(57)【要約】      （修正有）【課題】糖から乳酸及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸又はα−ヒドロキシメチオニン類似体の一種又は二種以上のエステルを製造する方法の提供。【解決手段】固体ルイス酸触媒並びに有機溶媒及び水を含む溶媒の存在下で、糖から乳酸及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸又はα−ヒドロキシメチオニン類似体の一種又は二種以上のエステルを製造するための連続フロー方法であって、水が、有機溶媒の１０体積％以下の量で存在している、製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体ルイス酸触媒並びに有機溶媒及び水を含む溶媒の存在下で、糖から乳酸及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸又はα−ヒドロキシメチオニン類似体の一種又は二種以上のエステルを製造するための連続フロー方法であって、水が、有機溶媒の１０体積％以下の量で存在している、上記の方法。
【請求項２】
α−ヒドロキシメチオニン類似体が望ましい場合に、固体ルイス酸触媒並びに有機溶媒及び水を含む溶媒に加えて硫黄を含む化合物が存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記硫黄を含む化合物が、Ｃ１−Ｃ５アルキルチオール、Ｃ１−Ｃ５アルキルチオール塩、ジメチルメルカプタン及びジメチルジスルフィドからなる群から選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率が、平均して１時間当たりストリーム当たり０．２５％まで減少する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率が、平均して１時間当たり０．１０％まで減少する、請求項１又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率が、５０時間のオンストリーム後に最大５％減少する、請求項１、４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率が、５０時間のオンストリーム後に４０％超である、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記固体ルイス酸触媒を４５０時間後に焼成する、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記固体ルイス酸触媒の骨格構造が、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＭＣＭ−４１及びＳＢＡ−１５からなる群から選択される、請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
前記固体ルイス酸が、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｇｅ及びＨｆからなる群の一つ又は二つ以上から選択される活性金属を含む、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
前記固体ルイス酸触媒が、Ｓｎ−ＢＥＡ、Ｓｎ−ＭＦＩ、Ｓｎ−ＦＡＵ、Ｓｎ−ＭＯＲ、Ｓｎ−ＭＷＷ、Ｓｎ−ＭＣＭ−４１及びＳｎ−ＳＢＡ−１５からなる群から選択される、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
前記固体ルイス酸触媒がＳｎを含み、その固体ルイス酸触媒からのＳｎの損失が、オンストリームの１時間当たり、Ｓｎの初期量の０．１１％以下である、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
前記固体ルイス酸触媒がＳｎを含み、その固体ルイス酸触媒からのＳｎの損失が、オンストリームの５０時間後にＳｎの初期量の８％未満である、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１４】
２−ヒドロキシ−３−ブテン酸エステルの収率が、オンストリームの５０時間後に１２％超である、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１５】
α−ヒドロキシメチオニン類似体エステルの収率が、オンストリームの１０時間後に２０％超である、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１６】
前記糖が、グルコース、フルクトース、マンノース、スクロース、キシロース、エリトロース、エリスリトール、トレオース及びグリコールアルデヒドからなる群の一種又は二種以上から選択される、請求項１〜１５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１７】
アルカリ土類金属イオン又はアルカリ金属イオンがプロセス中に存在する、請求項１〜１６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１８】
前記溶剤が、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノールおよびイソプロパノールからなる群の一種又は二種以上から選択される、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１９】
プロセスの温度が１４０℃−２００℃である、請求項１〜１８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２０】
有機溶媒を糖水溶液と混合することによって、水の少なくとも一部が溶媒に導入される、請求項１〜１９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２１】
前記糖水溶液が、３０％以上の乾燥糖度の糖シロップである、請求項１〜２０のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳酸及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸又はα−ヒドロキシメチオニン類似体のエステルを製造するための連続フロー方法に適した、新規な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭水化物はバイオマスの最大部分を占め、商業的化学物質の調製のための原料としてそれらの効率的な使用のための様々な戦略が確立されている。バイオマスは、石油を補い、最終的に石油を代替する可能性があるため、特に興味深い。バイオマスから得られるそのような市販の化学物質の１つは、乳酸である。乳酸誘導体である乳酸メチルは、再生可能でかつ生分解性の溶媒やポリマーを目的とする便利な構成ブロックである。
【０００３】
乳酸の誘導体、特に乳酸のエステルは、生化学的（酵素的発酵；エナンチオピュアな生成物）及び合成（触媒的変換；ラセミ生成物）を含む様々な反応プロセス経路を介して糖から得ることができる。ラセミ生成物を提供することに加えて、商業的かつ環境的に有利な生化学的経路の代替物を提供することから、合成（触媒的）経路に特に注意が向けられている。ラセミ生成物は、例えば、乳酸エナンチオマーの両方のエナンチオマーの化学量論的量を必要とするポリマーが出発材料、例えばポリ乳酸（ＰＬＡ）として望ましい場合に有利である。
【０００４】
従来技術は、乳酸及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸とのエステルのラセミ混合物が、ルイス酸触媒の存在下で糖から製造できることを立証している。
【０００５】
乳酸と、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸又はα−ヒドロキシメチオニン類似体のエステルは、ルイス酸触媒の存在下で砂糖からのバッチ式又は連続フロープロセスによって製造できる。Ｓｃｉｅｎｃｅ（２０１０）３２８、ｐｐ  ６０２−６０５（非特許文献１）及び欧州特許第２  １８４  ２７０Ｂ１号明細書（特許文献１）のいずれも、溶媒がメタノールのみか、又はメタノール及び２．５重量％の水であるプロセスのバッチ反応を開示している。両方の参考文献はまた、溶媒が水であり、その結果、スクロースから乳酸（３０％）を生成するバッチ反応を開示している。
【０００６】
上記のエステルを製造するための工業的に実現可能な方法を得るためには、ルイス酸触媒が長期間のプロセス時間の間安定、すなわち活性なままであることが必須である。ルイス酸触媒が反応中に経時的に失活し、か焼によって再生しなければならないことはよく知られている問題である。ルイス酸触媒の失活は、このプロセスを停止し、触媒を少なくとも１２−１８時間か焼することによって単離し、再生することを必要とする。Ｓｃｉｅｎｃｅ（２０１０）３２８、ｐｐ  ６０２−６０５（非特許文献１）及びＥＰ２  １８４  ２７０  Ｂ１号明細書（特許文献１）は、すべてのバッチ反応のために、触媒を２０時間後のか焼によって再生することを開示している。
【０００７】
Ｓｃｉｅｎｃｅ（２０１０）３２８、ｐｐ  ６０２−６０５（非特許文献１）はまた、ルイス酸触媒（Ｓｎ−ＢＥＡ）及び有機溶媒（メタノール）の存在下で糖（フルクトース）を乳酸メチルに変換するための連続流法を開示している。支持データの図７は、タイムオンストリーム（ｔｉｍｅ  ｏｎ  ｓｔｒｅａｍ  （ＴＯＳ））によるフルクトースからの乳酸メチルの百分率収率が、少なくとも５０％、３時間で約２３％から８０時間で約１１％減少することを示している。この数値は、Ｓｎ−ＢＥＡがタイムオンストリームの関数として徐々に不活性化することを示している。バッチ反応と同様に、か焼により触媒は再生される。Ｓｎ−ＢＥＡとＳｎ−Ｂｅｔａ（ここで使用される場合）とは同一であることに留意されたい。
【０００８】
さらに、Ｓｃｉｅｎｃｅ（２０１０）３２８、ｐｐ  ６０２−６０５（非特許文献１）は、反応プロセスに対する水の存在が触媒の安定性に関して不利であることを示している。プロセスの溶媒が水だけである場合、触媒上への炭素の堆積は著しく増加し、触媒の失活に大きく寄与する。例えば、プロセスの溶媒が水である場合、溶媒としてメタノールだけを使用する場合の１．３重量％と比較して、触媒１グラム当たり７重量％の炭素が触媒上に堆積する。
【０００９】
ルイス酸触媒を使用するプロセスに水を添加する場合の欠点のさらなる例は、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃａｔａｌｙｓｉｓ（２００３）２２０、ｐｐ  ３２６−３３２（非特許文献２）に報告されている。この参考文献は、チタンシリケートルイス酸触媒（Ｔｉ−ＢＥＴＡ又はＴＳ−１）による、アルデヒドとシリルエノールエーテルとの向山型アルドール縮合を開示している。該参照文献は、最初の反応期間中に少量の水をバッチ反応媒体に添加すると、触媒の活性が低下することを報告している。ルイス酸触媒は水によって被毒し、したがって不活性になると考えられている。代替的な反応について、ＣｈｅｍＳｕｓＣｈｅｍ（２０１４）７、ｐｐ  ２２５５−２２６５（非特許文献３）は、Ｓｎ−ＢＥＡ触媒バッチ反応について同じ効果を報告している。
【００１０】
ルイス酸触媒を使用するプロセスへの水の添加の欠点のさらに別の例は、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃａｔａｌｙｓｉｓ（２０１４）３１１、ｐｐ  ２４４−２５６（非特許文献４）に報告されている。この参考文献は、プロパナール（プロピオンアルデヒド）の触媒脱酸素化の反応経路の研究に向けられている。この参考文献は、水が存在するとき、触媒反応の関与が触媒のルイス酸部位に妨げられることを開示している。というのも、水はこれらの部位上でその水が再水和又は物理吸着するからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許第２  １８４  ２７０Ｂ１号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１４／１３１７４３Ａ号パンフレット
【特許文献３】米国特許第４，９３３，１６１号明細書
【特許文献４】国際公開第２０１４／１３１７４３号パンフレット
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｓｃｉｅｎｃｅ（２０１０）３２８、ｐｐ  ６０２−６０５
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃａｔａｌｙｓｉｓ（２００３）２２０、ｐｐ  ３２６−３３２
【非特許文献３】ＣｈｅｍＳｕｓＣｈｅｍ（２０１４）７、ｐｐ  ２２５５−２２６５
【非特許文献４】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃａｔａｌｙｓｉｓ（２０１４）３１１、ｐｐ  ２４４−２５６
【非特許文献５】Ｐｅｒｒｙ’ｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ’  Ｈａｎｄｂｏｏｋ、ｅｉｇｈｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、２００８
【非特許文献６】Ｃｏｒｍａ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃｈｅｍ．  Ｒｅｖ．  １９９５，  ９５  ｐｐ  ５５９−６１４
【非特許文献７】Ｇｒｅｅｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ２０１２，  １４，  ｐ．  ７０２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、糖から乳酸及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸のエステルを製造するための連続反応プロセスに使用するためのルイス酸触媒を安定化させる手段を提供することである。本発明のさらなる目的は、糖から乳酸とα−ヒドロキシメチオニン類似体のエステルを提供することである。
【００１４】
触媒上への炭素の堆積を減少させることに加えて、本発明のさらなる目的は、Ｓｎを含むルイス酸触媒を安定化するための手段を提供することであり、その際、触媒からのＳｎの浸出が減少し、かつ、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸のエステルの著しく高い収率が得られる。Ｓｎ浸出の減少は、より純粋な生成物及びより安価なプロセス（より少ないＳｎが必要とされるため）をもたらす。さらに、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸のエステル副生成物は貴重な化学物質であり、そのプロセスからさらなる商品が提供される可能性がある。より明示的に、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸のエステルの有意に増加した収率の付加は、乳酸と２−ヒドロキシ−３−ブテン酸のエステルの著しく増大した収率の追加により、乳酸と２−ヒドロキシ−３−ブテン酸のエステルのより高い組み合わせの収率が提供され、それと共に、糖のより高い転化率が提供される。これらの利点は、α−ヒドロキシメチオニン類似体の製造にも当てはまる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
連続フロー反応の有機溶媒中の水の存在が、連続フロー反応のためのルイス酸触媒の安定性を促進することが今や見出された。触媒上への炭素質種の堆積は、触媒ルイス酸の活性部位の失活化又は被毒をもたらすが、工業的に有意な程度には観察されない。活性の保持、すなわち触媒の安定性は、連続フロー反応の持続的な反応持続時間のための所望の生成物の継続的な高収率をもたらす。
【００１６】
本発明は、固体ルイス酸触媒並びに有機溶媒と水とを含む溶媒の存在下で糖から乳酸と２−ヒドロキシ−３−ブテン酸又はα−ヒドロキシメチオニン類似体の一種又は二種以上のエステルを製造するための連続フロー方法に関し、その際、水は、有機溶媒の１０体積％以下の量で存在している。
【００１７】
α−ヒドロキシメチオニン類似体が所望される場合、固体ルイス酸触媒並びに有機溶媒と水を含む溶媒に加えて、硫黄を含む化合物を存在させる必要がある。
【００１８】
連続フロー方法とは、（長期に及ぶ）期間にわたって起こる反応又はプロセスを意味し、反応物は反応チャンバを通して溶媒に供給される。連続フロープロセスを示す一般的な参考文献は、Ｐｅｒｒｙ’ｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ’  Ｈａｎｄｂｏｏｋ、ｅｉｇｈｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、２００８（非特許文献５）である。
【００１９】
連続フロー方法、プロセス、反応及び再反応プロセスという語は、相互交換可能であることを意図している。
【００２０】
より詳細には、本発明は、溶媒中に存在する水の量が有機溶媒の１０体積パーセント（体積％）以下である連続フロープロセスに関する。体積パーセントは、２つの溶媒の体積対体積の比を意味する。例えば、１０体積％とは、第１の溶媒と第２の溶媒の１０：９０の比を意味する。例えば、本発明においては、有機溶媒中の１０体積％の水は、水と有機溶媒との体積比が１０：９０であることを意味する。本発明は、有機溶媒に存在する水の体積％が、０超−３０体積％であるか、又は０超−２０体積％である場合に行うことができる。好ましい実施形態において、有機溶媒に存在する水の体積％が、０超−１０体積％以下である。例えば、有機溶媒中に存在する水の体積％は、約５体積％、約１体積％又は約０．２５体積％であることができる。
【００２１】
本発明の一実施形態では、有機溶媒中に存在する水の体積％は、生成する乳酸のエステル又は２−ヒドロキシ−３−ブテン酸又はα−ヒドロキシメチオニン類似体のエステルの収率に影響を及ぼすように選択することができる。例えば、有機溶媒中に存在する水の体積％は０超〜２体積％である場合に、乳酸のエステルの最適収率を得ることができる。さらに、有機溶媒中に存在する水の体積％が３−１０体積％である場合に、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸（ＭＶＧ）のエステルの最適収率を得ることができる。
【００２２】
本発明はまた、供給物としての糖シロップの使用に関する。糖シロップは、糖と水の低コスト混合物であり、本発明のための特に有用な供給原料を構成する。一実施形態では、糖シロップを有機溶媒と混合して、糖、水及び有機溶媒を含む最終反応混合物を提供する。含水量は、シロップ濃度の選択によって、又はシロップとは独立して、さらなる水の添加によって任意に調整することができる。糖シロップは、３０％超、より好ましくは５０％超、又はより好ましくは６４％超の糖乾燥物質含量を有する。“糖”という語は、単糖類及び二糖類を指し、グリコールアルデヒド、グリセルアルデヒド、ジヒドロキシアセトン、エリトロース、エリトルロース、トレオース、キシロース、アラビノース、グルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、スクロース、ラクトース、マルトース及びそれらの混合物からなる群から選択できる。糖シロップの例は、デキストロースシロップ、高果糖コーンシロップ、サトウキビジュースシロップ、転化糖シロップ、サトウダイコンジュースシロップ（濃厚ジュース）、ヘミセルロースシロップ（キシロース、グルコース、マンノー及び他の糖の混合物を含む）及びグリコールアルデヒドシロップ（例えば、国際公開第２０１４／１３１７４３Ａ号パンフレット（特許文献２）に記載されているようにして得られるグリコールアルデヒドを主に含む）である。
【００２３】
有機溶媒とは、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール及びイソプロパノールからなる群から選択される一種又は二種以上の溶媒を意味する。
【００２４】
乳酸及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸のエステルは、乳酸の一種又は二種以上のエステルと、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸の一種又は二種以上のエステルを意味する。例えば、プロセスの有機溶媒がメタノールのみである場合には、乳酸及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸のメチルエステルのみが形成される。
【００２５】
本発明は、さらに、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率が、連続フロー方法の過程によって減少する方法に関する。例えば、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率は、平均してオンストリーム１時間あたり０．０１、０．０２、０．０３、０．０５、０．１０、０．１５、０．２０又は０．２５％まで減少し得る。
【００２６】
平均してオンストリーム１時間当たりの収率の減少は、一定の時間にわたる乳酸の一種又は二種以上のエステルの百分率収率の減少を意味し、連続フロープロセスが定常状態に達した後に、その期間の時間数で割ったものである。例えば、定常状態に達したプロセスでは、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率において、１００時間にわたって、例えば、５０％〜４５％の減少が観察される場合、平均して、オンストリーム１時間当たり、収率の０．０５％の減少に相当する。
【００２７】
その乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率における減少はまた、特にプロセスが定常状態に達した後、オンストリームの期間後の収率における減少によっても表すことができる。例えば、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率は、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、４００、５００又は６０００時間のオンストリーム後に、全部で５％以下減少する場合がある。この例は、実施例１で説明するプロセスに直接関係しており、時間の変動は変化することができ、そしてプロセス及び工業規模に依存することができる。
【００２８】
定常状態とは、連続フロープロセス条件が一定の状態に達したことを意味し、例えば、反応チャンバを通る溶媒及び反応物質の流量が一定であることを意味している。これは、例えば、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率が、約５時間にわたり約５％増大しないことが観察された場合に、決定することができる。この例は、実施例１のプロセスに直接関係しており、例示を目的としている。収率の変動はプロセス及び工業規模に依存する可能性が高く、本発明を限定するものではない。
【００２９】
タイム（時間）オンストリーム（ＴＯＳ）は、供給物が触媒床を通過した時間を意味する。
【００３０】
本発明はまた、５０時間のオンストリーム後に、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率又は乳酸エステル及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸エステルの両方を組み合わせた収率が４０％を超える方法に関する。例えば、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率は、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、４００又は５００時間のオンストリームの後に４０％超である。
【００３１】
本発明はまた、５０時間のオンストリーム後に、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率又は乳酸エステル及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸エステルの両方を組み合わせた収率が４０％を超える方法に関する。例えば、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率は、５０時間のオンストリーム後に、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％又は７５％超である。本発明のさらなる実施形態では、α−ヒドロキシメチオニン類似体を得ることが望ましい場合には、硫黄を含む化合物がプロセスに添加される。
【００３２】
硫黄を含む化合物は、Ｃ１−Ｃ５アルキルチオール、Ｃ１−Ｃ５アルキルチオール塩、ジメチルメルカプタン及びジメチルジスルフィドからなる群から選択される。Ｃ１−Ｃ５アルキルチオールは、１、２、３、４又は５個の炭素を含む直鎖又は分枝鎖飽和脂肪族アルキル基を含む置換基を有するモノ−及びジ−置換チオールを意味する。具体的には、Ｃ１−Ｃ５アルキルチオールとは、メタンチオール、エタンチオール、直鎖又は分枝鎖プロパンチオール、直鎖又は分岐鎖ブタンチオール及び直鎖又は分枝鎖ペンタンチオールからなる群から選択されるアルキルチオールを意味する。
【００３３】
Ｃ１−Ｃ５アルキルチオール塩とは、Ｃ１−Ｃ５アルキルチオールのアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を意味する。具体的には、Ｃ１−Ｃ５アルキルチオール塩は、カチオンがナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される場合の塩の形態のＣ１−Ｃ５アルキルチオールを意味する。具体的には、Ｃ１〜Ｃ５アルキルチオール塩とは、ＮａＳＣＨ３、ＫＳＣＨ３、Ｃａ（ＳＣＨ３）２、及びＭｇ（ＳＣＨ３）２からなる群の一種又は二種以上から選択されるＣ１〜Ｃ５アルキルチオールを意味する。
【００３４】
α−ヒドロキシメチオニン類似体は、２−ヒドロキシ−４−（Ｃ１−５アルキルチオ）ブタン酸、その塩及びエステルからなる群から選択される。Ｃ１−５アルキルチオは、本発明の方法に存在する硫黄を含むＣ１−５アルキルチオ化合物に相当する。好ましくは、α−ヒドロキシメチオニン類似体は、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸、その塩及びエステルからなる群から選択される。好ましくは、α−ヒドロキシメチオニン類似体は、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）−ブタン酸、それのアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩及びＣ１−８アルキルエステルからなる群から選択される。
【００３５】
Ｃ１−８アルキルエステルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソプロピル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル及び２−エチルヘキシルからなる群から選択されるアルキル基を含むエステルを意味する。アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、塩カチオンが第Ｉ族及び第ＩＩ族金属から選択される酸の塩である。
【００３６】
本発明の一実施形態では、メチオニンα−ヒドロキシ類似体は２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸である。
【００３７】
本発明の第二の実施態様において、メチオニンα−ヒドロキシ類似体は、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸メチルエステル、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸エチルエステル、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸プロピルエステル、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸ブチルエステル、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸イソプロピルエステル、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸ペンチルエステル、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸ヘキシルエステル、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸ヘプチルエステル、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸オクチルエステル、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸２−エチルヘキシルエステルからなる群から選択される。
【００３８】
反応プロセスへの硫黄化合物の添加は、糖をメチオニンαヒドロキシ類似体へ転化するバッチ反応を要約する表１に見られるように、α−ヒドロキシメチオニン類似体の製造をもたらす。
【００３９】
そのバッチ反応は、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸及びそのエステルが製造されるプロセスに対応する連続プロセスに移行可能であると予想される。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
本発明は、連続フロープロセスの８０時間後、４５０時間後、５００時間後又は６０００時間後に固体ルイス酸触媒をか焼する方法に関する。
【００４２】
本発明はまた、存在する触媒の質量当たりに変換された糖の質量によって説明することもできる。例えば：触媒１ｇ当たり少なくとも０．４５ｇの糖が転化された場合、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率における低下は０．２５％以下であり；触媒１ｇ当り少なくとも２５ｇの糖が転化された場合、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率における低下は５％以下減少し；触媒１ｇ当たり少なくとも２５ｇの糖が転化された場合、触媒１ｇ当たり少なくとも３０ｇの糖が転化された場合、触媒１ｇ当たり少なくとも２００ｇの糖が転化された場合、又は触媒１ｇ当たり少なくとも２５００ｇの糖が転化された場合、乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率は４０％超である。
【００４３】
本発明の方法において、固体ルイス酸触媒は、ゼオタイプ材料又は多孔質シリカ材料である。ゼオタイプ材料は、ゼオライト材料のアルミニウム原子の一部又は全部がジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）及びスズ（Ｓｎ）などの金属（金属原子）で置換されたものである（ゼオライトとは、Ｃｏｒｍａ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃｈｅｍ．  Ｒｅｖ．  １９９５，  ９５  ｐｐ  ５５９−６１４（非特許文献６）に従う、微孔質結晶構造を有する結晶性アルミノケイ酸塩である。あるいは、ＭＣＭ−４１及びＳＢＡ−１５などの多孔質材料を使用することができる。
【００４４】
本発明の方法において、固体ルイス酸触媒のフレームワーク構造は、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＦＥＲ及びＭＷＷ並びにＭＣＭ−４１及びＳＢＡ−１５のような材料からなる群から選択される。
【００４５】
本発明は、固体ルイス酸が、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｇｅ及びＨｆからなる群の一種又は二種以上から選択される活性金属を含む方法に関する。
【００４６】
固体ルイス酸触媒は、好ましくは、Ｓｎ−ＢＥＡ、Ｓｎ−ＭＦＩ、Ｓｎ−ＦＡＵ、Ｓｎ−ＭＯＲ、Ｓｎ−ＭＷＷ、Ｓｎ−ＭＣＭ−４１及びＳｎ−ＳＢＡ−１５からなる群から選択される。
【００４７】
失われたＳｎの量は、プロセスの開始後の時点における固体ルイス酸触媒からのＳｎの損失を、プロセス開始時の固体ルイス酸触媒中のＳｎの初期量で割ったものとして計算される。
【００４８】
固体ルイス酸触媒がＳｎを含み、固体ルイス酸触媒からのＳｎの損失が平均してオンストリーム１時間当たりのＳｎの初期量の０．１１％以下、好ましくは、平均してオンストリーム１時間当たりＳｎの初期量の０．０５％以下、より好ましくは、平均してオンストリーム１時間当たりＳｎの初期量の０．０２％以下であることが好ましい。
【００４９】
本発明は、固体ルイス酸触媒がＳｎを含み、固体ルイス酸触媒からのＳｎの損失が、オンストリーム５０時間後にＳｎの初期量の８％以下、オンストリーム４００時間後にＳｎの初期量の５０％以下、好ましくは、オンストリーム４００時間後にＳｎの初期量の４０％以下、好ましくは、オンストリーム４００時間後にＳｎの初期量の１５％以下である方法に関する。
【００５０】
好ましくは、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸の一種又は二種以上のエステルの収率は１０％超、より好ましくは１２％以上である。
【００５１】
本発明の方法において、糖は、グルコース、フルクトース、マンノース、スクロース、キシロース、エリトロース、エリトルロース、トレオース及びグリコールアルデヒドからなる群の一種又は二種以上から選択されるのが好ましい。
【００５２】
いくつかの場合において、アルカリ土類金属イオン又はアルカリ金属イオンが反応プロセスに存在していることが好ましい。ＧＡを供給物として使用する場合、アルカリは不要である。
【００５３】
本発明によれば、アルカリは、Ｋ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＣｌ、ＫＯＨ、酢酸カリウム（ＣＨ３ＣＯ２Ｋ）、乳酸カリウム（ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＯ２Ｋ）、ＮａＣｌ、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３及びＲｂ２ＣＯ３からなる群から選択される一種又は二種以上の化合物のプロセスへの添加によって得ることができる。
【００５４】
本発明において、乳酸の一種又は二種以上のエステルは、好ましくは、乳酸メチル及び乳酸エチルからなる群から選択される。
【００５５】
数値としての実験データは、実施例１及び２にまとめられている。明確にするために、連続フローモードで得られたデータを図を用いて表し、バッチ実験の結果は表にまとめた。
【００５６】
図１〜図５は、連続フローモードにおけるＣ６糖（フルクトース）の転化率を示している。図１〜図３は、Ｓｎの浸出の減少及び触媒の失活の減少を示す。図４及び図５は、水が存在するときのＭＶＧ収率の改善を示す。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、プロセス溶媒に水が添加されていない場合と比較して、１％、５％及び１０％の水をプロセス溶媒に添加した場合のＳｎ−ＢＥＡルイス酸触媒の改善された安定性を示している。触媒安定性は、乳酸メチル生成物の収率が著しく一定であることによって示される。
【図２】図２は、プロセス溶媒に水を添加しない場合（三角形）と比較して、プロセス溶媒に１％の水を添加した場合（四角形）の、Ｓｎ−ＢＥＡルイス酸触媒の改善された安定性を示している。触媒の安定性は、長期間のプロセスタイムオンストリーム（約５００時間）にわたって観察された乳酸メチル生成物の顕著に一定した収率によって説明される。
【図３】図３は、プロセス溶媒に水を添加しない場合（三角形）と比較して、プロセス溶媒に１％の水を添加した場合（四角形）の、Ｓｎ−ＢＥＡルイス酸触媒の改善された安定性を示している。改善された安定性は、触媒からのＳｎ浸出（Ｓｎの損失）の顕著な減少によって説明される。
【図４ａ】図４ａは、連続フロープロセスへの水の添加による２−ヒドロキシ−３−ブテン酸エステルの改善された収率を示しており、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸メチルエステル（ＭＶＧ）の収率を示している。
【図４ｂ】図４ｂは、連続フロープロセスへの水の添加による２−ヒドロキシ−３−ブテン酸エステルの改善された収率を示しており、乳酸のエステル（乳酸メチル）及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸メチルエステル（ＭＶＧ）を組み合わせた収率を示している。
【図５】図５は、フロー中でＳｎ−ベータゼオライトを使用する場合の、フルクトースから得られるバイオモノマーの収率を示している。全収率［乳酸メチル（ＭＬ）、グリコールアルデヒドジメチルアセタール（ＧＬＡＤ）及びビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）］は、フルクトースから７０％であり、そして４００時間にわたり安定であることを示している。ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）は、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸メチルエステルと同等である。
【図６】図６は、連続フローモードでのＣ２−糖（グリコールアルデヒド）の転化率を示しており、水が存在する場合のＭＶＧの収率における改善を示している。より詳細には、連続フローモードにおける水の添加によるグリコールアルデヒドからのビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）の改善された収率を示している。供給物の組成：メタノール中２０ｇ／ｌのグリコールアルデヒドを溶媒として使用する。ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）は、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸メチルエステルと同等である。
【図７】図７は、連続フローモードでのＣ２−糖（グリコールアルデヒド）の転化率を示しており、水が存在する場合のＭＶＧの収率における改善を示している。より詳細には、フロー中にＳｎ−ベータゼオライトを使用する場合の、グリコールアルデヒドから得られるバイオモノマーの収率を示している。供給物の組成：溶媒としてメタノール中２０ｇ／ｌのグリコールアルデヒド、８．５重量％の水。全収率［グリコールアルデヒドジメチルアセタール（ＧＬＡＤ）、ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）及びメチル−４−メトキシ−２−ヒドロキシ−ブテノエート（ＭＭＨＢ）］は、反応の開始時にグリコールアルデヒドから６５％である。ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）は、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸メチルエステルと同等である。
【図８】図８は、グリコールアルデヒドからの連続フロー反応において、水及びメタノールの存在下で触媒としてのＳｎ−ＢＥＡを用いた場合のα−ヒドロキシメチオニン類似体のメチルエステルの収率を示している。供給物の組成：溶媒としてメタノール中に９ｇ／ｌのグリコールアルデヒド、８．５重量％の水、１．２ｇ／ｌのメタンチオール。
【図９】図９は、反応における供給物としてのシロップの使用を例示している。これは、水が存在し、かつ、糖シロップの形態の糖を使用した場合のＭＶＧ収率における改善を示している。より詳細には、図は以下を意味する。フロー中でＳｎ−ベータゼオライトを使用する場合、スクロースシロップから得られるバイオモノマーの収率を示している。供給物の組成：５５ｇ／ｌスクロース。全収率［乳酸メチル（ＭＬ）、ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）］は、スクロースシロップから８０％であり、安定である。ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）は、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸メチルエステルと同等である。
【００５８】
本発明の方法は、以下の実施例によってさらに説明される。
【実施例】
【００５９】
実施例１
触媒の製造
Ｓｎ−ＢＥＡ（Ｓｉ／Ｓｎ＝１２５）は、米国特許第４，９３３，１６１号明細書（特許文献３）に記載された手順の変更に従って製造される。市販のゼオライトベータ（Ｚｅｏｌｙｓｔ、Ｓｉ／Ａｌ  １２．５、アンモニウム型）を、Ｈ型（脱アルミニウム化形態）を得るためにか焼して（５５０℃で６時間）、そして、８０℃で１２時間、ゼオライトベータ粉末１グラム当たり１０グラムの濃硝酸（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、６５％）で処理する。得られた固体をろ過し、十分な水で洗浄し、か焼し（５５０℃で６時間）、脱アルミニウムベータを得る。この固体にＳｎ／Ｓｉ比１２５のインシピエントウェットネス法で含浸させる。この目的のために、塩化スズ（ＩＩ）（０．１２８ｇ、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、９８％）を水（５．７５ｍｌ）に溶解し、脱アルミニウムベータ（５ｇ）に添加する。含浸処理後、試料を１１０℃で１２時間乾燥し、再びか焼する（５５０℃で６時間）。
【００６０】
連続フローモードにおける触媒反応：
フルクトース（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、９９％）を室温でメタノール（Ｓｉｇ−ｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、９９．９％）に溶解して１２．５ｇ／ｌの濃度にした。さらに、脱イオン水（０、１０、５０又は１００ｍｌ／ｌ）及び炭酸カリウム（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、９９％、２．５ｍｇ／ｌ）を供給溶液に添加した。上記の製法に従って製造した触媒（Ｓｎ−ベータＳｉ：Ｓｎ  １２５）を分画し（０．２５ｇ、３００−６００μｍ）、ステンレス鋼製０．２５インチ反応器に充填した。触媒を適所に保持するためにガラスウールを使用した。反応器を炉に導入して、反応器の温度を１６０℃に上昇させた。温度が１４０℃を超えた時に、フルクトース溶液１．２５重量％を０．１５ｍｌ／分の流速でメタノール中へポンプ注入を開始した。
【００６１】
グリコールアルデヒド（グリコールアルデヒド二量体、Ｓｉｇｍａ）をメタノール（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、９９．９％）に室温で９ｇ／ｌの濃度になるように溶解した。さらに、脱イオン水（０、１０、３０ｍｌ／ｌ）及び必要に応じてメタンチオール（Ｓｉｇｍａ、１．７ｂａｒ）を供給溶液に添加した。上記の製法に従って製造した触媒Ｓｎ−ＢＥＡ（Ｓｉ：Ｓｎ  １２５）を分画し（０．２５ｇ、３００−６００μｍ）、０．２５インチのステンレス鋼製反応器に充填した。触媒を適所に保持するためにガラスウールを使用した。反応器を炉に導入し、反応器の温度を１６０℃に上昇させた。温度が１４０℃を超えた時、０．０５ｍｌ／分の流量でポンプ注入を開始した（図８参照）。
【００６２】
スクロースシロップ（６５重量％、ＫＮＯ３  １ｇ／ｌ）及びメタノール（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、９９．９％）を別々にポンプで注入し、１６０℃で混合してスクロース濃度を５５ｇ／ｌにした。上記の製法に従って製造した触媒Ｓｎ−ＢＥＡ（Ｓｉ：Ｓｎ  １２５）を押出し（４０ｇ、１／３２”シリンダー）、ステンレス鋼製反応器に充填した。触媒を適所に保持するためにガラスウールを使用した。反応器を炉に導入し、反応器の温度を１６０℃に上昇させた（図９参照）。
【００６３】
試料を、オンストリームの異なる時間後に採取し、未転化のヘキソース及びジヒドロキシアセトン（ＤＨＡ）、グリセルアルデヒド（ＧＬＡ）、及びジヒドロキシアセトン（ＧＬＡ）を定量するためにＨＰＬＣで分析し（Ａｇｉｌｅｎｔ  １２００、Ｂｉｏｒａｄ  Ａｍｉｎｅｘ  ＨＰＸ−８７Ｈカラム、６５℃、０．０５Ｍ  Ｈ２ＳＯ４（０．６ｍｍ／ｍｉｎ）；ＧＣ（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ  Ｓｏｌｇｅｌｗａｘカラムを備えたＡｇｉｌｅｎｔ  ７８９０）を使用して、定量した：乳酸メチル（ＭＬ）、ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸メチル）、グリコールアルデヒドジメチルアセタール（ＧＬＡＤ）及び硫黄−ビニルグリコール酸メチル（（Ｓ−ＭＶＧ、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブタン酸メチル））。
【００６４】
実施例２
液状媒体中の可溶性スズの総量の測定：
可溶性スズ（Ｓｎ）の総量の測定は、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）を用いて行った。メタノール試料を重量で８０／２０のｘｙｌｅｎｅ／２−プロパノール混合物で希釈した。Ｓｎの総含有量は、ＩＣＰ−ＭＳ（Ａｇｉｌｅｎｔ  ７５００ｃｅ  ＩＣＰ−ＭＳ装置）により、Ｓｎ同位体の質量１１８および１２０で、キシレンで希釈した９００ｐｐｍのコノスタン有機金属Ｓｎ標準から作成した較正曲線と比較して定量する。インジウムは、ドリフト及びマトリックス効果を補正するための内部標準として使用される。ＩＣＰ−ＭＳ分析における分子干渉の除去は、ヘリウムの運動エネルギー弁別を用いて行われる。Ｓｎ（３０５ｍｇ／ｋｇ）の情報価値を示すＥｎｖｉｒｏＭＡＴ“使用油”認定基準を、各試料バッチで分析して、方法の精度を検証する。
【００６５】
実施例３
この実施例は、バッチ実験における水の影響によって増加した収率で、Ｃ２−糖（グリコールアルデヒド）のＭＶＧへの転化率を説明している。
【００６６】
バッチ式での触媒反応：
１５．０ｇのメタノール（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、＞９９．８％）、必要量の水、０．２００ｇのグリコールアルデヒド（グリコールアルデヒド二量体、Ｓｉｇｍａ）及び０．１５０ｇの触媒をステンレス鋼製圧力容器（４０ｃｍ３、Ｓｗａｇｅｌｏｋ）に仕込んだ。反応器を閉じ、撹拌しながら１６０℃に加熱した（９００ｒｐｍ）。反応を１６時間続け、この期間後、容器を冷水に浸すことにより反応を停止させた。反応容器からの試料をろ過し、ＨＰＬＣ（Ａｇｉｌｅｎｔ  １２００，  Ｂｉｏｒａｄ  Ａｍｉｎｅｘ  ＨＰＸ−８７Ｈカラム、６５℃、０．０５Ｍ  Ｈ２ＳＯ４、０．５ｍｌ／分）により分析して、未転化のグリコールアルデヒド（ＧＡ）を定量し；そして、ＧＣ  （Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ  Ｓｏｌｇｅｌｗａｘカラムを備えたＡｇｉｌｅｎｔ  ７８９０）を使用して、次を定量した：乳酸メチル（ＭＬ）、ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ、メチル−２−ヒドロキシ−３−ブテノエート）、グリコールアルデヒドジメチルアセタール（ＧＬＡＤ）及び４−メトキシ−２−ヒドロキシブタン酸メチル（ＭＭＨＢ）。
【００６７】
表２は、メタノール中でＳｎ−ベータを用いた、グリコールアルデヒドからのバッチ実験における水の量の影響を示す。バッチ反応への水の添加により、ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）及び４−メトキシ−２−ヒドロキシブタン酸メチル（ＭＭＨＢ）の改善された収率が得られる。ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）は、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸メチルエステルと同等である。
【００６８】
【表２】
2020125313.tif 000003
【００６９】
表３に、メタノノール中Ｓｎ−ベータを用いる、グリコールアルデヒドからのバッチ実験におけるアルカリの存在（量）の影響を示す。アルカリの不在下でのバッチ反応への水の添加により、ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）及び４−メトキシ−２−ヒドロキシブタン酸メチル（ＭＭＨＢ）の改善された収率が得られる。この実験は、アルカリの存在がそれほど重要ではないが、水が収率の増加の原因となる成分であることを示している。しかしながら、アルカリの不在下で操作することが好ましい。  バッチ実験Ｎｏ．７の結果は、Ｇｒｅｅｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ２０１２，  １４，  ｐ．  ７０２．（非特許文献７）（該文献からの結果：ＭＬ  １６％、ＭＶＧ  ２７％、ＭＭＨＢ  ６％）に示されている条件に匹敵する。
【００７０】
【表３】
2020125313.tif 000004
【００７１】
表４は、異なるスタンノシリケートをメタノール中で使用する、グリコールアルデヒドからのバッチ実験における触媒の種類の効果を示す。触媒としてのＳｎ−ＢＥＡを用いて、ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ）及び４−メトキシ−２−ヒドロキシブタン酸メチル（ＭＭＨＢ）の最適収率が得られる。
【００７２】
【表４】
2020125313.tif 000005
【００７３】
実施例４
この例は、Ｃ２−糖（グリコールアルデヒド）から、硫黄−ビニルグリコール酸メチル（Ｓ−ＭＶＧ、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）−ブタン酸メチル）及び硫黄−ビニルグリコール酸エチル（Ｓ−ＥＶＧ、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）−ブタン酸エチル）を製造するバッチにおける触媒反応に関する。
【００７４】
市販のグリコールアルデヒド（グリコールアルデヒド二量体、Ｓｉｇｍａ）から製造されたグリコールアルデヒド（３４．２ｇ／ｌ）を含有するか、又は４０重量％グルコースシロップの断片化から得られた（国際公開第２０１４／１３１７４３号パンフレット（特許文献４）水溶液１．６ｇを、純粋なメタノール（１３．８ｇ；Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  ９９．９％）又は純粋なエタノール（１３．８ｇ；ＣＣＳ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  ９９．９％）のいずれかと混合した。次いで０．１６ｇの触媒及び所望量のメタンチオール（Ｓｉｇｍａ、１．７ｂａｒ）を添加し、そして、１６０℃（油浴の温度）で圧力反応器中で混合物を自己圧下で９００ｒｐｍで撹拌しながら反応させた。反応混合物の初期試料を、転化率及び収率の計算に使用した。１６時間の反応後に試料を集め、ＨＰＬＣ（Ａｇｉｌｅｎｔ  １２００，  Ｂｉｏｒａｄ  Ａｍｉｎｅｘ  ＨＰＸ−８７Ｈカラム、６５℃、０．０５Ｍ  Ｈ２ＳＯ４、０．６ｍｌ／分）により、未転化のＣ２糖及び形成されたＣ４糖を定量し、そして、ＧＣ（Ａｇｉｌｅｎｔ  ７８９０  ｗｉｔｈ  Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ  Ｓｏｌｇｅｌｗａｘカラム）を使用して次を定量した：ビニルグリコール酸メチル（ＭＶＧ、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸メチル）、ビニルグリコール酸エチル（ＥＶＧ、２−ヒドロキシ−３−ブテン酸エチル）、硫黄−ビニルグリコール酸メチル（Ｓ−ＭＶＧ、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ））−ブタン酸メチル）及び硫黄−ビニルグリコール酸エチル（Ｓ−ＥＶＧ、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）−ブタン酸エチル）
【００７５】
表５は、水及び溶媒の存在下で、触媒としてＳｎ−ＢＥＡを用いたグリコールアルデヒドのメチオニンα−ヒドロキシ類似体のエステルへの転化のバッチ反応を示す。メタンチオールの量：３．６ミリモル。メタノールにおいてＳ−ＥＶＧへの最適な収率が得られた。
【００７６】
【表５】
2020125313.tif 000006
【００７７】
表６は、水とメタノールの存在下で触媒としてのＳｎ−ベータを用いたグリコールアルデヒドのメチオニンα−ヒドロキシ類似体のエステルへの転化のバッチ反応を示す。結果は、ＧＡ／チオールモル比の影響を示す。モル比０．８でＳ−ＭＶＧへの最適収率が得られる。
【００７８】
【表６】
2020125313.tif 000007
【図１】
2020125313.tif 000008
【図２】
2020125313.tif 000009
【図３】
2020125313.tif 000010
【図４ａ】
2020125313.tif 000011
【図４ｂ】
2020125313.tif 000012
【図５】
2020125313.tif 000013
【図６】
2020125313.tif 000014
【図７】
2020125313.tif 000015
【図８】
2020125313.tif 000016
【図９】
2020125313.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月22日(2020.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
【表６】
2020125313.tif 000018
さらに、本発明は以下の実施の態様も包含する：
（１）
固体ルイス酸触媒並びに有機溶媒及び水を含む溶媒の存在下で、糖から乳酸及び２−ヒドロキシ−３−ブテン酸又はα−ヒドロキシメチオニン類似体の一種又は二種以上のエステルを製造するための連続フロー方法であって、水が、有機溶媒の１０体積％以下の量で存在している、上記の方法。
（２）
α−ヒドロキシメチオニン類似体が望ましい場合に、固体ルイス酸触媒並びに有機溶媒及び水を含む溶媒に加えて硫黄を含む化合物が存在する、前記（１）に記載の方法。
（３）
前記硫黄を含む化合物が、Ｃ１−Ｃ５アルキルチオール、Ｃ１−Ｃ５アルキルチオール塩、ジメチルメルカプタン及びジメチルジスルフィドからなる群から選択される、請求項（２）に記載の方法。
（４）
前記乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率が、平均して１時間当たりストリーム当たり０．２５％まで減少する、前記（１）に記載の方法。
（５）
前記乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率が、平均して１時間当たり０．１０％まで減少する、前記（１）又は（４）に記載の方法。
（６）
前記乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率が、５０時間のオンストリーム後に最大５％減少する、前記（１）、（４）又は（５）に記載の方法。
（７）
前記乳酸の一種又は二種以上のエステルの収率が、５０時間のオンストリーム後に４０％超である、前記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の方法。
（８）
前記固体ルイス酸触媒を４５０時間後に焼成する、前記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の方法。
（９）
前記固体ルイス酸触媒の骨格構造が、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＭＣＭ−４１及びＳＢＡ−１５からなる群から選択される、前記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の方法。
（１０）
前記固体ルイス酸が、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｇｅ及びＨｆからなる群の一つ又は二つ以上から選択される活性金属を含む、前記（１）〜（９）のいずれか一つに記載の方法。
（１１）
前記固体ルイス酸触媒が、Ｓｎ−ＢＥＡ、Ｓｎ−ＭＦＩ、Ｓｎ−ＦＡＵ、Ｓｎ−ＭＯＲ、Ｓｎ−ＭＷＷ、Ｓｎ−ＭＣＭ−４１及びＳｎ−ＳＢＡ−１５からなる群から選択される、前記（１）〜（１０）のいずれか一つに記載の方法。
（１２）
前記固体ルイス酸触媒がＳｎを含み、その固体ルイス酸触媒からのＳｎの損失が、オンストリームの１時間当たり、Ｓｎの初期量の０．１１％以下である、前記（１）〜（１１）のいずれか一つに記載の方法。
（１３）
前記固体ルイス酸触媒がＳｎを含み、その固体ルイス酸触媒からのＳｎの損失が、オンストリームの５０時間後にＳｎの初期量の８％未満である、前記（１）〜（１２）のいずれか一つに記載の方法。
（１４）
２−ヒドロキシ−３−ブテン酸エステルの収率が、オンストリームの５０時間後に１２％超である、前記（１）〜（１３）のいずれか一つに記載の方法。
（１５）
α−ヒドロキシメチオニン類似体エステルの収率が、オンストリームの１０時間後に２０％超である、前記（１）〜（１３）のいずれか一つに記載の方法。
（１６）
前記糖が、グルコース、フルクトース、マンノース、スクロース、キシロース、エリトロース、エリスリトール、トレオース及びグリコールアルデヒドからなる群の一種又は二種以上から選択される、前記（１）〜（１５）のいずれか一つに記載の方法。
（１７）
アルカリ土類金属イオン又はアルカリ金属イオンがプロセス中に存在する、前記（１）〜（１６）のいずれか一つに記載の方法。
（１８）
前記溶剤が、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノールおよびイソプロパノールからなる群の一種又は二種以上から選択される、前記（１）〜（１７）のいずれか一つに記載の方法。
（１９）
プロセスの温度が１４０℃−２００℃である、前記（１）〜（１８）のいずれか一つに記載の方法。
（２０）
有機溶媒を糖水溶液と混合することによって、水の少なくとも一部が溶媒に導入される、前記（１）〜（１９）のいずれか一つに記載の方法。
（２１）
前記糖水溶液が、３０％以上の乾燥糖度の糖シロップである、前記（１）〜（２０）のいずれか一つに記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄を含む化合物、固体ルイス酸触媒、並びに有機溶媒及び水を含む溶媒の存在下で、糖からα−ヒドロキシメチオニン類似体を製造するための連続フロー方法であって、水が、有機溶媒の１０体積％以下の量で存在している、上記の方法。
【請求項２】
前記硫黄を含む化合物が、Ｃ１−Ｃ５アルキルチオール、Ｃ１−Ｃ５アルキルチオール塩、ジメチルメルカプタン及びジメチルジスルフィドからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
有機溶媒中に存在する水の体積％が０．２５−１０体積％である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記固体ルイス酸触媒を４５０時間後に焼成する、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記固体ルイス酸触媒の骨格構造が、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＭＣＭ−４１及びＳＢＡ−１５からなる群から選択される、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記固体ルイス酸が、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｇｅ及びＨｆからなる群の一つ又は二つ以上から選択される活性金属を含む、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
前記固体ルイス酸触媒が、Ｓｎ−ＢＥＡ、Ｓｎ−ＭＦＩ、Ｓｎ−ＦＡＵ、Ｓｎ−ＭＯＲ、Ｓｎ−ＭＷＷ、Ｓｎ−ＭＣＭ−４１及びＳｎ−ＳＢＡ−１５からなる群から選択される、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記固体ルイス酸触媒がＳｎを含み、その固体ルイス酸触媒からのＳｎの損失が、オンストリームの１時間当たり、Ｓｎの初期量の０．１１％以下である、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記固体ルイス酸触媒がＳｎを含み、その固体ルイス酸触媒からのＳｎの損失が、オンストリームの５０時間後にＳｎの初期量の８％未満である、請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
α−ヒドロキシメチオニン類似体エステルの収率が、オンストリームの１０時間後に２０％超である、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
前記糖が、グルコース、フルクトース、マンノース、スクロース、キシロース、エリトロース、エリスリトール、トレオース及びグリコールアルデヒドからなる群の一種又は二種以上から選択される、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
アルカリ土類金属イオン又はアルカリ金属イオンがプロセス中に存在する、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
前記溶剤が、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノールおよびイソプロパノールからなる群の一種又は二種以上から選択される、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１４】
プロセスの温度が１４０℃−２００℃である、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１５】
有機溶媒を糖水溶液と混合することによって、水の少なくとも一部が溶媒に導入される、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１６】
前記糖水溶液が、３０％以上の乾燥糖度の糖シロップである、請求項１〜１５のいずれか一つに記載の方法。
【外国語明細書】
2020125313000001.pdf