄、及びこれらの混合物から選択される従来の水素化触媒が挙げられる。任意選択により、水素化触媒は、例えば、炭素、ＷＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、及びこれらの混合物等の酸化物、モンモリロナイト又はその他の粘土、又はＨ−Ｙ若しくはその他のゼオライトなどの、個体の担持体を更に含む。
実施形態によっては、第１及び／又は第２の水素化触媒は、ＣｕＯを含む。実施形態によっては、触媒の総重量に基づいて、触媒は、２重量％から９８重量％のＣｕＯを含み、且つ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、及び酸化コバルト（Ｃｏ２Ｏ３）からなる群から選択される９８重量％から２重量％の少なくとも１つの酸化物を、更に含む。一実施形態においては、触媒はＺｎＯを更に含む。一実施形態においては、触媒はＭｇＯを更に含む。実施形態によっては、触媒は炭素を更に含む。適切な市販の触媒の例としては、以下のもの：ＣｕＯ／ＺｎＯ、ＢａＯ／ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３／ＳｉＯ２、ＢａＯ／ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３、ＢａＯ／ＣｕＯ／ＭｎＯ２／Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯ／ＳｉＯ２、ＣｕＯ／Ａｌ２Ｏ３、ＣｕＯ／ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３／ＭｎＯ２、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯ／ＭｎＯ２、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３、ＣｕＯ／ＳｉＯ２／Ｃｒ２Ｏ３／ＭｇＯ、ＣｕＯ／ＺｎＯ／ＣｅＯ２／Ａｌ２Ｏ３／Ｎａ２Ｏ／Ｃ、ＣｕＯ／ＮｉＯ、及びＮｉＯ／ＣｕＯ／Ｋ２Ｏ／Ｃｒ２Ｏ３／ＣａＦ２が挙げられるが、これらに限定されるものではない。一実施形態においては、触媒は、ＣｕＯ／ＺｎＯ、ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３、又はＣｕＯ／ＺｎＯ／ＣｅＯ２／Ａｌ２Ｏ３／Ｎａ２Ｏ／Ｃを含む。一実施形態においては、触媒は、ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３を含む。
ＣｕＯ及び前述の少なくとも１つの酸化物を含む触媒は、酸化物又は混合酸化物に熱的に分解可能である化合物を含む共沈触媒を形成することによって調製可能である。
この共沈触媒は、元素の溶液を混合し、得られた混合物をその沈殿温度まで加熱し、別個に、沈殿剤の水溶液を加熱し、その後、例えば、沈殿反応器にて、激しく撹拌し厳密にｐＨを制御して、両方の溶液を予め加熱した純水に加えることによって、形成可能である。或いは、沈殿物は、元素の溶液を混合し、得られた混合物をその沈殿温度まで加熱し、その後、予め加熱した元素の混合物又は溶液を、所定の容積の予め加熱した沈殿剤の水溶液に、急速に加えることによって、形成可能である。沈殿触媒を形成する更に別の方法においては、沈殿物は、元素の溶液を混合し、得られた混合物をその沈殿温度まで加熱し、その後、混ぜ合わされた溶液の所望のｐＨ値に到達するまで、激しく撹拌して、予め加熱した沈殿剤の水溶液（所定の沈殿温度まで予め加熱）を、熱い元素の溶液又は混合物に加えることによって、形成可能である。すべての方法においては、沈殿剤は、ナトリウム、カリウム、及び／又は炭酸アンモニウム又は重炭酸アンモニウムの水溶液であることができる。
沈殿は、例えば、７５℃〜１００℃の高温にて、実行可能である。例えば、又、約５０℃〜６０℃のより低温を使用することができるが、こうして形成された触媒前駆体の結晶子サイズはより大きくなり、且つ、このような触媒の活性はより低くなる場合がある。沈殿は、６．５〜９．５の範囲のｐＨで実施可能である。
約０．５〜６０分の期間の間、沈殿温度にて撹拌溶液を維持した後、沈殿物は、残りの液体から分離可能である。分離は、濾過によって実施可能である。沈殿物は、純水中で、少なくとも一回、通常は数回、再懸濁され、次いで濾過によって水から分離され、最終的にフィルター上にて完全に洗浄されることができる。
次いで、均一に水和された触媒前駆体を含む洗浄された沈殿物は、例えば、乾燥器中、真空又は常圧下にて、５０℃〜１３０℃の温度で、任意の周知の乾燥プロセスによって乾燥可能である。或いは、噴霧乾燥を使用することができる。
本明細書において前駆体とも称される、乾燥沈殿物は、６５％〜８０％の潜在的な酸化物含有量を有する、炭酸塩とヒドロキシ炭酸塩の基本的に均一な会合を含む。本明細書において前述されるように、元素は、当初、可溶性の硝酸塩の形態で、又は、任意選択により熱的に分解可能なアンモニウム塩の形態であることができる。乾燥沈殿物は、焼成されて触媒を生成することができる。
焼成は、均一な触媒を得るため、３〜１０時間、２００℃〜４５０℃、例えば、２５０℃〜３５０℃の温度で、乾燥沈殿物を処理することを含むことができる。
均一な触媒は、１〜３重量％、例えば、約２重量％の黒鉛の添加後、圧縮されペレット化されることができる。又、均一な触媒は、例えば、結合剤としてメチルセルロースを使用して、押し出し成形物に形成されることができる。又、均一な触媒は、篩にかけられて、バッチ式又は連続式撹拌タンク型反応器にて使用される所望の粒径分布にすることができる。
更なる酸化物成分が、主として、しかし排他的ではなく、構造担持体として機能する一方、活性触媒の銅成分は、分散形態での銅を含み、且つ、活性化後に、触媒の活性成分として主として機能する。酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、及びシリカは、活性触媒の、安定性、摩滅又は摩擦抵抗、機械的強度、及び熱的安定度を強化する一方、クロミウム、亜鉛、マンガン、又はバリウムの酸化物は、存在する場合、結果として、触媒の活性及び／又は選択性、並びに、毒に対する耐性を強化する。
活性触媒は、熱活性化によって還元されて、銅の少なくとも一部及び触媒中に存在するその他の元素が金属の形態である活性触媒を生成することができる。
熱活性化は、不活性気体、好ましくは窒素と、水素、一酸化炭素、又はこれらの混合物等の少なくとも１つの還元気体との混合物を使用して、反応器にて焼成触媒を還元処理することを含むことができる。還元気体と不活性気体との間のモル比は、１：３０〜１：１００であるべきである。還元温度は、１００℃〜２８０℃、好ましくは１３０℃〜２４０℃であることができ、且つ、圧力は、０．１〜１ＭＰａであることができる。
好ましくは、１２０℃〜１５０℃の温度に到達するまで、触媒は、０．６〜０．９ＭＰａの圧力にて不活性気体の下、３０〜５０℃／時間の速度で、初めにゆっくりと加熱される。その後、前述の、しかし好ましくは１：５０〜１：４０のモル比にて、還元気体を不活性気体に加えることによって、還元が生じる。その後、温度は、１５〜２５℃／時間の速度で、ゆっくりと更に上昇して、１９０℃〜２１０℃の温度に到達する。熱的還元活性化は、１０〜２４時間の期間の間、この温度で継続される。その後、最終工程では、温度は、活性化を完了するために、２３０℃〜２５０℃に上昇可能であり、且つ、１〜３時間の期間の間、不活性気体に対する還元気体のモル比は、１：１０〜１：６に調整可能である。その後、還元された触媒は、窒素と酸素の混合物にて触媒を不動態化することによって安定化されて、空気に暴露される際、触媒の完全な酸化を防止することができる。
別の実施形態においては、金属酸化物、混合金属酸化物、又は金属が組み込まれた金属酸化物（ガンマ−アルミナ、ランタンがドープされたアルミナ、セリウムがドープされたジルコニア、酸化マグネシウム、及びＵＳＹゼオライト等）を含む広範囲の市販の触媒担持体が、ＣｕＯ触媒を伴う担持体として使用可能である。
金属酸化物又は混合金属酸化物担持体にこうして組み込まれた金属は、アルカリ、アルカリ土類金属、希土類金属、又は１つ以上のこのような金属の混合物であることができる。金属修飾した金属酸化物又は混合金属酸化物担持体を生成するために、特定の金属の金属酸化物又は混合金属酸化物担持体への組み込みは、周知の方法により硝酸塩及び酢酸塩等の金属の水溶解性塩前駆体の水溶液で担持体を含浸させ、湿潤した担持体を乾燥させ、その後、約２〜１６時間、３５０℃〜６００℃までの温度で、金属塩及び金属酸化物又は混合金属酸化物担持体の混ぜ合わせを焼成することによって、実施可能である。担持体の上に銅を堆積させる前に、２５０℃〜６００℃での焼成工程が必要である。焼成の時間は、金属塩を金属酸化物に分解するために十分でなければならない。担持体の重量に基づいて、担持体の添加された金属の総量は、０．５重量％〜２０重量％の範囲である。
金属を組み込んだ後、銅は、好ましくは硝酸銅として、金属修飾した金属酸化物又は混合金属酸化物担持体上で、含浸される。堆積した銅の量は、触媒の所望の活性に依存するものであり、且つ、少なくとも２重量％から多くとも２０重量％であることができる。修飾した担持体上に、銅触媒を含む最終触媒組成物は、粉、顆粒、押し出し成形物、又は錠剤の形態であることができるが、例えば、表面積及び孔容積等のある特定の特性は、銅の堆積が原因となり変更される。
別の実施形態においては、その他の元素との共沈形態での活性金属、又は、第一の酸化物、混合金属酸化物、又は金属修飾された金属酸化物担持体上で分散された活性金属を含む触媒は、本明細書において前述した通り、物理的に混合され、篩にかけられて適当なサイズにされる、又は、第２の金属酸化物、混合金属酸化物、又は金属修飾された金属酸化物担持体とともに、密接に混合され、任意選択によって、共押し出しされるか、又は、ペレット化されることができる。ペレット化した、又は、共押し出しした触媒は、任意選択により、粉砕され、篩にかけられて、スラリーのバッチ式、連続式撹拌タンク型反応器、又は固定層型反応器での使用に適当であるサイズにされることができる。
方法の第１及び第２工程は、液相、気相、又は二相条件にて、バッチ又は連続方式で実施可能である。バッチ又は連続操作方式では、使用される触媒の量はそれぞれ、特定の装置構成及び反応条件に依存することとなる。当技術分野で周知である標準的な反応器にて、方法を実行可能である。一実施形態においては、方法は、少なくとも１つのトリクルベット反応器にて実施される。
連続操作の実施形態においては、反応は、トリクルベット反応器にて実行可能であり、この場合、液空間速度は、０．０５〜１０ｈ−１（ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈ）である。別の実施形態においては、液空間速度の範囲は、０．５〜約５ｈ−１（ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈ）である。連続操作の実施形態においては、反応は、トリクルベット反応器にて実行可能であり、この場合、環境条件（油に対する気体の比）で測定される液体容積流量に対する気体容積流量の比は、例えば、１，０００〜約４，０００などの１００〜５，０００である。
本明細書において記載される方法が、以下の実施例において例示される。前述の説明及びこれらの実施例から、当業者であれば、本発明の本質的な特徴を確認することができ、それらの本質及び範囲から逸脱することなく本発明の様々な変更及び改変を施し、本発明を様々な使用及び条件に適合させることができる。
以下の省略形が、実施例において使用される。「℃」は摂氏温度を意味し、「重量％」は重量パーセントを意味し、「ｇ」はグラムを意味し、「ｍｉｎ」は分を意味し、「ｈ」は時間を意味し、「μＬ」はマイクロリットルを意味し、「重量％」は重量パーセントを意味し、「ＲＶ（ｓ）」は反応容器を意味し、「ｐｓｉ」は平方インチ当たりポンドを意味し、「ｍｇ／ｇ」はグラム当たりミリグラムを意味し、「μｍ」はマイクロメーターを意味し、「ｍＬ」はミリリットルを意味し、「ｍｍ」はミリメートルを意味し、「ｃｍ」はセンチメートルを意味し、「ｍＬ／ｍｉｍ」は分当たりミリリットルを意味し、「ＭＰａ」はメガパスカルを意味し、「ＧＣ」はガスクロマトグラフィを意味し、「ＭＳ」は「質量分析」を意味し、「Ｃｏｎｖ」は変換を意味し、「ＬＨＳＶ」は液空間速度を意味し、「１，２ＰＤＯ」は、１，２−プロパンジオールを意味し、
且つ、「ＧＴＯ」は油に対する気体の比を意味する。
材料
他に記載がない限り、市販の材料はすべて、入荷したままの状態で使用した。実施例１〜８におけるイソソルビド（純度９８％）は、Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から購入した。その他の実施例すべてにおけるイソソルビド（試験＞９８％）は、ＡＢＣＲ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ，ＫＧ，Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ，独国から入手した。実施例すべてにおけるテトラヒドロフラン−２，５−ジメタノール（＞９５％）は、（Ｐｅｎｎ Ａ Ｋｅｍ，Ｍｅｍｐｈｉｓ，ＴＮ）から入手した。特に指示しない限り、脱イオン水を使用した。触媒調整のために又は実施例において使用した市販の触媒、触媒担体、及びその他の材料は、以下のリストに記載される。いくつかの実施例においては、材料は、「材料識別名」の欄にて示される文字表示によって示される。
Figure 2015508401
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連続反応器に装填する前に、成形材料（錠剤、押し出し成形物、球形物等）として入手した市販の触媒を、粉砕し篩にかけて０．１２５〜０．１６０ｍｍにした。連続反応器に装填する前に、粉末形態で入手した市販の触媒を、加圧によりペレット化して粉砕し、篩にかけて０．１２５〜０．１６０ｍｍにした。
触媒調製方法Ｉ
「触媒Ｂと緊密に混合された触媒Ａ」と称される触媒試料を、以下の手順を用いて調製した：触媒Ａ又は触媒Ｂが、元々、成形材料（錠剤、押し出し成形物、球形物等）であった場合、初めに粉末形態（＜１２５μｍ）に粉砕した。４ｍＬの触媒それぞれを、最低３０秒間、振とうさせることにより、２５ｍＬのガラスバイアルにてともに混ぜ合わせて混合した。次いで、混合物を、２５０μｍ篩を用いて分別した。連続反応器に装填する前に、篩分けした材料を、加圧によりペレット化して粉砕し、篩にかけて０．１２５〜０．１６０ｍｍにした。
触媒調製方法ＩＩ
「触媒Ｂと別個に混合された触媒Ａ」と称される触媒試料を、以下の手順を用いて調製した：触媒Ａ又は触媒Ｂが、元々、成形材料（錠剤、押し出し成形物、球形物等）であった場合、初めに粉砕し篩にかけて０．１２５〜０．１６０ｍｍにした。触媒Ａ又は触媒Ｂが、元々、粉末形態であった場合、初めに加圧によりペレット化して粉砕し、篩にかけて０．１２５〜０．１６０ｍｍにした。４ｍＬの触媒それぞれを、最低３０秒間、振とうさせることにより、２５ｍＬのガラスバイアルにてともに混ぜ合わせて混合した。
触媒調製方法ＩＩＩ
「担持銅触媒」と称される触媒試料を、以下の手順を用いて調製した：この触媒調製方法に使用する担持体としては、Ｓａｓｏｌ Ａｌｕｍｉｎａ３％Ｌａ、Ｓａｓｏｌ Ａｌｕｍｉｎａ１０％Ｌａ、ＭＥＬ Ｃｅ／ＺｒＯ２ＭｇＯ、及びＨＹ ＣＢＶ７８０が挙げられる。担持体が、元々、成形材料（錠剤、押出し成形物、球形物等）であった場合、粉砕し篩にかけて０．１２５〜０．１６０ｍｍにした。担持体が、元々、粉末形態であった場合、加圧によりペレット化して粉砕し、篩にかけて０．１２５〜０．１６０ｍｍにした。任意選択により、担持体を初期湿潤方法を用いて、適当な濃度のＬａ（ＮＯ３）３ｘＸＨ２Ｏ又はＢａ（ＮＯ３）２溶液で、試験振とう機にて混合された磁器皿中で、環境条件にて、ランタン又はバリウムで含浸した。混合物は、孔付き乾燥機にて、８０℃で乾燥させた。乾燥した触媒を、マッフル炉にて、空気中、４時間、３００℃で、傾斜速度１℃／分において焼成した。
引き続き、担持体、即ちＬａ／Ｂａ含浸担持体を、初期湿潤方法を用いて、適当な濃度のＣｕ（ＮＯ３）２×２．５Ｈ２Ｏ溶液で、試験振とう機にて混合された磁器皿中で、環境条件にて、銅で含浸した。混合物は、孔付き乾燥機にて、８０℃で乾燥させた。乾燥した触媒を、マッフル炉にて、空気中、４時間、３００℃で、傾斜速度１℃／分において焼成した。焼成した銅含浸触媒を、篩にかけて０．１２５〜０．１６０ｍｍにした。示差走査熱量測定（ＤＳＣ）分析（１８０〜３３０℃での１〜２滞留、滞留時間＝２時間、窒素下にて環境温度まで冷却）によって求められた温度で、窒素中５％の水素を使用して、触媒を還元した。
反応器操作手順
特に指定されない限り、以下の実施例に記載の反応は、以下の手順を用いて、ステンレス鋼（ＳＳ３１６）連続トリクルベット反応器（ＩＤ＝０．４ｃｍ）にて実行した。
反応器を、約１ｍＬの触媒で充填した。触媒を、予め還元しなかった場合、以下の手順を、インサイチュの還元に使用した。反応器を、形成気体（窒素中５％の水素）の下、１℃／分の速度にて、所望の還元温度に加熱し（実施例を参照されたい）、この場合、反応器を、所望の持続時間、通常２〜３時間、保持した。様々な反応条件（温度、圧力、供給濃度）の下で複数の反応を実施するために、予め還元した、又は、インサイチュにて還元した触媒を使用した。反応器温度は、目標の第１の温度に調整され、形成気体、及び、水又は水性基材溶液の下、一晩保持した。その後、気体供給を１００％の水素、及び、液体供給を所望の水性基材濃度に変更することによって、第１の反応条件が開始した。液体容積供給速度は、ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈの単位にて測定された、目標の液空間速度（ＬＨＳＶ）に対応するように調整された。特に指定されない限り、環境条件（油に対する気体の比、ＧＴＯ）で測定される、液体容積流量に対する気体容積流量の比は、４，０００の値に調整された。それぞれの反応条件における液体流出物試料を、最低２４時間の連続操作の後、採取した。液体試料を、定量的ＧＣ分析によって分析した。
分析方法
反応溶液の試料を、ｎ−プロパノールで希釈し、標準的な５μｍ使い捨てフィルターを通して濾過し、標準的なＧＣ及びＧＣ／ＭＳ装置：Ａｇｉｌｅｎｔ５９７５Ｃ、ＨＰ５８９０、Ｓｔａｂｉｌｗａｘ Ｃｏｌｕｍｎ Ｒｅｓｔｅｋ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｂｅｌｌｅｆｏｎｔｅ、ＰＡ（３０ｍ×０．２５ｍｍ、０．５ミクロン膜厚）を用いてＧＣ及びＧＣ／ＭＳ分析にて分析した。保持時間及び質量スペクトルを基準試料のものと照らし合わせて、反応生成物混合物の化学成分を同定した。
実施例１
ステンレス鋼（ＳＳ３１６）圧力反応器において、６ｇのイソソルビドを１４ｍＬの水に溶解し、１ｇの触媒（ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３、Ｓｕｅｄｃｈｅｍｉｅ Ａｃｔｉｓｏｒｂ（登録商標）３０１）と混ぜ合わせた。反応器を、高圧ガス集合装置に接続し、内容物を窒素ガス（１０００ｐｓｉ、６．８９ＭＰａ）にて３回置換洗浄し、その後、水素を加えた。約６００ｐｓｉ（４．１４ＭＰａ）の水素を加え、反応器を２５０°Ｃに加熱し、１０００ｐｓｉ（６．８９ＭＰａ）の目標圧力に到達するように、より多くの水素を加えることによって、圧力の最終的な調整を行った。１６時間後、反応器を２時間以内に室温まで冷却し減圧した。標準的な５μｍ使い捨てフィルターを通して反応生成物混合物を濾過し、試料を前述の通り分析した。反応器流出物の結果を表１に示す。
Figure 2015508401
実施例２〜８
イソソルビドの１０重量％水溶液約０．７５ｍＬを、表２に示すように目標量の触媒（ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３、ＳｕｅｄＣｈｅｍｉｅ ＡｃｔｉＳｏｒｂ（登録商標）３０１）と混ぜ合わせて、磁気攪拌棒を備え、且つ、蒸気移動速度を制限する有孔隔膜を有するガラスバイアルに入れた。バイアルをステンレス鋼（ＳＳ３１６）平行圧力反応器（８つの個々のウェル）に置いた。反応器を、高圧ガス集合装置に接続し、内容物を窒素ガス（１０００ｐｓｉ、６．８９ＭＰａ）にて３回置換洗浄し、その後、水素を加えた。約６００ｐｓｉ（４．１４ＭＰａ）の水素を加え、反応器を２５０°Ｃに加熱し、約１０００ｐｓｉ（６．８９ＭＰａ）の目標圧力に到達するように、より多くの水素を加えることによって、圧力の最終的な調整を行った。
４時間後、反応器を２時間以内に室温まで冷却し減圧した。反応溶液をｎ−プロパノールで希釈し、標準的な５μｍ使い捨てフィルターを通して濾過し、試料を採取し、前述の通り分析した。反応器流出物の結果を表２に示す。これらの実施例においては、１，２ＰＤＯは観察されなかった。
Figure 2015508401
実施例９
反応器にＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３（ＳｕｅｄＣｈｅｍｉｅ Ａｃｔｉｓｏｒｂ（登録商標）３０１）触媒を入れた。触媒を、インサイチュにて、３時間、２５０℃で還元した。イソソルビドの２．５重量％水溶液を、液体供給として使用した。液体供給容積供給速度は、０．５ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈに等しい液空間速度（ＬＨＳＶ）に対応した。
１００バールの水素圧下、２４０℃〜２８０℃での、異なる温度における生成物の収率を表３に示す。テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノール（ＴＤＭ）についてのモル収率は、７％〜３０％の範囲であった。
Figure 2015508401
実施例１０
反応器にＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３（ＳｕｅｄＣｈｅｍｉｅ Ｔ−４４６６）触媒を入れた。イソソルビドの２．５重量％水溶液を、液体供給として使用した。触媒を、インサイチュにて、３時間、２５０℃で還元した。液体供給容積供給速度は、０．５ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈに等しい液空間速度（ＬＨＳＶ）に対応した。
１００バールの水素圧下、２４０℃〜２８０℃での、異なる温度における生成物の収率を表４に示す。ＴＤＭについてのモル収率は、８％〜１４％の範囲であった。
Figure 2015508401
実施例１１
前述の「使用した市販の材料及びその情報源の表」においてＡ〜Ｃ、Ｅ、及びＧ〜Ｏと称される市販の銅触媒を用いてイソソルビドの水素化を行った。すべての触媒を、インサイチュにて、３時間、２５０℃で還元した。
イソソルビドの２．５重量％水溶液を、これらの実験において液体供給として使用した。液体供給容積供給速度は、０．５ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈに等しい液空間速度（ＬＨＳＶ）に対応した。
１００バールの水素圧下、２４０℃〜２８０℃での、生成物の収率を表５に示す。
Figure 2015508401
実施例１２
イソソルビドの水素化を、ＣｕＯ／ＳｉＯ２触媒、及び以下のＣｕＯ／ＳｉＯ２と不均一酸性触媒の混合物：ＣｕＯ／ＳｉＯ２（ＢＡＳＦ Ｃｕ−０８６０）、ＨＹ ＣＢＶ７８０と緊密に混合されたＣｕＯ／ＳｉＯ２（ＢＡＳＦ Ｃｕ−０８６０）、ＨＹ ＣＢＶ７８０と別個に混合されたＣｕＯ／ＳｉＯ２（ＢＡＳＦ Ｃｕ−０８６０）、ＺｒＯ２と緊密に混合されたＣｕＯ／ＳｉＯ２（ＢＡＳＦ Ｃｕ−０８６０）、及びＮｂ２Ｏ５と緊密に混合されたＣｕＯ／ＳｉＯ２（ＢＡＳＦ Ｃｕ−０８６０）を用いて行った。混合触媒を、触媒調製方法Ｉ及び触媒調製方法ＩＩを用いて調製した。すべての触媒を、インサイチュにて、２時間、３００℃で還元した。
イソソルビドの２．５重量％水溶液を、すべての実験において液体供給として使用した。液体供給容積供給速度は、０．５ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈに等しい液空間速度（ＬＨＳＶ）に対応した。１００バールの水素圧下、２４０〜２８０℃での、異なる温度における生成物の収率を表６に示す。
Figure 2015508401
実施例１３
反応器での実験を、不均一酸性触媒と混合された以下の市販の銅触媒：ＨＹ ＣＢＶ７８０と緊密に混合されたＣｕＯ／ＺｎＯ（ＳｕｅｄＣｈｅｍｉｅ Ｔ−２１３０）、ＺｒＯ２ＷＯ３と緊密に混合されたＣｕＯ／ＺｎＯ（ＳｕｅｄＣｈｅｍｉｅ Ｔ−２１３０）、ＺｒＯ２と緊密に混合されたＣｕＯ／ＮｉＯ（Ｓｈｅｐｈｅｒｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＬＢ ３３０７）、及びＺｒＯ２ＷＯ３と緊密に混合されたＣｕＯ／ＭｎＯ２（ＳｕｅｄＣｈｅｍｉｅ Ｔ−４４８９）を用いて行った。触媒を、触媒調製方法ＩＩを用いて調製した。すべての触媒を、インサイチュにて、２時間、３００℃で還元した。
イソソルビドの２．５重量％水溶液を、すべての実験において液体供給として使用した。液体供給容積供給速度は、０．５ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈに等しい液空間速度（ＬＨＳＶ）に対応した。１００バールの水素圧下、２４０℃〜２６０℃での、生成物の収率を表７に示す。
Figure 2015508401
実施例１４
以下の担持銅触媒を、触媒調製方法ＩＩＩを用いて調製した：Ｓａｓｏｌ Ａｌｕｍｉｎａ３％Ｌａ７％Ｃｕ、Ｓａｓｏｌ Ａｌｕｍｉｎａ３％Ｌａ１５％Ｃｕ、ＺｒＯ２７％Ｌａ７％Ｃｕ、ＺｒＯ２７％Ｂａ７％Ｃｕ、ＭＥＬ Ｃｅ／Ｚｒ２Ｏ３３％Ｃｕ、ＭｇＯ３％Ｃｕ、ＨＹ ＣＢＶ７８０ １２％Ｌａ１５％Ｃｕ、及びＨＹ ＣＢＶ７８０ １２％Ｂａ１５％。
イソソルビドの２．５重量％水溶液を、すべての実験において液体供給として使用した。液体供給容積供給速度は、０．５ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈに等しい液空間速度（ＬＨＳＶ）に対応した。１００バールの水素圧下、２４０℃〜２８０℃での、生成物の収率を表８に示す。
Figure 2015508401
実施例１５
前述の「使用した市販の材料及びその情報源の表」においてＡ〜Ｈ及びＭ〜Ｎと称される以下の市販の銅触媒を用いて、反応器での実験を行った。すべての触媒を、インサイチュにて、３時間、２５０℃で還元した。
２．５重量％のＴＤＭ供給水溶液を、これらの実験において液体供給として使用した。液体供給容積速度は、０．５ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈに等しい液空間速度（ＬＨＳＶ）に対応した。１００バールの水素圧下、２６０℃〜２８０℃での、様々な触媒における生成物の収率を表９に示す。
Figure 2015508401
実施例１６
反応器での実験を、不均一酸性触媒と混合された市販の銅触媒を用いて行った。触媒を、触媒調製方法ＩＩを用いて調製した。すべての触媒を、インサイチュにて、２時間、３００℃で還元した。２．５重量％のＴＤＭ水溶液を、すべての実験において液体供給として使用した。液体供給容積供給速度は、０．５ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈに等しい液空間速度（ＬＨＳＶ）に対応した。１００バールの水素圧下、２４０℃〜２８０℃での、生成物の収率を表１０に示す。
Figure 2015508401
実施例１７
以下の担持銅触媒を、触媒調製方法ＩＩＩを用いて調製した：Ｓａｓｏｌ Ａｌｕｍｉｎａ１０％Ｌａ３％Ｃｕ、Ｓａｓｏｌ Ａｌｕｍｉｎａ１０％Ｌａ７％Ｃｕ、ＭＥＬ Ｃｅ／ＺｒＯ２７％Ｃｕ、ＭＥＬ Ｃｅ／ＺｒＯ２１５％Ｃｕ、ＭｇＯ３％Ｃｕ、ＭｇＯ７％Ｃｕ、ＺｒＯ２１５％Ｃｕ１５％Ｌａ、及びＨＹＣＢＶ７８０ １５％Ｃｕ１２％Ｂａ。
ＴＤＭの水溶液（２．５重量％又は１０重量％）を、すべての実験において液体供給として使用した。液体供給容積供給速度は、０．５ｍＬ液体供給／ｍＬ触媒／ｈに等しい液空間速度（ＬＨＳＶ）に対応した。１００バールの水素圧下、２６０℃〜２８０℃での、生成物の収率を表１１に示す。
Figure 2015508401

Claims (15)

  1. ａ）約１５０℃〜約４００℃の第１の温度及び約５００ｐｓｉ〜約５０００ｐｓｉの第１の圧力で、第１の水素化触媒の存在下にて、イソソルビドを水素と接触させて、テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールを含む第１の生成物混合物を形成する工程を含む方法。
  2. 前記第１の生成物混合物は、１，６−ヘキサンジオールを更に含む、請求項１に記載の方法。
  3. ｂ）約１２０℃〜約３５０℃の第２の温度で、水素及び第２の水素化触媒の存在下にて、前記第１の生成物混合物を加熱して、１，６−ヘキサンジオールを含む第２の生成物混合物を形成する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記第１及び第２の水素化触媒は同一である、請求項３に記載の方法。
  5. 前記触媒は銅を含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記触媒はＣｕＯを含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記触媒は、触媒の総質量に基づいて、２質量パーセントから９８質量パーセントのＣｕＯを含み、且つ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化クロム、シリカ、アルミナ、二酸化ジルコニウム、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化鉄、酸化銀、及び酸化コバルトからなる群から選択される９８質量パーセントから２質量パーセントの少なくとも１つの酸化物を更に含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記触媒は酸化マグネシウムを更に含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記触媒は酸化亜鉛を更に含む、請求項７に記載の方法。
  10. 前記触媒は、ＢａＯ／ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３／ＳｉＯ２、ＢａＯ／ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３、ＢａＯ／ＣｕＯ／ＭｎＯ２／Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯ／ＳｉＯ２、ＣｕＯ／Ａｌ２Ｏ３、ＣｕＯ／ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３／ＭｎＯ２、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯ／ＭｎＯ２、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯ／ＳｉＯ２／Ｃｒ２Ｏ３／ＭｇＯ、ＣｕＯ／ＮｉＯ、又はＮｉＯ／ＣｕＯ／Ｋ２Ｏ／Ｃｒ２Ｏ３／ＣａＦ２を含む、請求項１に記載の方法。
  11. 前記触媒はＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３を含む、請求項１に記載の方法。
  12. 前記第１の生成物混合物は、１つ以上の１，２，６−ヘキサントリオール及び２−ヒドロキシメチルテトラヒドロピランを更に含む、請求項１に記載の方法。
  13. 前記第２の生成物混合物は、１つ以上の１，２，６−ヘキサントリオール、１，２−シクロヘキサンジオール、１，５−ペンタンジオール、及び１，５−ヘキサンジオールを更に含む、請求項３に記載の方法。
  14. 前記第１の温度は、約２００℃〜約２９０℃であり、且つ、前記第１の圧力は、約１０００ｐｓｉ〜約２０００ｐｓｉである、請求項７に記載の方法。
  15. 前記第２の水素化触媒は、前記触媒の総質量に基づいて、２質量パーセントから９８質量パーセントのＣｕＯを含み、且つ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化クロム、シリカ、アルミナ、二酸化ジルコニウム、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化鉄、酸化銀、及び酸化コバルトからなる群から選択される９８質量パーセントから２質量パーセントの少なくとも１つの酸化物を更に含む、請求項３に記載の方法。
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