KR102013014B1 - Method of producing coupled radical products via desulfoxylation - Google Patents

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Abstract

커플링된 라디칼 생성물을 제조하는 방법을 제공한다. 방법은 술폰산의 나트륨 염 (R-SO3-Na)을 수득하는 단계를 포함한다. 이어서, 알칼리 금속 염은 전해 전지의 일부로서 애노드액에서 사용된다. 전해 전지는 알칼리 이온 전도성 막 (예컨대 NaSICON 막)을 포함할 수 있다. 전지가 가동되는 경우, 술폰산의 알칼리 금속 염이 탈술폭실화되고 라디칼이 형성된다. 이어서, 이러한 라디칼은 다른 라디칼에 결합됨으로써 커플링된 라디칼 생성물, 예컨대 탄화수소를 생성한다. 생성된 탄화수소는 출발 물질에 따라, 예를 들어 포화, 불포화, 분지형, 또는 비분지형일 수 있다.Provided are methods for preparing coupled radical products. The method includes obtaining a sodium salt of sulfonic acid (R-SO 3 -Na). Alkali metal salts are then used in the anolyte as part of the electrolytic cell. The electrolytic cell may comprise an alkali ion conductive membrane (such as a NaSICON membrane). When the cell is running, the alkali metal salt of sulfonic acid is desulfonylated and radicals are formed. These radicals then bind to other radicals to produce coupled radical products, such as hydrocarbons. The resulting hydrocarbons can be, for example, saturated, unsaturated, branched, or unbranched, depending on the starting material.

Description

탈술폭실화를 통한 커플링된 라디칼 생성물의 제조 방법 {METHOD OF PRODUCING COUPLED RADICAL PRODUCTS VIA DESULFOXYLATION}METHOD OF PRODUCING COUPLED RADICAL PRODUCTS VIA DESULFOXYLATION

<선행 출원의 상호참조><Cross-reference of Prior Application>

본 출원은 2013년 3월 6일에 출원된 미국 특허 가출원 61/773,610을 우선권 주장한다. 본 출원은 또한 2010년 7월 21일에 출원된 미국 특허 출원 12/840,508 ('508 출원)의 부분 계속 출원이다. '508 출원은 2009년 7월 23일에 출원된 미국 특허 가출원 61/228,078, 2009년 11월 5일에 출원된 미국 특허 출원 61/258,557, 및 2009년 11월 13일에 출원된 미국 특허 가출원 61/260,961을 우선권 주장한다. 본 출원은 또한 2010년 7월 21일에 출원된 미국 특허 출원 12/840,401의 부분 계속 출원이다. 본 출원은 또한 미국 특허 출원 12/840,913의 부분 계속 출원이다. 본 출원은 또한 미국 특허 출원 13/612,192의 부분 계속 출원이다.This application claims priority to US patent provisional application 61 / 773,610, filed March 6, 2013. This application is also a partial continuing application of US patent application 12 / 840,508 (the '508 application), filed July 21, 2010. The '508 application was filed on July 23, 2009, US Provisional Application No. 61 / 228,078, filed on November 5, 2009, and US Patent Application 61 / 258,557, filed on November 13, 2009; Insist on / 260,961. This application is also a partial continuing application of US patent application 12 / 840,401, filed July 21, 2010. This application is also a partial continuing application of US patent application 12 / 840,913. This application is also a partial continuing application of US patent application 13 / 612,192.

이러한 특허 가출원 및 특허 정규 출원은 명확하게 본원에 참조로 포함된다.Such patent provisional applications and patent formal applications are expressly incorporated herein by reference.

알킬 술페이트의 나트륨 염은 용이하게 제조되는 유용한 화학물질이다. 이러한 화학물질은 통상적으로 다음의 구조를 갖는다:Sodium salts of alkyl sulfates are useful chemicals that are readily prepared. Such chemicals typically have the following structure:

[R-SO3]- Na+ [R-SO 3] - Na +

이러한 유형의 화학물질의 한 특정한 예에는 세제에서 일반적으로 사용되는 나트륨 도데실벤젠술포네이트가 있다:One particular example of this type of chemical is sodium dodecylbenzenesulfonate commonly used in detergents:

Figure 112015095081249-pct00001
Figure 112015095081249-pct00001

물론, 임의의 "R"기가 알킬 술페이트에 첨가될 수 있다.Of course, any "R" group can be added to the alkyl sulfate.

알킬 술페이트의 나트륨 염은 일반적으로 세제, 화장품, 계면활성제, 샴푸, 크로마토그래피 및 다른 유용한 제품/공정에서 발견된다. 이에 따라, 이러한 화학물질은 용이하게 입수가능하고 안전하고 생분해성인 것으로 간주된다.Sodium salts of alkyl sulfates are generally found in detergents, cosmetics, surfactants, shampoos, chromatography and other useful products / processes. Accordingly, such chemicals are considered readily available, safe and biodegradable.

동시에, 알킬 술페이트의 나트륨 염을 반응시켜 여러 유기 화학물질을 형성할 수 있는 새로운 방법에 대한 필요성이 존재한다. 이러한 방법이 본원에서 개시된다. At the same time, there is a need for new methods that can react the sodium salts of alkyl sulfates to form various organic chemicals. Such a method is disclosed herein.

알킬 술포네이트의 나트륨 염 ([R-SO3]- Na+ )이 수득될 것이다. 일단 수득되면, 이러한 알킬 술포네이트는 전해 전지에서 사용하기 위한 애노드액에 혼입될 수 있다. 이러한 애노드액은 (([R-SO3]- Na+) 이외에) 용매 (예컨대 물, 메탄올 등) 및 임의로 지지 전해질을 또한 포함할 수 있다. 편의를 위해, 알킬 술포네이트 ([R-SO3]- Na+)는 본원에서 또한 R-SO3-Na으로서 나타낼 수 있다.Sodium salts of alkyl sulfonates ([R-SO 3] - Na +) will be obtained. Once obtained, such alkyl sulfonates can be incorporated into the anolyte for use in electrolytic cells. Such anolyte may also include a solvent (such as water, methanol, etc.) and optionally a supporting electrolyte (in addition to ([[R—SO 3 ] Na + )). For convenience, the alkyl sulfonate ([R-SO 3] - Na +) may be represented also as R-SO 3 -Na herein.

애노드액은 전지를 애노드액 구획 및 캐소드액 구획의 두 구획으로 나누는 나트륨 이온 전도성 세라믹 막을 사용하는 전해 전지에 공급된다. 전형적인 막은 NaSICON 막이다. NaSICON은 전형적으로 실온에서 나트륨 이온에 대해 비교적 높은 이온 전도도를 갖는다. 별법으로, 알칼리 금속이 리튬인 경우, 이어서 막의 실시양태를 구성하기 위해 사용될 수 있는 특히 매우 적합한 물질은 LiSICON이다. 별법으로, 알칼리 금속이 칼륨인 경우, 이어서 막의 실시양태를 구성하기 위해 사용될 수 있는 특히 매우 적합한 물질은 KSICON이다. 이러한 고체 전해질 막의 다른 예에는 NaSICON 구조를 기초로 하는 것들, 나트륨 전도성 유리, 베타 알루미나 및 고체 중합체성 나트륨 이온 도체가 포함된다. 이러한 물질은 상업적으로 입수가능하다. 또한, 이러한 막은 애노드액에 있을 수 있는 불순물에 대해 내성이 있고 불순물이 캐소드액과 혼합되지 않게 할 것이다. 따라서, 불순물 (바이오매스로부터 유래됨)은 전지에 애노드액을 위치시키기 전에 반드시 제거되어야 하는 것은 아니다.The anolyte is fed to an electrolytic cell using a sodium ion conductive ceramic membrane that divides the cell into two compartments, the anolyte compartment and the catholyte compartment. Typical membranes are NaSICON membranes. NaSICON typically has a relatively high ionic conductivity for sodium ions at room temperature. Alternatively, if the alkali metal is lithium, then a particularly very suitable material that can be used to construct the embodiment of the membrane is LiSICON. Alternatively, if the alkali metal is potassium, then a particularly very suitable material that can be used to constitute the embodiments of the membrane is KSICON. Other examples of such solid electrolyte membranes include those based on NaSICON structures, sodium conductive glass, beta alumina and solid polymeric sodium ion conductors. Such materials are commercially available. In addition, such membranes are resistant to impurities that may be present in the anolyte and will not allow impurities to mix with the catholyte. Thus, impurities (derived from biomass) do not necessarily have to be removed before placing the anolyte in the cell.

전해 전지는 표준 병렬 플레이트 전극을 사용할 수 있으며, 여기서 편평한 플레이트 전극 및/또는 편평한 막이 사용된다. 다른 실시양태에서, 전해 전지는 관형 유형 전지일 수 있으며, 여기서 관형 전극 및/또는 관형 막이 사용된다. Electrolytic cells can use standard parallel plate electrodes, where flat plate electrodes and / or flat membranes are used. In other embodiments, the electrolytic cell may be a tubular type cell, where tubular electrodes and / or tubular membranes are used.

전기화학적으로 활성인 제1 애노드가 전지에서 발견될 수 있고, 제1 애노드액 구획에 수용될 수 있다. 애노드는 매끈한 백금, 스테인리스강으로 이루어지거나, 또는 탄소 기초 전극일 수 있다. 탄소 기초 전극의 예에는 붕소 도핑된 다이아몬드, 유리질 탄소, 합성 탄소, 치수 안정성 애노드 (DSA), 및 이산화납이 포함된다. 다른 물질이 또한 전극을 위해 사용될 수 있다. 제1 애노드는 목적하는 반응을 수행시킨다. 전지의 이러한 애노드액 구획에서, 산화 (탈술폭실화) 반응 및 후속 라디칼-라디칼 커플링이 수행된다. 한 실시양태에서, 술폰산의 애노드 탈술폭실화/산화 커플링은 공지된 "콜베(Kolbe) 반응"과 유사한 반응을 통해 발생한다. 표준 콜베 반응은 자유 라디칼 반응이고 이는 하기에 나타내었다:An electrochemically active first anode can be found in the cell and housed in the first anolyte compartment. The anode may be made of smooth platinum, stainless steel, or may be a carbon based electrode. Examples of carbon based electrodes include boron doped diamond, glassy carbon, synthetic carbon, dimensional stability anode (DSA), and lead dioxide. Other materials can also be used for the electrodes. The first anode carries out the desired reaction. In this anolyte compartment of the cell, an oxidation (desulfoxylation) reaction and subsequent radical-radical coupling are performed. In one embodiment, the anode desulfurization / oxidation coupling of sulfonic acid occurs via a reaction similar to the known “Kolbe reaction”. The standard Kolbe reaction is a free radical reaction, which is shown below:

2R-COOH → R-R + 2CO2 + 2e- + 2H+ 2R-COOH → RR + 2CO 2 + 2e - + 2H +

(카르복실산) (커플링된 라디칼 생성물)(Carboxylic acid) (coupled radical product)

이러한 콜베 반응은 메탄올계 비수용액에서 전형적으로 수행되며, 부분적으로 중화된 산 (알칼리 염의 형태)이 병렬 플레이트 유형 전기화학 전지와 함께 사용된다. 전지에서 사용되는 애노드액은 높은 밀도를 가질 수 있다.This Kolbe reaction is typically performed in methanolic non-aqueous solutions, in which partially neutralized acids (in the form of alkali salts) are used with parallel plate type electrochemical cells. The anolyte used in the cell may have a high density.

콜베 반응으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 두 카르복실산 분자의 "R"기가 함께 커플링됨으로써 커플링된 라디칼 생성물을 초래한다. 한 실시양태에서, 콜베 반응은 두 "R 라디칼" (R

Figure 112015095081249-pct00002
)이 형성되고 후속적으로 함께 배합되어 탄소-탄소 결합을 형성하는 자유 라디칼 반응이다. 사용되는 출발 물질에 따라, 커플링된 라디칼 생성물이 탄화수소 또는 일부 다른 사슬일 수 있음이 통상의 기술자에 의해 인지될 것이다. 커플링된 라디칼 생성물은 이량체, 또는 하나 이상의 고탄소 또는 저탄소 함유 물질을 포함하는 혼합 생성물일 수 있다. 커플링된 라디칼 생성물에서 라디칼은 알킬-기초 라디칼, 수소-기초 라디칼, 산소-기초 라디칼, 질소-기초 라디칼, 다른 탄화수소 라디칼, 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 탄화수소가 커플링된 라디칼 생성물로서 하기 실시예에 나타나 있으나, 탄화수소는 일부 다른 적절한 커플링된 라디칼 생성물로 자유롭게 대체될 수 있다.As can be seen from the Kolbe reaction, the "R" groups of the two carboxylic acid molecules are coupled together resulting in a coupled radical product. In one embodiment, the Kolbe reaction consists of two “R radicals” (R
Figure 112015095081249-pct00002
) Is a free radical reaction that is formed and subsequently combined together to form a carbon-carbon bond. Depending on the starting materials used, it will be appreciated by those skilled in the art that the coupled radical product may be a hydrocarbon or some other chain. The coupled radical product may be a dimer or a mixed product comprising one or more high carbon or low carbon containing materials. Radicals in the coupled radical product may include alkyl-based radicals, hydrogen-based radicals, oxygen-based radicals, nitrogen-based radicals, other hydrocarbon radicals, and combinations thereof. Thus, while hydrocarbons are shown in the examples below as coupled radical products, hydrocarbons may be freely replaced by some other suitable coupled radical product.

그러나, 상기 언급된 바와 같이, 본 발명의 실시양태는 애노드에서 카르복실산 자체보다는 술폰산의 나트륨 염 (또는 알칼리 금속 염)을 사용할 수 있다. 따라서, (지방산의 형태의 카르복실산을 사용하는) 표준 콜베 반응을 사용하기보다는, 본 발명의 실시양태는 애노드에서 다음의 반응을 수행하는 것을 포함할 수 있다:However, as mentioned above, embodiments of the present invention may use sodium salts of sulfonic acids (or alkali metal salts) rather than carboxylic acids themselves at the anode. Thus, rather than using a standard Kolbe reaction (using carboxylic acid in the form of fatty acids), embodiments of the invention may include performing the following reactions at the anode:

2 ([R-SO3]- Na+) → R-R + 2SOx + 2e- + 2Na+ 2 ([R-SO 3] - Na +) → RR + 2SO x + 2e - + 2Na +

(알킬 술포네이트의 나트륨 염) (커플링된 라디칼 생성물)(Sodium salt of alkyl sulfonate) (coupled radical product)

다시, 이러한 실시양태는 두 "R"기가 함께 커플링되어 커플링된 라디칼 생성물, 예컨대 탄화수소를 형성시킨다. 술폰산 자체 대신에 술폰산의 나트륨 염을 사용하는 것의 뚜렷한 이점이 있다:Again, this embodiment couples two “R” groups together to form a coupled radical product, such as a hydrocarbon. There is a distinct advantage to using the sodium salt of sulfonic acid instead of sulfonic acid itself:

ㆍ ([R-SO3]- Na+)은 R-SO3-H보다 더 극성이고 따라서 이는 더 낮은 전압에서 더 탈술폰화 (반응)될 것이고;And ([R-SO 3] - Na +) is more polar than the R-SO 3 -H Therefore, it will be more talsul sulfonation (a reaction) at a lower voltage;

ㆍ 전해질 전도도가 술폰산 자체보다는 술폰산의 나트륨 염에 대해 더 높을 수 있고;Electrolyte conductivity may be higher for the sodium salt of sulfonic acid than for sulfonic acid itself;

ㆍ 애노드액 및 캐소드액이 완전히 상이하여 각각의 전극에서 상이한 반응을 수행하게 할 수 있다.The anolyte and catholyte can be completely different so that different reactions can be carried out at each electrode.

상기 언급된 바와 같이, 전지는 나트륨 이온 전도성 막을 포함하는 막을 함유한다. 이러한 막은 전기 전위의 영향 하에 애노드액 구획으로부터 캐소드액 구획으로 나트륨 이온 (Na+)을 선택적으로 전달하면서, 동시에 애노드액과 캐소드액이 혼합되는 것을 방지한다.As mentioned above, the cell contains a membrane comprising a sodium ion conductive membrane. This membrane selectively transfers sodium ions (Na + ) from the anolyte compartment to the catholyte compartment under the influence of electrical potential, while simultaneously preventing the anolyte and catholyte from mixing.

캐소드액은 NaOH 수용액 또는 메탄올/나트륨 메톡시드 비수용액일 수 있다 (애노드액은 수성 또는 비수성일 수 있음). 전기화학적으로 활성인 캐소드는 캐소드액 구획에서 수용되며, 여기서 환원 반응이 수행된다. 이러한 환원 반응은 다음과 같이 기록될 수 있다:The catholyte may be an aqueous NaOH solution or a methanol / sodium methoxide nonaqueous solution (the anolyte may be aqueous or nonaqueous). The electrochemically active cathode is received in the catholyte compartment, where the reduction reaction is carried out. This reduction reaction can be recorded as follows:

2Na+ + 2H2O + 2e- → 2NaOH + H2 2Na + + 2H 2 O + 2e - → 2NaOH + H 2

2Na+ + 2CH3OH + 2e- → 2NaOCH3 + H2 2Na + + 2CH 3 OH + 2e - → 2NaOCH 3 + H 2

수소 가스는 캐소드에서의 환원 반응의 생성물이다. NaOH (수산화나트륨) 또는 NaOCH3 (나트륨 메톡시드)가 또한 제조된다. 이러한 NaOH 또는 NaOCH3는 반응에서 사용되어 R-SO3-Na을 형성하는 염기이다. 따라서, 이러한 반응은 실제로 전체 공정에서 필요한 반응물 중 하나를 (캐소드액 구획에서) 재생시킬 수 있다. 이러한 NaOH 또는 NaOCH3는 회수되고 추가의 반응에서 재사용될 수 있다. NaOH 또는 NaOCH3를 재생시키고 재사용하는 능력이 유리하고, 공정의 전체 비용을 유의하게 감소시킬 수 있다.Hydrogen gas is the product of a reduction reaction at the cathode. NaOH (sodium hydroxide) or NaOCH 3 (sodium methoxide) is also prepared. Such NaOH or NaOCH 3 is the base used in the reaction to form R-SO 3 -Na. Thus, this reaction can actually regenerate (in the catholyte compartment) one of the reactants required for the whole process. This NaOH or NaOCH 3 can be recovered and reused in further reactions. The ability to regenerate and reuse NaOH or NaOCH 3 is advantageous and can significantly reduce the overall cost of the process.

별법의 실시양태에서, R-SO3-Na 이외에 적은 개수의 탄소 원자를 갖는 술폰산의 나트륨 염 (예컨대 CH3SO3-Na)을 애노드액에 첨가할 수 있다. 이러한 술포네이트의 첨가가 일부 실시양태에서 유리할 수 있는데, 이는:In an alternative embodiment, the sodium salt of sulfonic acid (eg CH 3 SO 3 -Na) having a small number of carbon atoms other than R-SO 3 -Na can be added to the anolyte. The addition of such sulfonates may be advantageous in some embodiments, which:

ㆍ 이것이 용매에서 매우 가용성이기 때문에 적합한 지지 전해질로서 작용함으로써 애노드액에서 높은 전해질 전도도를 제공할 수 있고;Because it is highly soluble in the solvent, it can serve as a suitable supporting electrolyte to provide high electrolyte conductivity in the anolyte solution;

ㆍ 이는 자체로 (전해 공정에서) 탈술폰화되고 다음의 반응에 의해 CH3

Figure 112015095081249-pct00003
(메틸 라디칼)를 생성할 것이고:It is desulfonated on its own (in the electrolytic process) and CH 3 by
Figure 112015095081249-pct00003
Will produce (methyl radicals):

2CH3-SO3-Na → CH3

Figure 112015095081249-pct00004
+ 2SOx + 2e- + 2Na+ 2CH 3 -SO 3 -Na → CH 3
Figure 112015095081249-pct00004
+ 2SO x + 2e - + 2Na +

(메틸 라디칼)                      (Methyl radical)

ㆍ 이어, 메틸 라디칼이 술폰산의 탄화수소기와 반응하여 추가의 CH3- 관능기를 갖는 탄화수소를 형성할 수 있기 때문이다:This is because the methyl radicals can then react with the hydrocarbon groups of sulfonic acids to form hydrocarbons with additional CH 3 -functional groups:

CH3

Figure 112015095081249-pct00005
+ R
Figure 112015095081249-pct00006
→ CH3-RCH 3
Figure 112015095081249-pct00005
+ R
Figure 112015095081249-pct00006
→ CH 3 -R

(메틸 라디칼) (술폰산의 라디칼)(Methyl radical) (radical of sulfonic acid)

따라서, 한 실시양태에서, 애노드액의 일부로서 CH3-SO3-Na을 사용함으로써, 이러한 실시양태는 술폰산으로부터의 두 탄화수소 라디칼을 함께 커플링시키거나 (R-R) 또는 술폰산의 라디칼과 CH3-SO3-Na으로부터의 메틸 라디칼을 커플링시킴으로써 혼합 탄화수소 생성물을 생성할 수 있다. 생성물의 이러한 혼합물은 분리되고 목적하는대로 사용될 수 있다. 물론, 이러한 실시양태는 추가의 반응물로서 CH3-SO3-Na을 사용하는 것으로 나타났다. 별법으로, 적은 개수의 탄소 원자를 갖는 다른 술폰산의 나트륨 염을 또한 사용하여 탄소 라디칼을 술폰산의 라디칼에 커플링시킬 수 있다.Thus, in one embodiment, by using CH 3 -SO 3 -Na as part of the anolyte solution, this embodiment couples two hydrocarbon radicals from sulfonic acid together (RR) or the radicals of sulfonic acid and CH 3 − Coupling a methyl radical from SO 3 -Na can produce a mixed hydrocarbon product. This mixture of products can be separated and used as desired. Of course, this embodiment has been shown to use CH 3 -SO 3 -Na as a further reactant. Alternatively, sodium salts of other sulfonic acids having a small number of carbon atoms can also be used to couple the carbon radicals to the radicals of sulfonic acid.

본 발명의 실시양태를 사용하여 각종 상이한 탄화수소 또는 커플링된 라디칼 생성물이 형성될 수 있음을 인지할 것이다. 예를 들어, 선택되는 특정한 "R"기는 디젤, 가솔린, 왁스, JP8 ("제트 추진제 8") 등을 위해 사용될 수 있는 탄화수소를 생성하도록 선택되고/되거나 맞춰질 수 있다. 탄화수소의 특정한 적용은 선택된 출발 물질에 좌우될 수 있다.It will be appreciated that various different hydrocarbons or coupled radical products may be formed using embodiments of the present invention. For example, the particular "R" group selected may be selected and / or tailored to produce hydrocarbons that may be used for diesel, gasoline, wax, JP8 ("jet propellant 8"), and the like. The particular application of the hydrocarbon may depend on the starting material chosen.

"탈술폭실화 반응"을 사용하는 상기 기재된 실시양태는 다음의 공개 특허 출원에 기재된 "탈카르복실화" 반응과 유사함을 유념하여야 한다:It should be noted that the embodiments described above using the "desuloxylation reaction" are similar to the "decarboxylation" reaction described in the following published patent applications:

미국 특허 출원 공보 2011/0024288United States Patent Application Publication 2011/0024288

미국 특허 출원 공보 2011/0027848United States Patent Application Publication 2011/0027848

미국 특허 출원 공보 2011/0168569United States Patent Application Publication 2011/0168569

미국 특허 출원 공보 2013/0001095.US Patent Application Publication 2013/0001095.

상기 기재된 모든 공개 특허 출원은 명확하게 본원에 참조로 포함된다. 그러나, 통상의 기술자는 상기 기재된 문헌에서의 "탈카르복실화" 공정에서 개시된 반응, 반응 조건, 반응물 등이 본 발명의 "탈술폭실화" 반응에 동일하게 적용될 수 있음을 인지할 것이다. 추가로, 본원에서 사용된 예는 알칼리 금속으로서 Na에 주목한다. 통상의 기술자는 Na과 함께 또는 Na 대신에 다른 알칼리 금속, 또는 알칼리 금속의 합금이 사용될 수 있음을 인지할 것이다. All published patent applications described above are expressly incorporated herein by reference. However, one of ordinary skill in the art will recognize that the reactions, reaction conditions, reactants and the like disclosed in the "decarboxylation" process in the documents described above may equally be applied to the "desulfoxylation" reactions of the present invention. In addition, the examples used herein focus on Na as the alkali metal. Those skilled in the art will appreciate that other alkali metals, or alloys of alkali metals, may be used with or in place of Na.

본 발명의 상기 기재된 및 다른 특징 및 이점이 수득되는 방식이 용이하게 이해되게 하기 위해, 상기 간단히 기재된 본 발명의 보다 구체적인 개시내용은 첨부된 도면에 예시된 그의 특정한 실시양태를 참조로 할 것이다. 이러한 도면은 본 발명의 단지 전형적인 실시양태를 도시하고 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는 것으로 해석되며, 본 발명은 다음과 같은 수반하는 도면을 사용하여 추가로 구체적으로 그리고 상세히 기재되고 설명될 것이다:
도 1은 탈술폭실화를 사용하여 커플링된 탄화수소 생성물을 생성하는 전체 공정을 예시하는 계통도이고;
도 2는 본 발명의 실시양태에 따라 애노드 탈술폭실화 및 후속 탄소-탄소 결합 형성에 의해 술폰산의 나트륨 염을 커플링된 라디칼 생성물로 전환시키기 위한 전해 전지의 개략도이고;
도 3은 술폰산의 나트륨 염을 커플링된 라디칼 생성물로 전환시키기 위한 전해 전지의 또 다른 실시양태의 개략도이고;
도 4는 술폰산의 나트륨 염을 커플링된 라디칼 생성물로 전환시키기 위한 전해 전지의 또 다른 실시양태의 개략도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS To facilitate the understanding of the above-described and other features and advantages of the present invention, the more specific disclosure of the invention briefly described above will be referenced with reference to specific embodiments thereof illustrated in the accompanying drawings. It is to be understood that such drawings illustrate only exemplary embodiments of the invention and are therefore not to be considered limiting of its scope, the invention is further described and described in further detail and detail using the following accompanying drawings. Will be:
1 is a system diagram illustrating the overall process of using desulfonoxylation to produce a coupled hydrocarbon product;
2 is a schematic of an electrolytic cell for converting the sodium salt of sulfonic acid into a coupled radical product by anode desulfurization and subsequent carbon-carbon bond formation in accordance with an embodiment of the present invention;
3 is a schematic of another embodiment of an electrolytic cell for converting the sodium salt of sulfonic acid to a coupled radical product;
4 is a schematic of another embodiment of an electrolytic cell for converting the sodium salt of sulfonic acid to a coupled radical product.

이제 도 1을 참조하여, 커플링된 라디칼 생성물을 제조하기 위한 전체 공정(10)이 개시된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 소정량의 술폰산 (R-SO3H)이 수득될 수 있다(12). 이러한 술폰산은 유기산일 수 있고 바이오매스로부터 또는 임의의 다른 공급원으로부터 수득될 수 있다. 통상의 기술자는 술폰산의 다양한 여러 공급원을 인지할 것이다. 술폰산의 임의의 및 모든 공급원이 본 발명의 실시양태 내에 있다. 상기 기재된 공개 특허 출원은 잠재적인 출발 물질로서 바이오매스를 기재하고 바이오매스가 공지된 방법을 통해 술폰산으로 전환될 수 있음을 기재한다.Referring now to FIG. 1, an overall process 10 for producing a coupled radical product is disclosed. As shown in FIG. 1, a predetermined amount of sulfonic acid (R-SO 3 H) can be obtained (12). Such sulfonic acids may be organic acids and may be obtained from biomass or from any other source. Those skilled in the art will recognize various different sources of sulfonic acid. Any and all sources of sulfonic acid are within embodiments of the invention. The published patent application described above describes biomass as a potential starting material and describes that biomass can be converted to sulfonic acid by known methods.

일단 술폰산이 수득되면, 술폰산은 알킬 나트륨 술페이트 (R-SO3-Na)로 전환될 수 있다(14). 이러한 전환 반응은 술폰산과 염기를 반응시킴으로써 발생하거나, 전기화학 전지에서 발생하거나, 또는 일부 다른 방식으로 발생할 수 있다. 다른 실시양태에서, 술폰산을 수득하고 이를 반응시켜 알킬 나트륨 술페이트를 형성하는 대신에, 소정량의 알킬 나트륨 술페이트가 바로 수득될 수 있다 (구입 등을 통해).Once sulfonic acid is obtained, sulfonic acid can be converted to alkyl sodium sulfate (R-SO 3 -Na) (14). This conversion reaction may occur by reacting sulfonic acid with a base, in an electrochemical cell, or in some other way. In other embodiments, instead of obtaining sulfonic acid and reacting it to form alkyl sodium sulfate, an amount of alkyl sodium sulfate can be obtained directly (via purchase or the like).

이어서, 본원에 약술된 방식으로 알킬 나트륨 술페이트에 탈술폭실화 전기분해 공정(16)을 수행할 수 있다. 본원에 기재된 바와 같이, 이러한 공정은 소정량의 SOx 가스(18) (예를 들어, SO2, SO3 등과 같음)를 생성할 수 있다. 소정량의 수소 가스(20)가 또한 생성될 수 있다. 통상의 기술자는 이러한 가스가 목적하는대로 수집, 재사용, 처분 등이 될 수 있음을 인지할 것이다. 추가로, 탈술폭실화 공정(16)의 일부로서, 예를 들어 NaOH와 같은 염기의 형태와 같은 나트륨 이온이 재순환되고 (화살표(22)로 나타냄) 다시 사용되어 R-SO3-Na을 형성할 수 있다.Desuloxylated electrolysis process 16 may then be performed on the alkyl sodium sulphate in the manner outlined herein. As described herein, this process can produce an amount of SO x gas 18 (eg, such as SO 2 , SO 3, etc.). An amount of hydrogen gas 20 may also be produced. Those skilled in the art will appreciate that such gases may be collected, reused, disposed, etc. as desired. In addition, as part of the desulfurization process 16, sodium ions, such as, for example, in the form of bases such as NaOH, can be recycled (represented by arrow 22) and used again to form R-SO 3 -Na. Can be.

동시에, 탈술폭실화 공정(16)을 가동하여 유기 라디칼을 함께 커플링시킴으로써 R-R 탄화수소 생성물(24)을 형성한다. 상기 언급된 바와 같이, 이러한 탄화수소는 가치있는 생성물, 예컨대 연료, 가솔린 첨가제 등일 수 있다.At the same time, the desuloxylation process 16 is run to couple the organic radicals together to form the R-R hydrocarbon product 24. As mentioned above, such hydrocarbons may be valuable products such as fuels, gasoline additives and the like.

전기화학 전지를 사용하여 탈술폭실화 공정(16)을 수행할 수 있다. 전지의 전형적인 실시양태의 예가 도 2에 나타나 있다. 소정량의 제1 용매(160) (예를 들어, 물 또는 알콜, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 및/또는 글리세롤일 수 있음)를 또한 포함할 수 있는 이러한 전지(200)를 사용하여 진보된 콜베 반응을 수행할 수 있다. 용매(160)는 임의의 공급원으로부터 수득될 수 있다. 이러한 진보된 콜베 반응은 소정량의 SOx(172) 가스와 함께 탄화수소(170)를 생성한다. 소정량의 염기(150)가 또한 생성된다 (도 2의 실시양태에서, 염기는 NaOH임). 그러나, 탄화수소(170)는 이러한 공정에 의해 생성될 수 있는 임의의 다양한 커플링된 라디칼 생성물의 한 예이고, 이는 예를 들어 탄화수소의 혼합물일 수 있다. 유사하게, 공정(200)에서 생성된 SOx 가스(172)는 자연 발생 화학물질이고, 이는 처분, 수집, 판매 등이 될 수 있다.The electrochemical cell can be used to perform the desulfurization process 16. An example of a typical embodiment of the cell is shown in FIG. 2. Advanced Kolbe using such a cell 200 which may also include an amount of a first solvent 160 (which may be, for example, water or an alcohol such as methanol, ethanol, and / or glycerol). The reaction can be carried out. Solvent 160 may be obtained from any source. This advanced Kolbe reaction produces hydrocarbon 170 with a predetermined amount of SO x 172 gas. An amount of base 150 is also generated (in the embodiment of FIG. 2, the base is NaOH). However, hydrocarbon 170 is one example of any of a variety of coupled radical products that may be produced by this process, which may be, for example, a mixture of hydrocarbons. Similarly, the SO x gas 172 produced in process 200 is a naturally occurring chemical, which may be disposed of, collected, sold, or the like.

공정(200) (및 보다 구체적으로는 진보된 콜베 반응)에서 생성된 탄화수소(170)는 유의하게 가치가 있을 수 있다. 탄화수소는 연료, 디젤 연료, 가솔린, 의약 적용, 왁스, 향수, 오일, 및 다른 적용 및 제품에서 사용하는 것에 대해 유의한 가치를 갖는다. 본 발명의 공정으로, 여러 유형의 탄화수소가 사용될 수 있다. 탄화수소는 종종 그의 사슬에서의 탄소의 개수에 의해 분류된다. 또한, 탄화수소는 종종 다음의 "분획"으로 분류될 수 있다:The hydrocarbon 170 produced in the process 200 (and more specifically the advanced Kolbe reaction) can be of significant value. Hydrocarbons have significant value for use in fuels, diesel fuels, gasoline, medical applications, waxes, perfumes, oils, and other applications and products. In the process of the present invention, various types of hydrocarbons can be used. Hydrocarbons are often classified by the number of carbons in their chain. In addition, hydrocarbons can often be classified into the following "fractions":

C1 메탄 분획C 1 methane fraction

C2-C5 천연 가스 분획C 2 -C 5 natural gas fraction

C6-C10 가솔린 분획C 6 -C 10 gasoline fraction

C10-C13 JP8 분획C 10 -C 13 JP8 Fraction

C14-C20 디젤 분획C 14 -C 20 Diesel Fraction

C20-C25 연료유 분획C 20 -C 25 fuel oil fraction

C20-C30 왁스C 20 -C 30 Wax

이러한 분류는 정확하지 않고 특정한 실시양태에 따라 변화할 수 있음을 유념하기 바란다. 예를 들어, "가솔린 분획"은 약간의 C11을 가질 수 있고, JP8 분획은 약간의 C14 등을 가질 수 있다.Note that this classification is not accurate and may vary depending on the particular embodiment. For example, the "gasoline fraction" can have some C 11 , the JP8 fraction can have some C 14 , and the like.

본 발명의 실시양태에 따라 커플링된 라디칼 생성물을 형성함으로써, 다양한 탄화수소가 이러한 분획의 일부 또는 전부에서 제조될 수 있다. 예를 들어, 실시양태는 상업적인 가솔린에서 주요한 구성성분인 C8 탄화수소 (옥탄)가 형성되도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, JP8의 제조에서 사용될 수 있는 C12 탄화수소가 형성될 수 있다. 물론, 수득되는 정확한 생성물은 특정한 출발 물질(들) 및/또는 사용된 반응 조건에 좌우된다. 따라서, 본 발명의 실시양태는 바이오매스가 합성 윤활제, 가솔린, JP8, 디젤 연료, 또는 다른 탄화수소로 전환되게 한다. By forming coupled radical products according to embodiments of the present invention, various hydrocarbons may be prepared in some or all of these fractions. For example, embodiments may be configured such that C 8 hydrocarbons (octane), which is a major constituent in commercial gasoline, is formed. Likewise, C 12 hydrocarbons can be formed that can be used in the preparation of JP8. Of course, the exact product obtained depends on the particular starting material (s) and / or reaction conditions used. Accordingly, embodiments of the present invention allow the biomass to be converted to synthetic lubricants, gasoline, JP8, diesel fuel, or other hydrocarbons.

도 2는 (이에 전압이 적용될 수 있는 전기화학 전지일 수 있는) 전지(200)를 나타낸다. 전지(200)는 캐소드액 구획(204) 및 애노드액 구획(208)을 포함한다. 캐소드액 구획(204)과 애노드액 구획(208)은 막(212)에 의해 분리될 수 있다.2 shows a cell 200 (which may be an electrochemical cell to which a voltage may be applied). The cell 200 includes a catholyte compartment 204 and an anolyte compartment 208. Catholyte compartment 204 and anolyte compartment 208 may be separated by membrane 212.

각각의 전지(200)의 특정 사항은 특정한 실시양태에 좌우될 것이다. 예를 들어, 전지(200)는 편평한 플레이트 전극 및/또는 편평한 플레이트 막이 사용되는 표준 병렬 플레이트 전지일 수 있다. 다른 실시양태에서, 전지(200)는 관형 전극 및/또는 관형 막이 사용되는 관형 유형 전지일 수 있다. 전기화학적으로 활성인 제1 애노드(218)가 애노드액 구획(208) 내에 적어도 부분적으로 또는 전체로 수용된다. 하나 초과의 애노드(218)가 또한 사용될 수 있다. 애노드(218)는, 예를 들어 매끈한 백금 전극, 스테인리스강 전극, 또는 탄소 기초 전극을 포함할 수 있다. 전형적인 탄소 기초 전극의 예에는 붕소 도핑된 다이아몬드, 유리질 탄소, 합성 탄소, 치수 안정성 애노드 (DSA) 및 동류, 및/또는 이산화납이 포함된다. 다른 전극은 금속 및/또는 S · S, 코바(Kovar), 인코넬(Inconel)/모넬(monel)을 비롯한 금속의 합금을 포함할 수 있다. 다른 전극은 RuO2-TiO2/Ti, PtOx-PtO2/Ti, IrOx, Co3O4, MnO2, Ta2O5 및 다른 밸브 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 전극을 구성하기 위해 다른 물질, 예컨대 SnO2, Bi2Ru2O7 (BRO), BiSn2O7, 귀금속, 예컨대 백금, 티타늄, 팔라듐, 및 백금 클래드 티타늄, 탄소 물질, 예컨대 유리질 탄소, BDD, 또는 경질 탄소를 사용할 수 있다. 추가의 실시양태는 RuO2-TiO2, 경질 비트렘스(vitrems) 탄소, 및/또는 PbO2를 가질 수 있다. 다시, 상기는 단지 사용될 수 있는 전극의 유형의 예로서만 기능한다. 캐소드 구획(204)은 하나 이상의 캐소드(214)를 포함한다. 캐소드(214)는 캐소드 구획(204) 내에 부분적으로 또는 전체로 수용된다. 캐소드(214)를 구성하기 위해 사용된 물질은 애노드(218)를 구성하기 위해 사용된 물질과 동일할 수 있다. 다른 실시양태는 애노드(218) 및 캐소드(214)를 구성하기 위해 상이한 물질이 사용되도록 디자인될 수 있다.The specifics of each cell 200 will depend on the particular embodiment. For example, cell 200 may be a standard parallel plate cell in which flat plate electrodes and / or flat plate membranes are used. In other embodiments, cell 200 may be a tubular type cell in which tubular electrodes and / or tubular membranes are used. An electrochemically active first anode 218 is at least partially or wholly contained within the anolyte compartment 208. More than one anode 218 may also be used. The anode 218 may include, for example, a smooth platinum electrode, a stainless steel electrode, or a carbon based electrode. Examples of typical carbon based electrodes include boron doped diamond, glassy carbon, synthetic carbon, dimensional stability anodes (DSA) and the like, and / or lead dioxide. Other electrodes may include metals and / or alloys of metals, including S. S, Kovar, Inconel / monel. Other electrodes can include RuO 2 -TiO 2 / Ti, PtO x -PtO 2 / Ti, IrO x , Co 3 O 4 , MnO 2 , Ta 2 O 5, and other valve metal oxides. In addition, other materials such as SnO 2 , Bi 2 Ru 2 O 7 (BRO), BiSn 2 O 7 , precious metals such as platinum, titanium, palladium, and platinum clad titanium, carbon materials such as glassy carbon, BDD, or hard carbon can be used. Further embodiments may have RuO 2 -TiO 2 , hard vitrems carbons, and / or PbO 2 . Again, this only serves as an example of the type of electrode that can be used. Cathode compartment 204 includes one or more cathodes 214. The cathode 214 is partially or wholly contained within the cathode compartment 204. The material used to make up the cathode 214 may be the same material used to make up the anode 218. Other embodiments may be designed such that different materials are used to construct the anode 218 and cathode 214.

애노드액 구획(208)은 소정량의 애노드액(228)을 수용하도록 디자인된다. 캐소드액 구획(204)은 소정량의 캐소드액(224)을 수용하도록 디자인된다. 도 2의 실시양태에서, 애노드액(228) 및 캐소드액(224)은 모두 액체이나, 고체 입자 및/또는 가스상 입자가 애노드액(228), 캐소드액(224), 및/또는 애노드액(228) 및 캐소드액(224) 모두에 또한 포함될 수 있다.Anolyte compartment 208 is designed to receive a predetermined amount of anolyte 228. Catholyte compartment 204 is designed to receive a predetermined amount of catholyte 224. In the embodiment of FIG. 2, the anolyte 228 and the catholyte 224 are both liquid, but solid particles and / or gaseous particles may be anolyte 228, catholyte 224, and / or anolyte 228. And catholyte 224 may also be included.

애노드 구획(208) 및 캐소드 구획(204)은 알칼리 금속 이온 전도성 막(212)에 의해 분리된다. 막은 선택적 알칼리 금속 수송 막을 이용한다. 예를 들어, 나트륨의 경우에, 막은 나트륨 이온 전도성 막(212)이다. 나트륨 이온 전도성 고체 전해질 막(212)은 전기 전위의 영향 하에 나트륨 이온 (Na+)을 애노드액 구획(208)으로부터 캐소드액 구획(204)으로 선택적으로 전달하면서 애노드액(228)과 캐소드액(224)이 혼합되는 것을 방지한다. 이러한 고체 전해질 막의 예에는 NaSICON 구조를 기초로 하는 것들, 나트륨 전도성 유리, 베타 알루미나 및 고체 중합체성 나트륨 이온 도체가 포함된다. NaSICON은 전형적으로 실온에서 비교적 높은 이온 전도도를 갖는다. 별법으로, 알칼리 금속이 리튬인 경우, 이어서 막의 실시양태를 구성하기 위해 사용될 수 있는 특히 매우 적합한 물질은 LiSICON이다. 별법으로, 알칼리 금속이 칼륨인 경우, 이어서 막의 실시양태를 구성하기 위해 사용될 수 있는 특히 매우 적합한 물질은 KSICON이다.The anode compartment 208 and the cathode compartment 204 are separated by an alkali metal ion conductive membrane 212. The membrane utilizes a selective alkali metal transport membrane. For example, in the case of sodium, the membrane is sodium ion conductive membrane 212. The sodium ion conductive solid electrolyte membrane 212 is capable of selectively transferring sodium ions (Na + ) from the anolyte compartment 208 to the catholyte compartment 204 under the influence of an electrical potential, while the anolyte 228 and the catholyte 224 ) To prevent mixing. Examples of such solid electrolyte membranes include those based on NaSICON structures, sodium conductive glass, beta alumina and solid polymeric sodium ion conductors. NaSICON typically has a relatively high ionic conductivity at room temperature. Alternatively, if the alkali metal is lithium, then a particularly very suitable material that can be used to construct the embodiment of the membrane is LiSICON. Alternatively, if the alkali metal is potassium, then a particularly very suitable material that can be used to constitute the embodiments of the membrane is KSICON.

애노드액 구획(208)은 이를 통해 애노드액(228)이 첨가될 수 있는 하나 이상의 유입구(240)를 포함할 수 있다. 별법으로, 애노드액(228)을 구성하는 성분은 유입구(240)를 통해 애노드액 구획(208)에 개별적으로 첨가되고 전지에서 혼합될 수 있다. 애노드액은 소정량의 술폰산의 알칼리 금속 염(108) (R-SO3-Na)을 포함한다. 도 2에 나타낸 특정한 실시양태에서, 나트륨이 알칼리 금속이어서, 알칼리 금속 술폰산 염(108)은 나트륨 염이다. 애노드액(228)은 또한 물(160a)일 수 있는 제1 용매(160)를 포함한다. 물론, 다른 유형의 용매를 또한 사용할 수 있다. 애노드액(228)은 임의로 술폰산의 다른 알칼리 금속 염 (예를 들어, CH3-SO3-Na과 같음)을 포함할 수 있다. 술폰산의 여러 알칼리 금속 염의 다른 혼합물이 또한 사용될 수 있다.The anolyte compartment 208 may include one or more inlets 240 through which the anolyte 228 may be added. Alternatively, the components making up the anolyte 228 can be added separately to the anolyte compartment 208 via the inlet 240 and mixed in the cell. The anolyte contains a predetermined amount of alkali metal salt 108 (R-SO 3 -Na) of sulfonic acid. In the particular embodiment shown in FIG. 2, the sodium is an alkali metal so that the alkali metal sulfonic acid salt 108 is a sodium salt. The anolyte 228 also includes a first solvent 160, which may be water 160a. Of course, other types of solvents may also be used. The anolyte 228 may optionally include other alkali metal salts of sulfonic acid (eg, such as CH 3 —SO 3 —Na). Other mixtures of various alkali metal salts of sulfonic acid can also be used.

캐소드액 구획(204)은 이를 통해 캐소드액(224)이 첨가될 수 있는 하나 이상의 유입구(242)를 포함할 수 있다. 캐소드액(224)은 제2 용매(160b)를 포함한다. 제2 용매(160b)는 물 (도 2에 나타낸 바와 같음)이거나 알콜 또는 용매의 혼합물의 일부 다른 유형의 용매일 수 있다. 유의하게, 캐소드액(224)에서의 용매(160b)가 반드시 애노드액(228)에서의 제1 용매(160a)와 동일한 것은 아니다. 일부 실시양태에서, 용매(160a),(160b)는 동일할 수 있다. 이에 대한 이유는 막(212)이 구획(208),(204)을 서로로부터 단리하기 때문이다. 따라서, 용매(160a),(160b)는 각각의 특정한 구획에서의 반응을 위해 (및/또는 각각의 특정한 구획에서의 화학물질의 용해도를 조정하기 위해) 각각 개별적으로 선택될 수 있다. 따라서, 전지(200)의 디자이너는 용매가 혼합되고/되거나 다른 구획에서 반응이 발생하는 것에 대한 염려를 갖지 않으면서 특정한 구획에서 반응이 발생하게 하기 위해 용매(160a),(160b)를 맞출 수 있다. 이는 전지(200)를 디자인하는데 있어서 유의한 이점일 수 있다. 전형적인 콜베 반응은 단지 애노드액 및 캐소드액 모두에서 사용된 하나의 용매만을 참작한다. 이에 따라, 두 별도의 용매를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 다른 실시양태에서, 제1 용매(160a), 제2 용매(160b), 및/또는 제1 및 제2 용매(160a),(160b)는 용매의 혼합물을 포함할 수 있다.Catholyte compartment 204 may include one or more inlets 242 through which catholyte 224 may be added. The catholyte 224 includes a second solvent 160b. The second solvent 160b may be water (as shown in FIG. 2) or some other type of solvent of an alcohol or mixture of solvents. Significantly, solvent 160b in catholyte 224 is not necessarily the same as first solvent 160a in anolyte 228. In some embodiments, solvents 160a, 160b may be identical. The reason for this is that the membrane 212 isolates the compartments 208, 204 from each other. Thus, solvents 160a and 160b may each be individually selected for reaction in each particular compartment (and / or to adjust solubility of chemicals in each particular compartment). Thus, the designer of cell 200 can tailor solvents 160a and 160b to allow reactions to occur in certain compartments without having to worry about the solvents mixing and / or reactions occurring in other compartments. . This may be a significant advantage in designing the cell 200. Typical Kolbe reactions only account for the one solvent used in both the anolyte and catholyte. Thus, it may be advantageous to use two separate solvents. In other embodiments, the first solvent 160a, the second solvent 160b, and / or the first and second solvents 160a, 160b may comprise a mixture of solvents.

캐소드액(224)은 염기(150)를 또한 포함할 수 있다. 도 2의 실시양태에서, 염기(150)는 NaOH 또는 나트륨 메톡시드, 또는 이들 화학물질의 혼합물일 수 있다.Catholyte 224 may also include base 150. In the embodiment of FIG. 2, base 150 may be NaOH or sodium methoxide, or a mixture of these chemicals.

이제, 애노드(218) 및 캐소드(214)에서 발생하는 반응이 기재될 것이다. 모든 전기화학 전지와 마찬가지로, 이러한 반응은 전압원(290)이 전지(200)에 전압을 적용하는 경우 발생할 수 있다.Now, the reactions occurring at anode 218 and cathode 214 will be described. As with all electrochemical cells, this reaction can occur when voltage source 290 applies a voltage to cell 200.

캐소드(214)에서, 환원 반응이 수행된다. 이러한 반응은 나트륨 이온 및 용매를 사용하여 수소 가스(270)뿐만 아니라 추가량의 염기(150)를 형성한다. 예로서 도 2의 화학물질을 사용하는 환원 반응은 다음과 같이 기록될 수 있다:At the cathode 214, a reduction reaction is performed. This reaction uses sodium ions and a solvent to form an additional amount of base 150 as well as hydrogen gas 270. As an example the reduction reaction using the chemical of FIG. 2 can be recorded as follows:

2Na+ + 2H2O + 2e- → 2NaOH + H2 2Na + + 2H 2 O + 2e - → 2NaOH + H 2

2Na+ + 2CH3OH + 2e- → 2NaOCH3 + H2 2Na + + 2CH 3 OH + 2e - → 2NaOCH 3 + H 2

수소 가스(270) 및/또는 염기(150)는 유출구(244)를 통해 추출될 수 있다. 수소 가스(270)는 다른 반응에서 사용하기 위해 추가의 가공을 위해 모으고/모으거나 처분하거나 판매할 수 있다. 도 1의 전환 반응(14)에서 소모된 염기(150)가 전지(200)의 이러한 부분에서 재생되기 때문에 염기(150)의 제조는 유의한 이점일 수 있다. 따라서, 전지에서 형성된 염기는 수집되고 후속 반응 (또는 다른 화학 공정)에서 재사용될 수 있다. 염기가 재사용될 수 있기 때문에, 염기의 처분과 연관된 귀찮은 상황 및/또는 비용을 피할 수 있다.Hydrogen gas 270 and / or base 150 may be extracted through outlet 244. Hydrogen gas 270 may be collected and / or disposed of or sold for further processing for use in other reactions. The production of base 150 may be a significant advantage since base 150 consumed in the conversion reaction 14 of FIG. 1 is regenerated in this portion of cell 200. Thus, the base formed in the cell can be collected and reused in subsequent reactions (or other chemical processes). Since the base can be reused, bothersome situations and / or costs associated with the disposal of the base can be avoided.

애노드(218)에서 발생하는 반응은 탈술폭실화를 포함할 수 있다. 이러한 반응은 진보된 콜베 반응 (자유 라디칼 반응임)을 포함하여 소정량의 탄화수소(170) 및 이산화탄소(172)를 형성할 수 있다. 예로서 도 2의 화학물질을 사용하는 산화 반응은 다음과 같이 기록될 수 있다:The reaction occurring at anode 218 may include desulfurization. This reaction may include an advanced Kolbe reaction (which is a free radical reaction) to form a predetermined amount of hydrocarbon 170 and carbon dioxide 172. As an example, the oxidation reaction using the chemical of FIG. 2 can be recorded as follows:

2R-SO3-Na → R-R + SOx + 2e- + 2Na+ 2R-SO 3 -Na → RR + SO x + 2e - + 2Na +

(술폰산의 나트륨 염) (커플링된 라디칼 생성물)(Sodium salt of sulfonic acid) (coupled radical product)

SOx 가스(172)는 (유출구(248)를 통해) 배기될 수 있다. 커플링된 라디칼 생성물(170)은 또한 유출구(248)를 통해 수집될 수 있다. 예를 들어, 소정량의 용매(160)/(160a)가 유출구(248)를 통해 추출되고, 목적하는 경우 후속 사용을 위해 유입구(240)로 다시 재순환될 수 있다.SO x gas 172 may be exhausted (via outlet 248). The coupled radical product 170 may also be collected through the outlet 248. For example, an amount of solvent 160 / 160a may be extracted through outlet 248 and recycled back to inlet 240 for subsequent use if desired.

진보된 콜베 반응은 자유 라디칼 반응을 포함할 수 있다. 이와 같이, 반응은 R

Figure 112015095081249-pct00007
로서 명시된 탄화수소 라디칼을 (중간체로서) 생성한다. 이에 따라, 이러한 R
Figure 112015095081249-pct00008
라디칼 2개가 형성되는 경우, 이러한 라디칼은 함께 반응하여 탄소-탄소 결합을 형성할 수 있다:Advanced Kolbe reactions may include free radical reactions. As such, the reaction is R
Figure 112015095081249-pct00007
To produce hydrocarbon radicals (as intermediates). Accordingly, such R
Figure 112015095081249-pct00008
When two radicals are formed, these radicals can react together to form a carbon-carbon bond:

R

Figure 112015095081249-pct00009
+ R
Figure 112015095081249-pct00010
→ R-R R
Figure 112015095081249-pct00009
+ R
Figure 112015095081249-pct00010
→ RR

(탄화수소 라디칼) (탄화수소 라디칼) (새로운 탄화수소)(Hydrocarbon radicals) (hydrocarbon radicals) (new hydrocarbons)

도 2에 나타낸 바와 같이, 이러한 R-R 탄화수소 생성물은 탄화수소(170)로 명시된다. 본질적으로, R 잔기는 술포닐 잔기가 제거될 때 탈술폭실화되어 단지 반응시켜 탄화수소를 형성할 수 있는 R

Figure 112015095081249-pct00011
라디칼만을 남긴다.As shown in FIG. 2, this RR hydrocarbon product is designated hydrocarbon 170. In essence, the R moiety is desuloxylated when the sulfonyl moiety is removed and only reacts to form a hydrocarbon.
Figure 112015095081249-pct00011
Leaves only radicals.

상기 언급된 바와 같이, 술폰산의 추가의 염이 도 2에서 사용될 수 있다. 예를 들어, CH3-SO3-Na (또는 적은 개수의 탄소 원자를 갖는 일부 다른 술폰산의 나트륨 염)이 애노드액(228)의 일부일 수 있다 (또는 이에 첨가됨). CH3-SO3-Na은 이것이 일부 용매에서 매우 가용성이어서 높은 전해질 전도도를 제공하기 때문에 적합한 지지 전해질로서 작용할 수 있다. 동시에, CH3-SO3-Na은 다음의 반응에 의해 진보된 콜베 반응의 일부로서 자체로 탈술폭실화되고 CH3

Figure 112015095081249-pct00012
(메틸) 라디칼을 생성할 수 있다:As mentioned above, further salts of sulfonic acids can be used in FIG. 2. For example, CH 3 -SO 3 -Na (or the sodium salt of some other sulfonic acid having a small number of carbon atoms) can be part of (or added to) the anolyte 228. CH 3 -SO 3 -Na can act as a suitable supporting electrolyte because it is highly soluble in some solvents and thus provides high electrolyte conductivity. At the same time, CH 3 -SO 3 -Na is desuloxylated itself and CH 3 as part of the advanced Kolbe reaction by
Figure 112015095081249-pct00012
It can generate (methyl) radicals:

2CH3-SO3-Na → 2CH3

Figure 112015095081249-pct00013
+ SOx + 2e- + 2Na+ 2CH 3 -SO 3 -Na → 2CH 3
Figure 112015095081249-pct00013
+ SO x + 2e - + 2Na +

(메틸 라디칼)                        (Methyl radical)

이어서, 메틸 라디칼은 술폰산의 탄화수소기와 반응하여 추가의 CH3- 관능기를 갖는 탄화수소를 형성할 수 있다:The methyl radical can then react with the hydrocarbon group of sulfonic acid to form a hydrocarbon with additional CH 3 -functional groups:

CH3

Figure 112015095081249-pct00014
+ R
Figure 112015095081249-pct00015
→ CH3-RCH 3
Figure 112015095081249-pct00014
+ R
Figure 112015095081249-pct00015
→ CH 3 -R

별법으로 또는 추가적으로, 메틸 라디칼은 또 다른 메틸 라디칼과 반응하여 에탄을 형성할 수 있다:Alternatively or additionally, the methyl radical may react with another methyl radical to form ethane:

CH3

Figure 112015095081249-pct00016
+ CH3
Figure 112015095081249-pct00017
→ CH3-CH3 CH 3
Figure 112015095081249-pct00016
+ CH 3
Figure 112015095081249-pct00017
→ CH 3 -CH 3

에탄 (CH3-CH3)은 탄화수소 생성물(170)의 일부를 형성할 수 있는 탄화수소이다. 반응에서 형성된 CH3-R이 또한 탄화수소 생성물(170)의 일부일 수 있다. (이러한 R-CH3 생성물은 부호(170b)로서 나타냄.) 따라서, 탄화수소의 혼합물이 수득될 수 있고, 이는 구조 R-R로 나타낸다. 목적하는 경우, 다양한 탄화수소가 예컨대 가스 크로마토그래피 또는 다른 공지된 방법을 통해 서로 분리되고/되거나 정제될 수 있다. 본 발명의 실시양태는 두 탄화수소 라디칼을 커플링시키거나 또는 메틸 라디칼과 탄화수소 라디칼을 커플링시킬 수 있다. 생성물 중의 CH3-R 또는 R-R의 양은 특정한 반응 조건, 애노드액 등에서 사용된 반응물의 양에 좌우될 수 있다.Ethane (CH 3 —CH 3 ) is a hydrocarbon that may form part of the hydrocarbon product 170. CH 3 -R formed in the reaction may also be part of the hydrocarbon product 170. (This R-CH 3 product is indicated as symbol 170b.) Thus, a mixture of hydrocarbons can be obtained, which is represented by structure RR. If desired, various hydrocarbons may be separated and / or purified from one another, such as by gas chromatography or other known methods. Embodiments of the invention may couple two hydrocarbon radicals or couple a methyl radical and a hydrocarbon radical. The amount of CH 3 -R or RR in the product may depend on the amount of reactants used in the particular reaction conditions, anolyte, and the like.

상기 예는 산 염 이외에 CH3-SO3-Na의 사용을 포함하여 반응성 메틸 라디칼을 생성함으로써 R-R 생성물 이외에 CH3-R을 생성한다. 그러나, CH3-SO3-Na 대신에 또는 이외에, CH3-SO3-Na보다는 적은 개수의 탄소를 갖는 다른 염을 사용할 수 있다. 적은 개수의 탄소를 갖는 이러한 염은 탈술폭실화 동안, 예를 들어 에틸 라디칼, 프로필 라디칼, 이소프로필 라디칼, 및 부틸 라디칼을 생성할 수 있다. H 라디칼을 생성하는 물질이 또한 사용될 수 있다. 따라서, 임의의 성분을 변화시킴으로써, 추가의 탄화수소가 전지(200)에서 형성될 수 있다. 따라서, 사용자는 상이한 반응물을 사용함으로써 형성되는 특정한 생성물에 맞출 수 있다. 따라서, 상이한 알킬 라디칼을 함께 반응시키거나 또는 심지어 메틸 라디칼, 수소 라디칼 등과 반응시켜 생성물의 혼합물을 생성하는 것이 가능하다. CH3-SO3-Na, H-SO3-Na 등을, 예를 들어 애노드액 구획에서 추가의 포트를 통해 애노드액으로 첨가함으로써 상이한 알킬 라디칼을 첨가할 수 있다. 이러한 생성물의 여러 혼합물은, 일부 실시양태에서 불균화 반응에서 발생할 것과 유사할 수 있다.The above example involves the use of CH 3 -SO 3 -Na in addition to acid salts to produce a reactive methyl radical to produce CH 3 -R in addition to the RR product. However, CH 3 in addition to or instead of -SO 3 -Na, may use a different salt having a carbon number of less than CH 3 -SO 3 -Na. Such salts with a small number of carbons can produce, for example, ethyl radicals, propyl radicals, isopropyl radicals, and butyl radicals during desulfurization. Materials that produce H radicals may also be used. Thus, by varying any component, additional hydrocarbons can be formed in the cell 200. Thus, the user can tailor the particular product formed by using different reactants. Thus, it is possible to react different alkyl radicals together or even react with methyl radicals, hydrogen radicals and the like to produce a mixture of products. Different alkyl radicals can be added, for example, by adding CH 3 -SO 3 -Na, H-SO 3 -Na and the like to the anolyte via an additional port in the anolyte compartment. Several mixtures of these products may be similar to those that will occur in disproportionation reactions in some embodiments.

유사한 방식으로, CH3-SO3-Na을 사용하는 것 대신에 및/또는 이외에, H-SO3-Na을 애노드액의 일부로서 사용할 수 있다. 전기화학 반응 동안, H-SO3-Na은 CH3-SO3-Na과 마찬가지로 탈술폭실화를 겪어 수소 라디칼을 형성할 것이다:In a similar manner, instead of and / or using CH 3 -SO 3 -Na, H-SO 3 -Na can be used as part of the anolyte. During the electrochemical reaction, H-SO 3 -Na, like CH 3 -SO 3 -Na, will undergo desulfurization to form hydrogen radicals:

2H-SO3-Na → 2H

Figure 112015095081249-pct00018
+ 2SOx + 2e- + 2Na+ 2H-SO 3 -Na → 2H
Figure 112015095081249-pct00018
+ 2SO x + 2e - + 2Na +

(수소 라디칼)                        (Hydrogen radical)

이어, 이러한 수소 라디칼은 반응하여 다음을 형성할 것이다:These hydrogen radicals will then react to form:

H

Figure 112015095081249-pct00019
+ R
Figure 112015095081249-pct00020
→ H-RH
Figure 112015095081249-pct00019
+ R
Figure 112015095081249-pct00020
→ HR

및/또는And / or

H

Figure 112015095081249-pct00021
+ H
Figure 112015095081249-pct00022
→ H2 H
Figure 112015095081249-pct00021
+ H
Figure 112015095081249-pct00022
→ H 2

임의의 반응물로서 H-SO3-Na을 사용하는 것은 R-R 생성물뿐만 아니라 소정량의 R-H 생성물 (및 심지어 소정량의 수소 가스 (H2))을 형성시킬 수 있다. (수소 가스는 목적하는 경우 재사용될 수 있음). H-SO3-Na을 사용하는 것은 불필요한 에탄의 형성을 방지하고/하거나 특정한 탄화수소 (R-H) 생성물을 형성하기 위한 반응에 맞추기 위해 사용될 수 있다.Using H-SO 3 -Na as an optional reactant can form not only the RR product but also an amount of RH product (and even an amount of hydrogen gas (H 2 )). (Hydrogen gas can be reused if desired). Using H-SO 3 -Na can be used to prevent the formation of unnecessary ethane and / or to tailor the reaction to form a specific hydrocarbon (RH) product.

이러한 반응에서 보이는 특정한 R기는 R이 포화, 불포화, 분지형, 또는 비분지형 사슬을 포함하든 아무튼 바이오매스로부터 수득된 임의의 "R"일 수 있다. R-R 생성물이 형성되는 경우, 이는 본질적으로 R기의 "이량체"이다. 예를 들어, R기가 CH3인 경우, 두 메틸 라디칼(2CH3

Figure 112015095081249-pct00023
)이 반응하고 에탄 (CH3-CH3)으로 "이량체화된다". R기가 C18H34 탄화수소인 경우, 이어서 C36H78 생성물이 형성될 수 있다. 이러한 간단한 원리를 사용할 뿐만 아니라 H-SO3-Na 또는 작은 사슬 염을 사용함으로써, 임의의 목적하는 탄화수소가 수득될 수 있다. 예를 들어, C4 나트륨 염을 사용함으로써, 가솔린의 일부로서 사용가능할 수 있는 C8 R-R 탄화수소가 형성될 수 있다. 마찬가지로, C6 나트륨 염이 사용되는 경우, JP8로서 사용가능할 수 있는 C12 R-R 탄화수소가 형성될 수 있다. 합성 윤활제, 왁스, 및/또는 다른 탄화수소가 동일한 또는 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 통상의 기술자는 목적하는 탄화수소를 생성하기 위해 이러한 원리를 사용하는 방법을 인지할 것이다. The particular R group shown in this reaction may be any "R" obtained from biomass, whether or not R comprises saturated, unsaturated, branched, or unbranched chains. When the RR product is formed, it is essentially the "dimer" of the R group. For example, if the R group is CH 3 , two methyl radicals (2CH 3
Figure 112015095081249-pct00023
) Reacts and "dimerizes" with ethane (CH 3 -CH 3 ). If the R group is a C 18 H 34 hydrocarbon, then the C 36 H 78 product can be formed. By using this simple principle as well as using H-SO 3 -Na or small chain salts, any desired hydrocarbons can be obtained. For example, by using C 4 sodium salt, C 8 RR hydrocarbons may be formed that may be usable as part of gasoline. Likewise, when a C 6 sodium salt is used, C 12 RR hydrocarbons may be formed which may be usable as JP8. Synthetic lubricants, waxes, and / or other hydrocarbons may be formed in the same or similar manner. Those skilled in the art will recognize how to use these principles to produce the desired hydrocarbons.

이제, 도 2의 별법의 실시양태가 도 3에 나타낸 실시양태를 참조하여 기재될 것이다. 도 3의 많은 실시양태가 도 2에 나타낸 것과 유사하기 때문에, 유사한 특징의 부분에 대한 논의는 간결성을 위해 생략될 것이나, 이는 본원에 참조로 포함된다. 애노드액 구획(208)이 캐소드액 구획(204)으로부터 분리되기 때문에, 캐소드액 구획(204)과 상이한 애노드액 구획(208)에서의 반응 환경을 생성하는 것이 가능하다. 도 3은 이러한 구상을 예시한다. 예를 들어, 수소 가스 (H2)(320)가 애노드액 구획(208)으로 도입될 수 있다. 일부 실시양태에서, 애노드액 구획(208)은 수소 가스(320)에 의해 가압될 수 있다. 일부 실시양태에서, 애노드(208) 또는 애노드액은 Pd 또는 다른 귀금속 (예컨대 Rh, Ni, Pt, Ir, 또는 Ru) 또는 또 다른 기재, 예컨대 Si, 제올라이트 등으로 이루어진 부품(310)을 포함할 수 있다. (이러한 부품은 전극의 전부 또는 일부일 수 있고 전극 상에 수소 가스를 고정화하는데 사용될 수 있음.) 별법으로, Pd 또는 Pd와 함께 탄소를 전지 내에 매달 수 있다. 애노드액 구획(208)에서 수소 가스를 갖는 것의 효과는 상기 언급된 방식으로 반응하는 반응 공정 동안 수소 가스가 수소 라디칼 (H

Figure 112015095081249-pct00024
)을 형성할 수 있다는 점이다. 이러한 라디칼은 R
Figure 112015095081249-pct00025
라디칼과 반응하여 생성된 생성물이 R-H 및 R-R이 되게 할 것이다. 충분한 수소 라디칼 (H
Figure 112015095081249-pct00026
)이 존재하는 경우, R-H 생성물이 우세하거나, 또는 (거의) 전적인 생성물일 수 있다. 이러한 반응은 다음과 같이 요약될 수 있다 (귀금속의 예로서 Pd를 사용하며, 임의의 다른 귀금속이 사용될 수 있음을 유념하기 바람):The alternative embodiment of FIG. 2 will now be described with reference to the embodiment shown in FIG. 3. Since many embodiments of FIG. 3 are similar to those shown in FIG. 2, discussion of portions of similar features will be omitted for brevity, which is incorporated herein by reference. Since the anolyte compartment 208 is separated from the catholyte compartment 204, it is possible to create a reaction environment in the anolyte compartment 208 that is different from the catholyte compartment 204. 3 illustrates this conception. For example, hydrogen gas (H 2 ) 320 may be introduced into the anolyte compartment 208. In some embodiments, anolyte compartment 208 may be pressurized by hydrogen gas 320. In some embodiments, anode 208 or anolyte may comprise component 310 consisting of Pd or other precious metal (such as Rh, Ni, Pt, Ir, or Ru) or another substrate such as Si, zeolite, or the like. have. (These parts can be all or part of the electrode and can be used to immobilize hydrogen gas on the electrode.) Alternatively, carbon can be suspended in the cell together with Pd or Pd. The effect of having hydrogen gas in the anolyte compartment 208 is such that the hydrogen gas is reacted with hydrogen radicals (H) during the reaction process in the manner mentioned above.
Figure 112015095081249-pct00024
) Can be formed. These radicals are R
Figure 112015095081249-pct00025
The product produced by reaction with the radicals will be RH and RR. Sufficient hydrogen radicals (H
Figure 112015095081249-pct00026
) Is present, the RH product may be dominant or (almost) total product. This reaction can be summarized as follows (using Pd as an example of a noble metal, keeping in mind that any other precious metal can be used):

R-SO3-Na + H2 및 Pd → Pd-Hx → Pd + H-R + SOx + e- + Na+ R-SO 3 -Na + H 2 and Pd → Pd-H x → Pd + HR + SO x + e - + Na +

애노드액 구획에서 하나 이상의 귀금속과 수소 가스를 사용함으로써, 특정한 생성물 (R-H)이 선택될 수 있다. 도 3의 실시양태에서, 수소 가스(270)가 환원 반응의 일부로서 캐소드액 구획(204)에서 생성된다. 이러한 수소 가스(270)는 수집되고 애노드액 구획(208)에서 귀금속과 반응하는 수소 가스(320)로서 사용될 수 있다. 따라서, 전지(300)는 실제로 반응에서 사용될 것인 수소 가스(270) 공급물 그 자체를 생성할 수 있다. 별법으로, 수집된 수소 가스(270)는 탄화수소의 추가의 가공, 예컨대 왁스 및/또는 디젤 연료의 크래킹 및/또는 이성질체화를 위해 사용될 수 있다. 수소 가스를 사용하는 다른 가공이 또한 사용될 수 있다. R-H 생성물 ((170e)로 명시됨)은 R-R기 (R기가 충분히 큰 경우, 이는 왁스와 같은 탄화수소일 수 있음)의 형성을 최소화하는 것을 돕는다.By using one or more precious metals and hydrogen gas in the anolyte compartment, the particular product (R-H) can be selected. In the embodiment of FIG. 3, hydrogen gas 270 is produced in the catholyte compartment 204 as part of the reduction reaction. This hydrogen gas 270 may be used as hydrogen gas 320 that is collected and reacts with the noble metal in the anolyte compartment 208. Thus, cell 300 can actually produce a hydrogen gas 270 feed itself that will be used in the reaction. Alternatively, the collected hydrogen gas 270 can be used for further processing of hydrocarbons, such as cracking and / or isomerization of wax and / or diesel fuel. Other processing using hydrogen gas may also be used. The R-H product (specified by (170e)) helps to minimize the formation of R-R groups (which can be hydrocarbons, such as waxes, if the R groups are large enough).

이제 도 4를 참조하여, 전지(400)의 추가의 실시양태를 예시한다. 전지(400)는 이전에 기재된 전지와 유사하다. 이에 따라, 간결성을 위해, 이러한 많은 논의는 반복하지 않을 것이다. 도 4의 실시양태에서, 전지(400)는 애노드액 구획(208)에서 하나 이상의 광분해 반응이 발생할 수 있도록 디자인된다. 구체적으로, 광분해 장치(410)는 이것이 애노드액 구획(208)으로 복사선(412)을 방출 (조사)할 수 있도록 디자인된다. 이러한 조사는 수소 라디칼 (H

Figure 112015095081249-pct00027
)을 생성할 수 있다. 수소 가스(320)는 다음의 식에 의해 예시되는 바와 같이 상기 기재된 임의의 메커니즘을 사용하여 애노드액 구획(208)에 공급될 수 있다:Referring now to FIG. 4, a further embodiment of cell 400 is illustrated. Cell 400 is similar to the cell previously described. Accordingly, for the sake of brevity, many of these discussions will not be repeated. In the embodiment of FIG. 4, cell 400 is designed such that one or more photolysis reactions can occur in anolyte compartment 208. Specifically, the photolysis device 410 is designed such that it can emit (irradiate) radiation 412 to the anolyte compartment 208. These investigations are based on hydrogen radicals (H
Figure 112015095081249-pct00027
) Can be created. Hydrogen gas 320 may be supplied to anolyte compartment 208 using any mechanism described above as illustrated by the following equation:

H2 → H

Figure 112015095081249-pct00028
+ H
Figure 112015095081249-pct00029
H 2 → H
Figure 112015095081249-pct00028
+ H
Figure 112015095081249-pct00029

(광분해)       (photolysis)

이러한 광분해 공정은 상기 기재된 전지의 전기분해 공정과 조합될 수 있다:This photolysis process can be combined with the electrolysis process of the cell described above:

(전기분해)              (Electrolysis)

2R-SO3-Na → 2R

Figure 112015095081249-pct00030
+ 2SOx + 2e- + 2Na+ 2R-SO 3 -Na → 2R
Figure 112015095081249-pct00030
+ 2SO x + 2e - + 2Na +

(술폰산의 나트륨 염) (탄화수소 라디칼)(Sodium salt of sulfonic acid) (hydrocarbon radicals)

이어서, 수소 라디칼 및 탄화수소 라디칼이 조합되어 생성물의 혼합물을 형성할 수 있다:The hydrogen radicals and hydrocarbon radicals may then be combined to form a mixture of products:

2H

Figure 112015095081249-pct00031
+ 2R
Figure 112015095081249-pct00032
→ H-R + R-R + H2 2H
Figure 112015095081249-pct00031
+ 2R
Figure 112015095081249-pct00032
→ HR + RR + H 2

별법으로, 광분해 장치를 사용하여 탈술폭실화를 수행하고 탄화수소 라디칼을 발생시킬 수 있다: Alternatively, the desulfurization can be carried out using a photolysis device and generate hydrocarbon radicals:

(광분해)              (photolysis)

2R-SO3-Na → 2R

Figure 112015095081249-pct00033
+ 2 SOx + 2e- + 2Na+ 2R-SO 3 -Na → 2R
Figure 112015095081249-pct00033
+ 2 SO x + 2e - + 2Na +

(술폰산의 나트륨 염) (탄화수소 라디칼)(Sodium salt of sulfonic acid) (hydrocarbon radicals)

따라서, 광분해 및 전기분해의 조합을 사용하여 애노드액 구획(208)에서 탄화수소 라디칼 및/또는 수소 라디칼을 형성할 수 있다:Thus, a combination of photolysis and electrolysis can be used to form hydrocarbon radicals and / or hydrogen radicals in the anolyte compartment 208:

(광분해 및 전기분해)                     (Photolysis and electrolysis)

2R-SO3-Na + H2 → R-R + R-H + H2 2R-SO 3 -Na + H 2 → RR + RH + H 2

이러한 전기분해와 광분해의 조합은 탈술폭실화 반응의 속도를 높일 수 있다.This combination of electrolysis and photolysis can speed up the desulfurization reaction.

추가의 실시양태가 이러한 광분해 기법을 사용하여 디자인될 수 있다. 예를 들어, 다음의 반응이 발생할 수 있다:Additional embodiments can be designed using this photolysis technique. For example, the following reactions can occur:

(전기분해)                (Electrolysis)

2R-SO3-Na → 2R

Figure 112015095081249-pct00034
+ 2 SOx + 2e- + 2Na+ 2R-SO 3 -Na → 2R
Figure 112015095081249-pct00034
+ 2 SO x + 2e - + 2Na +

(술폰산의 나트륨 염) (탄화수소 라디칼)(Sodium salt of sulfonic acid) (hydrocarbon radicals)

(광분해 및/또는 전기분해)        (Photolysis and / or electrolysis)

2R

Figure 112015095081249-pct00035
→ 2R+ + 2e- 2R
Figure 112015095081249-pct00035
→ 2R + + 2e -

(광분해)                     (photolysis)

H2 + 2e- → 2H- H 2 + 2e - → 2H -

2H- + 2R+ → 2R-H 2H - + 2R + → 2R- H

이러한 반응의 조합 (광분해와 전기분해의 사용)은 카르보양이온 및 H- 음이온을 형성하며, 이들은 조합되어 탄화수소를 형성할 수 있다. 따라서, 광분해가 탄화수소를 형성하기 위한 추가의 메커니즘으로서 사용될 수 있다. 상기 논의된 바와 같이, 탄화수소가 이러한 예에서 사용되나, 커플링된 라디칼 생성물이 탄화수소일 필요는 없다. 특정한 실시양태에서, 본 발명의 방법 및 장치를 사용하여 비탄화수소 라디칼을 생성할 수 있으며, 이는 함께 커플링되어 유용한 커플링된 라디칼 생성물을 형성할 수 있다.Combinations of these reactions (use of photolysis and electrolysis) form carboions and H anions, which can be combined to form hydrocarbons. Thus, photolysis can be used as an additional mechanism for forming hydrocarbons. As discussed above, hydrocarbons are used in this example, but the coupled radical product need not be a hydrocarbon. In certain embodiments, the methods and apparatus of the present invention can be used to produce non-hydrocarbon radicals, which can be coupled together to form useful coupled radical products.

이제 도 2-4를 총괄 참조하여, 이러한 예시적인 실시양태 각각이 막(212)을 사용한 애노드액 구획(208)과 캐소드액 구획(204)의 분리를 포함함을 유념하기 바란다. 본원에서 기재된 바와 같이, 애노드액 구획(208)을 캐소드액 구획(204)으로부터 분리시키기 위해 이러한 막(212)을 가짐으로써 특정한 이점이 수득될 수 있다. 이러한 이점은 다음을 포함한다:Referring now generally to FIGS. 2-4, note that each of these exemplary embodiments includes separation of the anolyte compartment 208 and the catholyte compartment 204 using the membrane 212. As described herein, certain advantages can be obtained by having such a membrane 212 to separate the anolyte compartment 208 from the catholyte compartment 204. These benefits include:

ㆍ 상이한 반응 조건을 위한 두 분리된 환경--예를 들어, 애노드액은 비수성이나, 캐소드액은 수성일 수 있음 (및 그 반대);Two separate environments for different reaction conditions—for example, the anolyte may be non-aqueous while the catholyte may be aqueous (and vice versa);

ㆍ 애노드액은 캐소드액보다 더 높은 온도에 있을 수 있음 (및 그 반대); The anolyte can be at a higher temperature than the catholyte (and vice versa);

ㆍ 애노드액은 가압되고 캐소드액은 가압되지 않을 수 있음 (및 그 반대); The anolyte may be pressurized and the catholyte may not be pressurized (and vice versa);

ㆍ 애노드액은 조사되고 캐소드액은 조사되지 않을 수 있음 (및 그 반대); The anolyte may be irradiated and the catholyte may not be irradiated (and vice versa);

ㆍ 애노드액 및/또는 애노드는 캐소드액 및/또는 캐소드 반응에 좌우되지 않는 특정한 반응을 수행하도록 디자인될 수 있음 (및 그 반대); The anolyte and / or anode can be designed to carry out a specific reaction which is not dependent on the catholyte and / or cathode reaction (and vice versa);

ㆍ 상이한 챔버는 상이한 유동 조건, 용매, 용해도, 생성물 회수/분리 메커니즘, 극성 등을 가질 수 있음.Different chambers may have different flow conditions, solvents, solubility, product recovery / separation mechanism, polarity, and the like.

애노드액 구획 및 캐소드액 구획에서 별도의 반응 조건을 갖는 능력은 각각의 구획에서의 반응이 최적의 결과를 달성하는 것에 맞춰지게 할 수 있다. The ability to have separate reaction conditions in the anolyte compartment and catholyte compartment can allow the reaction in each compartment to be tailored to achieve optimal results.

마찬가지로, 예를 들어 NaSICON을 포함하는 막은 내고온성을 갖고 따라서 애노드액은 캐소드액의 온도에 실질적으로 영향을 미치지 않으면서 더 높은 온도로 가열될 수 있다 (또는 그 반대). (NaSICON은 가열될 수 있고 더 높은 온도에서 여전히 효과적으로 기능할 수 있음). 이는 고온에서 술폰산 및 나트륨 염을 용해시키는 극성 용매 (또는 비극성 용매)가 애노드액에서 사용될 수 있음을 의미한다. 동시에, 캐소드액은 온도에 영향을 받지 않는다. 실제로, 상이한 용매 시스템이 캐소드액에서 동시에 사용될 수 있다. 별법으로, 다른 용융된 염 또는 산을 사용하여 애노드액에서 이온성 나트륨 산 및 염을 용해시킬 수 있다. 장쇄 탄화수소, 에테르, 트리글리세리드, 에스테르, 알콜, 또는 다른 용매가 산 및 나트륨 염을 용해시킬 수 있다. 이러한 화합물은 캐소드액에 영향을 미치지 않으면서 애노드액 용매로서 사용될 수 있다. 이온성 액체가 애노드액 용매로서 사용될 수 있다. 이러한 물질은 다량의 술폰산 나트륨 염을 용해시킬뿐만 아니라 더 높은 온도에서 탈술폭실화 반응을 촉진하도록 가동시킬 수 있다. 이온성 액체는 매우 낮은 증기압 및 우수한 용해력/용해 특성을 갖는 화학물질 부류이다. 각종 상이한 이온성 액체가 사용될 수 있다.Likewise, membranes comprising, for example, NaSICON have high temperature resistance and therefore the anolyte can be heated to a higher temperature without substantially affecting the temperature of the catholyte (or vice versa). (NaSICON can be heated and still function effectively at higher temperatures). This means that polar solvents (or nonpolar solvents) which dissolve the sulfonic acid and sodium salts at high temperatures can be used in the anolyte. At the same time, the catholyte is not affected by temperature. Indeed, different solvent systems can be used simultaneously in the catholyte. Alternatively, other molten salts or acids may be used to dissolve the ionic sodium acid and salt in the anolyte. Long chain hydrocarbons, ethers, triglycerides, esters, alcohols, or other solvents may dissolve the acid and sodium salts. Such compounds can be used as anolyte solvents without affecting the catholyte. Ionic liquids can be used as the anolyte solvent. Such materials can be run to dissolve large amounts of sodium sulfonate salts as well as to promote the desulfurization reaction at higher temperatures. Ionic liquids are a class of chemicals that have very low vapor pressures and good solubility / dissolution properties. Various different ionic liquids can be used.

상기 설명된 바와 같이, 본 발명의 전지의 이점 중 하나는 이것이 캐소드액 구획(204)에서 염기(150)를 생성한다는 점이다. 상기 언급된 바와 같이, 이러한 염기(150)는 이어서 술폰산의 나트륨 염을 생성하는 반응(14)의 일부로서 사용될 수 있다. 이러한 반응을 위한 Na+ 이온은 애노드액(228)으로부터 막을 통해 온다. 별법으로, 실시양태는 술폰산이 캐소드액 구획(208)에서 반응하여 알칼리 금속 염을 바로 형성할 수 있도록 행해질 수 있다. 다시 말해, 전환 반응(14)이 전지 자체 내에서 발생하여 술폰산 나트륨 염이 생성되고, 이어서 이러한 나트륨 염이 캐소드액 구획(204)으로부터 (예컨대 도관을 통해) 애노드액 구획(208)으로 취해진다. 따라서, 이러한 공정은 계 내에서 (예를 들어, 전지 내에서) 술폰산이 알칼리 금속 염으로 전환되게 한다. 이러한 공정은 2 단계 공정 (전지 내에서의 전환 반응 및 탈술폭실화)보다는 1 단계 공정 (예를 들어, 전지가 간단히 운영됨)일 것이다. As described above, one of the advantages of the cell of the present invention is that it produces base 150 in catholyte compartment 204. As mentioned above, this base 150 can then be used as part of the reaction 14 to produce the sodium salt of sulfonic acid. Na + ions for this reaction come from the anolyte 228 through the membrane. Alternatively, embodiments can be made such that the sulfonic acid can react in the catholyte compartment 208 to immediately form an alkali metal salt. In other words, the conversion reaction 14 takes place in the cell itself to produce sodium sulfonate salt, which is then taken from the catholyte compartment 204 into the anolyte compartment 208 (eg, via a conduit). Thus, this process causes the sulfonic acid to be converted into an alkali metal salt in situ (eg in a cell). This process will be a one step process (eg, the cell is simply operated) rather than a two step process (conversion reaction and desulfurization in the cell).

상기 기재된 실시양태가 가동되어 탈술폭실화 반응의 결과로서 SOx 가스를 생성함을 유념하여야 한다. 관련 기술분야에서 공지된 방법에 의해, 이러한 SOx 가스가 SO3 가스로 전환될 수 있다. 이어, 이러한 SO3 가스는 물과 (공지된 방식으로) 반응하여 사용, 판매 등이 될 수 있는 가치있고 유용한 화학물질인 황산 (H2SO4)을 형성할 수 있다.It should be noted that the embodiments described above operate to produce SO x gas as a result of the desulfurization reaction. By methods known in the art, such SO x gas can be converted to SO 3 gas. This SO 3 gas can then react with water (in a known manner) to form sulfuric acid (H 2 SO 4 ), a valuable and useful chemical that can be used, sold, and the like.

SO3 + H2O → H2SO4 SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4

추가의 실시양태는 R-SO3-Na이 수중에서 다음의 방식으로 반응하도록 디자인될 수 있다:Additional embodiments may be designed such that R-SO 3 -Na reacts in water in the following manner:

H2O → 2H+ + ½O2 + 2e- H 2 O → 2H + + ½O 2 + 2e -

R-SO3-Na + H+ → R-SO3-H + Na+ R-SO 3 -Na + H + → R-SO 3 -H + Na +

2R-SO3-H → 2R

Figure 112015095081249-pct00036
+ 2SOx + 2e- +2R-SO 3 -H → 2R
Figure 112015095081249-pct00036
+ 2SO x + 2e - +

다시 말해, 상기 기재된 실시양태는 먼저 물의 반응을 가짐으로써 산 (R-SO3-H)을 생성하고, 이어서 이러한 산 생성물이 탈술폭실화를 겪는다. 통상의 기술자는 목적하는대로 산 (R-SO3-H) 또는 나트륨 염 산 (R-SO3-Na)을 탈술폭실화하기 위해 다양한 조건을 조절하는 방법을 인지할 것이다.In other words, the embodiments described above produce an acid (R-SO 3 -H) by first having a reaction of water, and then this acid product undergoes desulfurization. One skilled in the art will recognize how to adjust various conditions to desuloxylate acid (R-SO 3 -H) or sodium hydrochloric acid (R-SO 3 -Na) as desired.

한 실시양태에서, 애노드액은 G-유형 용매, H-유형 용매, 및/또는 그의 혼합물을 포함한다. G-유형 용매는 디히드록실 화합물이다. 한 실시양태에서 G-유형 화합물은 인접한 위치에서 두 히드록실기를 포함한다. H-유형 용매는 탄화수소 화합물 또는 탄화수소를 용해시킬 수 있는 용매이다. 예를 들어, H-유형 용매는 탄화수소, 염소화된 탄화수소, 알콜, 케톤, 모노 알콜, 및 석유 분획, 예컨대 헥산, 가솔린, 등유, 도데칸, 테트롤렌 등을 포함한다. H-유형 용매는 또한 탄화수소 생성물의 분획으로서 재순환된 탈술폭실화 공정의 생성물일 수 있다. 이는 추가의 용매를 구할 필요성을 제거하고 이에 따라 공정의 전체 경제성을 개선할 것이다.In one embodiment, the anolyte comprises a G-type solvent, an H-type solvent, and / or a mixture thereof. G-type solvents are dihydroxyl compounds. In one embodiment the G-type compound comprises two hydroxyl groups at adjacent positions. H-type solvents are hydrocarbon compounds or solvents capable of dissolving hydrocarbons. For example, H-type solvents include hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, alcohols, ketones, monoalcohols, and petroleum fractions such as hexane, gasoline, kerosene, dodecane, tetrolene and the like. The H-type solvent can also be the product of the desulfonoxylation process recycled as a fraction of the hydrocarbon product. This will eliminate the need to obtain additional solvents and thus improve the overall economics of the process.

추가의 개시내용으로서, G-유형의 용매는 두 상이한 산소 원자를 갖는 수소 결합에 의해 산의 알칼리 금속 염의 -SO3-Na기를 용매화하나, 술폰산의 알칼리 금속 염의 탄화수소 말단은 H-유형의 용매에 의해 용매화된다. 주어진 G-유형 용매에 대해, H-유형 용매에서 탄화수소를 증가시킴으로써 용매능이 증가한다.As a further disclosure, the G-type solvent solvates the -SO 3 -Na group of the alkali metal salt of the acid by hydrogen bonding having two different oxygen atoms, but the hydrocarbon end of the alkali metal salt of sulfonic acid is a H-type solvent. Solvated by For a given G-type solvent, solvent performance is increased by increasing the hydrocarbon in the H-type solvent.

하기 표는 G-유형 및 H-유형 용매의 일부 비제한적인 예를 나타낸다:The following table shows some non-limiting examples of G-type and H-type solvents:

Figure 112015095081249-pct00037
Figure 112015095081249-pct00037

분리된 전지를 사용하는 것의 특정한 이점이 있으나, 실시양태는 전지가 분리되지 않도록 구성될 수 있음을 유념하여야 한다. 이러한 전지는 다음과 같이 요약될 수 있다:Although there are certain advantages of using separate cells, it should be noted that embodiments may be configured such that the cells are not separated. Such cells can be summarized as follows:

Pt || R-SO3-Na + NaOH + H2O || Pt Pt || R-SO 3 -Na + NaOH + H 2 O || Pt

Pt 전극은 본원에서 약술된 바와 같이 다른 전극으로 대체될 수 있다. 또한, 염기 NaOH는 목적하는대로 다른 염기 (예컨대 나트륨 메틸레이트, 또는 다른 염기)로 대체될 수 있다. 마찬가지로, 용매, 물은 목적하는대로 다른 용매로 대체될 수 있다. 이러한 실시양태에서, 애노드 반응은 SOx 및 R-R을 형성하는 탈술폭실화 반응이다. 캐소드 반응은 수소 가스를 형성하는 환원이다 (H는 물에 의해 제공됨). 다른 실시양태에서, CH3-SO3-Na (또는 다른 R기)이 임의로 사용될 수 있다. 유사하게, 나트륨 염의 산 형태가 사용될 수 있으나, 단 그것을 나트륨 염으로 전환시키기 위한 염기가 또한 존재한다.The Pt electrode may be replaced with another electrode as outlined herein. In addition, the base NaOH can be replaced with other bases (such as sodium methylate, or other bases) as desired. Likewise, the solvent, water, may be replaced with another solvent as desired. In this embodiment, the anode reaction is a desulphoxylation reaction forming SO x and RR. The cathode reaction is a reduction that forms hydrogen gas (H is provided by water). In other embodiments, CH 3 -SO 3 -Na (or other R groups) can optionally be used. Similarly, acid forms of sodium salts can be used, provided there is also a base to convert it to sodium salts.

본원에 제공된 많은 예가 모노술폰산을 사용하는 것을 포함하나, 디술폰산 또는 폴리술폰산이 또한 사용될 수 있다. 그러나, 디술폰산 또는 폴리술폰산을 사용하는 경우, (일부 실시양태에서) 중합을 피하거나 감소시키도록 단계가 취해질 수 있다. 이러한 중합 반응은 하기 디술폰산에 의해 요약되나, 유사한 반응이 폴리술폰산에 대해 가능하다:Many examples provided herein include using monosulfonic acid, but disulfonic or polysulfonic acid may also be used. However, when using disulfonic or polysulfonic acid, steps may be taken to avoid or reduce polymerization (in some embodiments). This polymerization reaction is summarized by the following disulfonic acid, but similar reactions are possible for polysulfonic acid:

(탈술폭실화)                        (Desulfurization)

Na-SO3-R-R-SO3-Na →

Figure 112015095081249-pct00038
R-R
Figure 112015095081249-pct00039
Na-SO 3 -RR-SO 3 -Na →
Figure 112015095081249-pct00038
RR
Figure 112015095081249-pct00039

(디술폰산의 나트륨 염)(Sodium salt of disulfonic acid)

이러한 탄화수소 라디칼은 각각의 말단에 반응성 부위를 갖기 때문에, 이들

Figure 112015095081249-pct00040
R-R
Figure 112015095081249-pct00041
라디칼은 이어서 중합되도록 줄세워질 수 있다:Since these hydrocarbon radicals have reactive sites at each end, these
Figure 112015095081249-pct00040
RR
Figure 112015095081249-pct00041
The radicals can then be decreased to polymerize:

....

Figure 112015095081249-pct00042
R-R
Figure 112015095081249-pct00043
+
Figure 112015095081249-pct00044
R-R
Figure 112015095081249-pct00045
Figure 112015095081249-pct00046
R-R
Figure 112015095081249-pct00047
+
Figure 112015095081249-pct00048
R-R
Figure 112015095081249-pct00049
........
Figure 112015095081249-pct00042
RR
Figure 112015095081249-pct00043
+
Figure 112015095081249-pct00044
RR
Figure 112015095081249-pct00045
Figure 112015095081249-pct00046
RR
Figure 112015095081249-pct00047
+
Figure 112015095081249-pct00048
RR
Figure 112015095081249-pct00049
....

일부 실시양태에서, 이러한 중합이 요망될 수 있다. 다른 실시양태에서, 중합이 요망되지 않는다. 이에 따라, 기법을 사용하여 중합의 공산을 감소시킬 수 있다 (예를 들어, 중합을 "차단함"). 이는, 예를 들어 아세테이트를 통해 메틸 라디칼 (CH3

Figure 112015095081249-pct00050
)을 형성하는 것, H
Figure 112015095081249-pct00051
라디칼을 형성하여 R기의 길이를 줄이는 것을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 혼합 용매 시스템을 사용하는 것과 연관된 기법이 또한 이러한 중합을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 애노드액에서 극성 용매와 배합된 비극성 용매를 사용함으로써, 형성된 탄화수소가 비극성 용매로 빠르게 당겨져 이것이 중합되는 것이 방지될 것이다.In some embodiments, such polymerization may be desired. In other embodiments, no polymerization is desired. Thus, techniques can be used to reduce the likelihood of polymerization (eg, “block” polymerization). This is, for example, via methyl acetate (CH 3
Figure 112015095081249-pct00050
Forming), H
Figure 112015095081249-pct00051
Forming radicals to reduce the length of the R groups. Likewise, techniques associated with using mixed solvent systems can also reduce this polymerization. For example, by using a nonpolar solvent combined with a polar solvent in the anolyte, the hydrocarbon formed will be quickly pulled into the nonpolar solvent to prevent it from polymerizing.

본원에 기재된 기법의 다양한 예가 용이하게 사용되고 수행될 수 있다. 이러한 몇몇 예에는 다음이 포함된다:Various examples of the techniques described herein can be readily used and performed. Some of these examples include:

(탄화수소 (헥산))                            (Hydrocarbon (hexane))

2C3H7SO3-Na → C6H14 + 2SOx + 2e- + 2Na+ 2C 3 H 7 SO 3 -Na → C 6 H 14 + 2SO x + 2e - + 2Na +

(왁스상 탄화수소)                            (Wax-like hydrocarbon)

2C18H34SO3-Na → R-R + 2SOx + 2e- + 2Na+ 2C 18 H 34 SO 3 -Na → RR + 2SO x + 2e - + 2Na +

(유기 층에서의 탄화수소)                            (Hydrocarbons in organic layer)

Na-SO3-(CH3)3-SO3-Na → R-R + 2SOx + 2e- + 2Na+ Na-SO 3 - (CH 3 ) 3 -SO 3 -Na → RR + 2SO x + 2e - + 2Na +

C17H33SO3-Na + C17H31SO3-Na + CH3SO3-NaC 17 H 33 SO 3 -Na + C 17 H 31 SO 3 -Na + CH 3 SO 3 -Na

→ C17 및 C18 탄화수소를 포함하는 생성물의 혼합물¡Æ a mixture of products comprising C 17 and C 18 hydrocarbons

본 발명은 본원에 광범위하게 기재되고 하기 청구된 바와 같은 그의 구조, 방법, 또는 다른 본질적인 특징에서 벗어나지 않으면서 다른 특정한 형태로 구현될 수 있다. 기재된 실시양태는 모든 관점에서 단지 예시적이고 비제한적인 것으로 간주되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 개시내용에 의해서보다는 첨부된 청구범위에 의해 나타난다. 청구범위의 의미 및 균등 범위 내의 모든 변화가 그의 범위 내에 포함되어야 한다.The present invention can be embodied in other specific forms without departing from its structure, method, or other essential features as broadly described herein and claimed below. The described embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. Accordingly, the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing disclosure. All changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.

Claims (9)

알킬 술폰산의 나트륨 염을 수득하는 단계;
애노드액 구획, 캐소드액 구획, 및 애노드액 구획을 캐소드액 구획으로부터 분리시키는 NaSICON 막을 포함하는 전해 전지에서 사용하기 위한 애노드액을 제조하는 단계로서, 여기서 애노드액은 애노드액 구획 내에 수용되고 캐소드액은 캐소드액 구획 내에 수용되며, 여기서 애노드액은 제1 용매 또는 용매 혼합물 및 소정량의 알킬 술폰산의 나트륨 염을 포함하는 것인 단계; 및
전지 내에서 애노드액을 전기분해시켜 알킬 술폰산의 나트륨 염을 탈술폰화시키고 알킬 술폰산의 나트륨 염을 하나 이상의 알킬 라디칼로 전환시키며, 알킬 라디칼이 반응하여 커플링된 라디칼 생성물을 형성하는 것인 단계
를 포함하는, 커플링된 라디칼 생성물의 제조 방법.
Obtaining a sodium salt of alkyl sulfonic acid;
Preparing an anolyte for use in an electrolytic cell comprising an anolyte compartment, a catholyte compartment, and a NaSICON membrane separating the anolyte compartment from the catholyte compartment, wherein the anolyte is contained within the anolyte compartment and the catholyte is Contained within the catholyte compartment, wherein the anolyte comprises a first solvent or solvent mixture and a predetermined amount of sodium salt of alkyl sulfonic acid; And
Electrolyzing the anolyte in the cell to desulfonate the sodium salt of alkyl sulfonic acid, convert the sodium salt of alkyl sulfonic acid to one or more alkyl radicals, and the alkyl radicals react to form a coupled radical product
A method for producing a coupled radical product comprising a.
제1항에 있어서, 알킬 술폰산의 나트륨 염이 바이오매스로부터 유래된 것인 방법.The method of claim 1 wherein the sodium salt of alkyl sulfonic acid is derived from biomass. 제2항에 있어서, 커플링된 라디칼 생성물이 탄화수소를 포함하는 것인 방법.The method of claim 2, wherein the coupled radical product comprises a hydrocarbon. 제1항에 있어서, 알킬 술폰산의 나트륨 염이 CH3-SO3-Na를 포함하는 것인 방법.The process of claim 1 wherein the sodium salt of alkyl sulfonic acid comprises CH 3 -SO 3 -Na. 제4항에 있어서, 전지 내에서 애노드액을 전기분해시켜 알킬 술폰산의 나트륨 염을 탈술폰화시키는 단계가 상기 CH3-SO3-Na를 탈술폰화시켜 CH3-SO3-Na를 하나 이상의 알킬 라디칼로 전환시키며, 알킬 라디칼이 반응하여 커플링된 라디칼 생성물을 형성하는 것을 포함하는 것인 방법.5. The method of claim 4, by electrolysis of the anolyte in the cell by a sulfonated sodium salt of an alkyl sulfonic acid de-solidifying step talsul the CH 3 -SO 3 -Na least one of CH 3 -SO 3 -Na alkyl radical Wherein the alkyl radicals react to form coupled radical products. 제5항에 있어서, 알킬 라디칼이 메틸 라디칼을 포함하는 것인 방법.The method of claim 5, wherein the alkyl radical comprises a methyl radical. 제1항에 있어서, 애노드액이 H-SO3-Na를 추가로 포함하는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the anolyte further comprises H-SO 3 -Na. 제7항에 있어서, 애노드액을 전기분해시키는 단계가 상기 H-SO3-Na를 탈술폰화시켜 H-SO3-Na를 하나 이상의 수소 라디칼로 전환시키며, 수소 라디칼이 반응하여 커플링된 라디칼 생성물을 형성하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.Claim 7, the electrolysis stage the anolyte is sikimyeo switching the H-SO 3 -Na by talsul sulfonated H-SO 3 -Na by the one or more hydrogen radicals which, the radicals coupled to the hydrogen radical reaction product in It further comprises forming a. 제1항에 있어서, 수소 가스를 애노드액 구획으로 공급하고 상기 수소 가스를 광분해시켜 하나 이상의 수소 라디칼을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.The method of claim 1, further comprising feeding hydrogen gas to the anolyte compartment and photolysing the hydrogen gas to form one or more hydrogen radicals.
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