(57)【要約】  5-ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)を含み、HMF合成の出発原料の含有量が減少した又はHMF合成の副生物の含有量が減少した溶液(以後、生成物溶液と称する)を製造する方法であって、  HMF、  HMF合成の出発原料又は副生物、及び  少なくとも2個のエーテル基を有する有機溶媒(ポリエーテルと略す)を含む溶液(以後、出発溶液と称する)を、蒸発器中でスチームにより処理することを含む、上記方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
5-ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)を含み、HMF合成の出発原料の含有量が減少した又はHMF合成の副生物の含有量が減少した溶液(以後、生成物溶液と称する)を製造する方法であって、
HMF、
HMF合成の出発原料又は副生物、及び
少なくとも2個のエーテル基を有する有機溶媒(ポリエーテルと略す)
を含む溶液(以後、出発溶液と称する)を、蒸発器中でスチームにより処理することを含む、上記方法。
【請求項２】
HMF合成の出発原料が、ヘキソース、又はヘキソースで構成されるオリゴマー若しくはポリマー(以後まとめて糖と称する)である、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
HMF合成の副生物がHMFオリゴマー(フミン)である、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項４】
ポリエーテルが250℃(標準圧力で)を超える沸点を有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
ポリエーテルは、ポリ-C2-〜C4-アルキレングリコールであり、その末端のヒドロキシル基は、任意選択によりC1〜C4アルキル基によりエーテル化されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６】
出発溶液がポリエーテルを5から90重量%の量で含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７】
出発溶液が水溶液である、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項８】
スチームによる処理が100から200℃で行われる、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項９】
スチームによる処理が1から300 mbarの圧力で行われる、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１０】
出発溶液及びスチームが蒸発器に連続的に給送され、生成物溶液が連続的に引き出されて、連続的に実施される、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１】
蒸発器が薄膜蒸発器である、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２】
スチームが出発溶液に対して向流で給送される、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１３】
生成物溶液中の全ての糖の含有量(%)が、合計で、出発溶液中の全ての糖の含有量の20%未満である、請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１４】
生成物溶液が、2,5-フランジカルボン酸又は2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フランを製造するために使用される、請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、5-ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)を含み、HMF合成の出発原料の含有量が減少した又はHMF合成の副生物の含有量が減少した溶液(以後、生成物溶液と称する)を製造する方法であって、
HMF、
出発原料又はHMF合成の副生物、及び
少なくとも2個のエーテル基を有する有機溶媒(ポリエーテルと略す)
を含む溶液(以後、出発溶液と称する)を、蒸発器中でスチームにより処理することを含む方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
再生可能な原料から得られて、工業的に使用することができる化合物に化学反応により容易に変換することができる化合物は、化学合成のための重要性が増大している。
【０００３】
この関係で、5-ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)が知られており、これは、ヘキソースから種々の方法により製造することができる。例えば、2,5-フランジカルボン酸は、HMFから容易に得ることができて、ポリエステル又はポリウレタンなどのポリマーを製造するためのジカルボン酸として適しており、工業的用途において再生不可能な原料からの他のジカルボン酸を置き換えることができる。
【０００４】
HMFは、一般的には、グルコース又はフルクトースなどのヘキソースの酸触媒脱水により製造される。
【０００５】
得られた反応生成物は、HMFの他に、未反応の出発原料及び/又は副生物を含む、酸性溶液である。副生物の生成を回避するためには、通常、HMF合成中に、出発原料の部分変換を起こすにとどめる。それ故、一般的に、得られた溶液は、ヘキソースなどの未反応の出発原料又はヘキソースで構成されるオリゴマー若しくはポリマーを含む。変換率を高くした場合には、副生物の量が増大する。
【０００６】
出発原料又はHMF合成の副生物を含む反応溶液からHMFを分離して取り出すことは、複雑であり、HMFを利用する可能性を妨げる。
【０００７】
例えば、Feroz Kabir Kazi et al.は、Chem Eng. J. 169 (2011), 329〜338頁に、有機溶媒(ブタノール)を使用する複雑な抽出方法により酸性反応溶液からHMFを分離して取り出すことを記載しており、HMFのブタノール溶液が得られる。
【０００８】
DE-A 3601281には、あらゆる有機溶媒を最初に除去し、イオン交換カラムを使用してHMF水溶液を分離するクロマトグラフ法の分離方法が開示されている。得られたHMF分画は結晶化される。
【０００９】
HMFを反応溶液から分離して取り出すさらなる方法は、分取しやすく、任意選択により、分離された後に引き続いてHMFに逆変換される、HMF以外の化合物への変換である。例えば、Mark Mascal及びEdward B. Nikitin, 2008 Angew. Chemie vol. 47, 7924〜7926頁によれば、HMFは、より安定な5-クロロメチルフルフラールに変換されて、次に再びHMF又はそれらの誘導体に変換される。あるいは、EP-A 1834950によればHMFのエーテル、又はEP-A 1834951によればエステルが製造され、それらは、分離された後、そのままでさらなる合成に適する。
【００１０】
Haru Kawamoto, Shinya Saitoらは、J. Wood Sci. (2007), 53, 127〜133頁で、スチームの導入を含む種々の条件下で、左旋性のグルコセノン、フルフラール及び/又はHMFの生成を伴うセルロースの熱分解を記載している。
【００１１】
HMFは、さらなる合成のためには、最も純粋な形態で存在すべきである。さらなる合成に特に適当なものは、副生物又は残存出発原料を含まない、又は最大でも非常に少量でそれらを含む、HMFの水溶液である。これまでに知られているHMF又はその水溶液を適切な純度で製造する方法は、極端に複雑である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】DE-A 3601281
【特許文献２】EP-A 1834950
【特許文献３】EP-A 1834951
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Feroz Kabir Kazi et al.は、Chem Eng. J. 169 (2011), 329〜338頁
【非特許文献２】Mark Mascal及びEdward B. Nikitin, 2008 Angew. Chemie vol. 47, 7924〜7926頁
【非特許文献３】Haru Kawamoto, Shinya Saitoらは、J. Wood Sci. (2007), 53, 127〜133頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、それ故、できるだけ簡単で且つ効果的な様式で、HMF又はその水溶液を可能な限り最も純粋な形態で提供することができる方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
それに応じて、冒頭で明らかにした方法が見出された。
【００１６】
本発明による方法においては、HMFを含有する出発溶液が、水蒸気蒸留（steam distillation）にかけられるが、それは、そうすることで、出発原料又は合成からの副生物の含有量の減少したHMF含有生成溶液を得るためである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図1は、薄膜蒸発器(Sambay)及び凝縮器からなる対応する装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
出発溶液
出発溶液は、好ましくはHMFの生成中に得られた溶液である。
【００１９】
HMFは、通常、ヘキソース、例えば、グルコース又は特にフルクトースの酸触媒脱水により製造される。順を追えば、ヘキソースは、デンプン、セルロースなどのオリゴマー状若しくはポリマー状化合物から、前以て又はin situで、脱水を実施している間に得ることができる。副生物は、反応中に形成され得る。
【００２０】
脱水は、好ましくは水溶液中で実施されるが、原理的には他の溶媒又は溶媒の混合物を使用することも可能である。
【００２１】
それ故、脱水中に得られた溶液は、非常に広範囲の種々の化合物、例えば、未反応の出発原料(ヘキソース、デンプン、セルロース)、触媒として使用された酸(酸触媒と略す)、溶媒又はHMF合成の副生物(カルボン酸、HMFオリゴマー、いわゆるフミン)などを含み得る。
【００２２】
脱水中に得られた溶液は、所望であれば、後処理してから出発溶液として使用することができ、例えば、固体を分離除去するために溶液を濾過することができる。得られた溶液は、酸を含まないこともあり得る。これは例えば、固体として容易に分離除去することができるか、又は反応中に固定床で導入されて、それ故反応溶液中に入り込まない、不均一な酸が使用された場合である。
【００２３】
以下の実施形態は、水蒸気蒸留で使用する出発溶液の好ましい組成に関する。
【００２４】
出発溶液は、
HMF、
出発原料又はHMF合成の副生物、及び
少なくとも2個のエーテル基を有する有機溶媒(ポリエーテルと略す)
【００２５】
を含む。
【００２６】
出発溶液は、HMFを、通常、出発溶液の全重量に基づいて1から30重量%、特に好ましくは2から20重量%の量で含む。
【００２７】
出発溶液は、HMF合成の出発原料を含むことができる。HMF合成の出発原料は、ヘキソース、又はヘキソースから構成されるオリゴマー若しくはポリマー(以後、まとめて糖と称する)である。
【００２８】
それ故、出発溶液は、特に、ヘキソース、ヘキソースから構成されるオリゴマー若しくはポリマー、又はヘキソースとそれから構成されるオリゴマー若しくはポリマーとの両方を含むことができる。
【００２９】
好ましいヘキソースは、フルクトース又はグルコース、特に、フルクトース、又はフルクトースとグルコースとの混合物である。
【００３０】
ヘキソースのオリゴマー又はポリマーは、好ましくはデンプン又はセルロースである。
【００３１】
全出発溶液中の糖の含有量は、特定の一実施形態において、出発溶液の全重量に基づいて0.1重量%を超え、特に0.5重量%を超え、好ましくは1重量%を超える。
【００３２】
全出発溶液中の糖の含有量は、一般的に、出発溶液の全重量に基づいて20重量%以下、特に10重量%以下である。
【００３３】
特に、出発溶液中に存在する糖の少なくとも50重量%、特に少なくとも70重量%は、ヘキソース、例えばフルクトース又はグルコースであり、好ましくは、フルクトース、又は50重量%を超えるフルクトース分画を有するフルクトースとグルコースとの混合物である。
【００３４】
出発溶液は、HMF合成の副生物を含むことができる。
【００３５】
本発明による方法により含有量が減少する副生物は、特にHMFオリゴマー(いわゆるフミン)である。出発溶液中のフミンの含有量は、例えば0から10重量%、特に0から5重量%であることができる。特定の一実施形態において、出発溶液は、少なくとも0.05重量%、特に少なくとも0.1重量%のフミンを含む。
【００３６】
他の副生物は、例えばカルボン酸、特に、ギ酸、酢酸、レブリン酸又はそれらの混合物である。
【００３７】
出発溶液は、HMFの生成において触媒として使用された酸も含むことができる。特に、これらは、出発溶液中に溶解した酸である(均一な酸)。HMFの生成中に触媒として使用された不均一な酸(固体)は、既に上で述べたように、前以て容易に分離除去することができるか又は出発溶液に入り込むことさえない。
【００３８】
適当な(均一な)酸は、任意の所望の無機又は有機酸である。例として、パラ-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸(MeOSO3H)、シュウ酸、硫酸、塩酸又はリン酸を挙げることができる。
【００３９】
出発溶液中の全て酸の含有量は、出発溶液の全重量に基づいて例えば0から10重量%であることができる。
【００４０】
上で説明したように、出発溶液は、出発原料又はHMF合成の副生物を含む。例えば、出発溶液は、出発原料を含みHMF合成の副生物を含まないものであってよく、これは部分変換によるHMF合成の場合にあり得る。例えば、出発溶液は、HMF合成の副生物を含み出発原料を含まないものであってよく、これは、完全変換によるHMF合成の場合にあり得るが、この場合には副生物が大量に生成する。しかしながら、通常の場合、出発溶液は、出発原料及びHMF合成の副生物も両方とも含み、特に、糖及びフミンの両者を、好ましくは各場合に記載した量で含む。
【００４１】
出発溶液は、少なくとも2個のエーテル基を有する有機溶媒(ポリエーテルと略す)を含む。ポリエーテルは、例えば、本発明による方法を実施する少し前に出発溶液に加えることができる。しかしながら、それは、HMFの生成中に溶液中に溶媒として既に使用されていて、それ故、出発溶液中に既に存在することもあり得る。
【００４２】
ポリエーテルは、好ましくは、250℃(標準圧力、1バール)を超える沸点を有する。
【００４３】
ポリエーテルは、好ましくは、60℃未満の、特に30℃未満(標準圧力で、1バール)の融点を有し、ポリエーテルは、特に好ましくは20℃(標準圧力)で液体である。
【００４４】
ポリエーテルは、好ましくは、少なくとも3、特に少なくとも4、特に好ましくは少なくとも6個のエーテル基を含む。一般的に、ポリエーテルは、40個以下、特に30個以下のエーテル基、特に好ましくは20個以下のエーテル基を含む。
【００４５】
特定の実施形態において、ポリエーテルは、エーテル基及び任意選択のヒドロキシル基の形態にある酸素以外のヘテロ原子を含まない。
【００４６】
特に、ポリエーテルは、脂肪族ポリエーテルであり、特に好ましくは、ポリアルキレングリコールであり、その場合、末端のヒドロキシル基が、アルキル基、特にC1-からC4-アルキル基でエーテル化され得る。
【００４７】
ポリアルキレングリコールのアルキレン基は、例えば、エチレン、プロピレン又はブチレン基などのC2-からC10-、特にC2-からC4-アルキレン基であってもよい。ポリエーテルは、異なった、例えばブロックの形態にあるアルキレン基も含むことができる。
【００４８】
それ故、ポリ-C2-からC4-アルキレングリコール、特にポリエチレングリコールが特に非常に好ましく、その末端のヒドロキシル基は、任意選択によりアルキル基によりエーテル化することができる。反復するアルキレンエーテル基の数は、上のエーテル基の数に対応し、特に、反復するアルキレンエーテル基の数は、4から30、特に好ましくは6から20である。ポリエーテルの末端ヒドロキシル基は、アルキル基、特にC1-からC4-アルキル基によりエーテル化することができる。
【００４９】
出発溶液は、ポリエーテルを、好ましくは5から90重量%、特に30から80重量%、特に好ましくは50から70重量%の量で含む。
【００５０】
出発溶液は、HMFの生成が、好ましくは水中で起こるので、好ましくは水溶液である。あるいは、HMFの生成は有機溶媒中においても可能であり、出発溶液が、任意選択によりこのタイプの有機溶媒も含むことができることを意味する。これらは、例えば、DMSO、MIBK、MEK、2-MeTHFなどの極性非プロトン性溶媒であり、また、プロトン性溶媒、特に、アルコール、エーテル、ポリエーテル又はポリアルキレングリコール(上を参照されたい)であることもある。
【００５１】
好ましくは、出発溶液中におけるポリエーテル(又はポリアルキレングリコール)以外の有機溶媒の含有量は、20重量%未満、特に10重量%未満、特に好ましくは5重量%未満である。
【００５２】
好ましい出発溶液は、例えば、溶液の合計重量に基づいて、
1から30重量%のHMF
1から20重量%の糖
0から10重量%のフミン(HMF合成の副生物)
5から90重量%のポリエーテル
0から40重量%の水
0から30重量%の他の構成成分、例えば、酸、ポリエーテル以外の有機溶媒など
を含む。
【００５３】
水蒸気蒸留
スチームによる出発溶液の処理は、それ自体知られている水蒸気蒸留である。
【００５４】
スチームによる出発溶液の処理は、好ましくは減圧で行われ、特に1から300 mbarの圧力が考えられる。特に、蒸発器内の圧力は、1から100 mbar、特に好ましくは1から50 mbarであり、特に非常に好ましい実施形態では、1から40又は1から35 mbarである。
【００５５】
スチームによる出発溶液の処理は、好ましくは100から200℃、特に好ましくは120から180℃、特に好ましくは140から180℃、特に非常に好ましくは150から180℃の出発溶液の温度で行われる。
【００５６】
好ましくは、本発明による方法は、連続的に操業される。
【００５７】
この目的のためには、出発溶液及びスチームを蒸発器に連続的に給送して、生成物溶液を連続的に引き出す。
【００５８】
体積流は、蒸発器のサイズ及び選択された蒸発器のタイプの分離効率に依存する。
【００５９】
好ましい実施形態において、供給されるスチームの体積の供給される出発溶液の体積に対する比は、出発溶液1体積単位当たりスチーム0.5から2体積単位の範囲内、特に好ましくは出発溶液1体積単位当たりスチーム0.8から1.5体積単位の範囲内、特に出発溶液1体積単位当たりスチーム0.8から1.2体積単位の範囲内である。
【００６０】
適当な蒸発器は、出発溶液及びスチームの導入ために、特に上記の連続した手順のために準備された通常の蒸発器である。
【００６１】
好ましい蒸発器は薄膜蒸発器である。これらにおいては、出発溶液は、蒸発器中に液膜として存在する。
【００６２】
垂直な薄膜蒸発器が特に好ましく、このタイプの垂直な薄膜蒸発器は、「Luwa」又は特に「Sambay」などの装置名で知られている。
【００６３】
好ましい垂直な薄膜蒸発器は、つまり、出発溶液を分布させて混合するための内部デバイス及び管壁を加熱するための外部デバイスを備えた垂直管である。
【００６４】
出発溶液は、好ましくは、薄膜蒸発器の上部に給送されて、加熱された管壁上に膜として分布する。スチームは、蒸発器、好ましくは薄膜蒸発器に、出発溶液と一緒に又は蒸発器の任意の他の所望の点に給送することができる。出発溶液及びスチームは、蒸発器に同じ方向(並流)で又は反対方向(向流)で通すことができる。
【００６５】
好ましくは、スチームは、出発溶液に対して向流で給送される。この目的のために、出発溶液は特に蒸発器の上部に給送され、スチームは蒸発器の下部に給送される。
【００６６】
スチームと出発溶液の揮発性構成成分とは、好ましくは、分離器を通して蒸発器の頂部で流出して凝縮される(生成物溶液)。
【００６７】
不揮発性構成成分は、蒸発器を通過して液体の底留分生成物として分離して取り出される。
【００６８】
図1は、薄膜蒸発器(Sambay)及び凝縮器からなる対応する装置を示す。
【００６９】
生成物溶液
凝縮後に得られた生成物溶液は、出発溶液から分離して取り出されたHMFを含む。
【００７０】
HMFを出発溶液から容易に、効果的に且つ大量に分離して取り出すことができることは、本発明による方法の1つの利点である。
【００７１】
特に、生成物溶液は、出発溶液により蒸発器に給送されたHMFを、70%を超えて、特に好ましくは85%を超えて、特に好ましくは95%を超えて含む。
【００７２】
同時に、得られた生成物溶液は高い純度を有する。
【００７３】
特に、それは、ポリエーテルを含まないか又は最大でも少量を含むにすぎない。生成物溶液中のポリエーテルの含有量は、生成物溶液の全重量に基づいて特に5重量%未満、好ましくは2重量%未満、特に好ましくは1未満又は0.5重量%未満である。
【００７４】
特に、生成物溶液中の糖の含有量は、出発溶液中の糖の含有量と比較して相当減少しているか、及び/又は生成物溶液中に糖は存在しないか若しくはもはや存在することが殆どない。特に、生成物溶液中の全て糖の含有量(%)は、合計で出発溶液中における全ての糖の含有量の20%未満、特に10%未満である。
【００７５】
生成物溶液は、生成物溶液の全重量に基づいて、好ましくは5重量%未満、特に2重量%未満、特に好ましくは1重量%未満、特に非常に好ましくは0.5重量%未満の糖を含み、特定の実施形態においては、0.1重量%未満の糖を含む。
【００７６】
特に、生成物溶液中のフミンの含有量も、出発溶液中のフミンの含有量と比較して相当減少しているか、及び/又は生成物溶液中にフミンは存在しないか若しくはもはや存在することは殆どない。特に、生成物溶液中の全フミンの含有量(%)は、合計して、出発溶液中のフミンの含有量の20%未満、特に10%未満である。
【００７７】
好ましくは、生成物溶液は、生成物溶液の全重量に基づいて5重量%未満、特に2重量%未満、特に好ましくは1重量%未満、特に非常に好ましくは0.5重量%未満のフミンを含み、特定の実施形態においては、0.1重量%未満のフミンを含む。
【００７８】
本発明による方法の結果として、特に糖及びフミンが検出可能でないか又はもはや検出可能であることは殆どない生成物溶液が得られ、それらの含有量は、合計して0.5重量%未満、特に0.1重量%未満又は0.05重量%未満である。
【００７９】
特に、出発溶液は、フミンの含有量の結果として、暗色又は黒色であるが、得られた生成物溶液は透明で明るい。
【００８０】
生成物溶液は、HMFが出発原料として使用される化学合成に適する。特に、生成物溶液は、出発原料のHMFが高純度であることが望ましい又は要求される化学合成に適する。例として、ここでは、2,5-フランジカルボン酸又は2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フランを製造するための生成物溶液の使用が挙げられる。
【実施例】
【００８１】
実施例1：糖を含まない合成混合物
出発溶液
出発溶液は、純物質を混合することにより得た。
【００８２】
それは、水/高沸点成分の混合物中に2〜10重量%のHMFを含む。
【００８３】
使用した高沸点成分は:
DMSO:ジメチルスルホキシド
PEG-400:400の分子量を有するポリエチレングリコール
PEG-600:600の分子量を有するポリエチレングリコール
テトラグリム:テトラエチレングリコールジメチルエーテル
であった。
【００８４】
水蒸気蒸留の実施
水蒸気蒸留は図1のような装置で実施する。装置は向流手順で操作されるガラスのSambayからなる。
【００８５】
出発溶液は頂部に給送し、スチームは下部1/3に給送した。
【００８６】
種々の高沸点成分に対する生成物溶液の組成並びに選択された温度及び圧力も表にリストとして示す。示された温度は管の外壁における熱媒の温度であり、それは、管の内壁における出発溶液の液膜の温度との良好に近似する。
【００８７】
実験は連続的に実施した。新たな温度及び圧力を各々調節した後、定常状態に到達するまでの間、待機した。
【００８８】
組成はHPLCにより決定した。示したHMFの収率は、出発溶液中のHMF含有量(=100%)に基づく留出物又は底留分中のHMFの百分率である。留出物及び底留分中のHMF含有量の合計が100から若干ずれるならば、これは測定誤差により引き起こされるものである。
【表１】
2015505848.tif 000002
【００８９】
実施例2：糖を含む合成混合物
出発溶液
出発溶液は、純物質を混合することにより得た。
【００９０】
それは、水/高沸点成分混合物中に約6重量%のHMF及び3重量%のフルクトースを含んだ。
【００９１】
この新しい出発溶液を使用して、水蒸気蒸留を実施例1で記載したようにして実施した。各々の場合に、留出物(生成物溶液)中及び底留分中のHMF及びフルクトースの含有量を決定した。
【００９２】
全ての設定においてフルクトースを実質的に含まない留出物が得られることを立証することができる。温度が低下するにつれて、より多くのHMFが留出物中に入らない(passes over into the distillate)。
【００９３】
留出物(生成物溶液)は、導入されたスチームを含むことに留意されたい。それ故、留出物及び底留分の濃度が出発溶液の濃度より大きくなることはない。
【表２】
2015505848.tif 000003
【００９４】
実施例3：実際の反応流出物
HMF合成から得た下の出発溶液を使用して、水蒸気蒸留を実施例1で記載したようにして実施した。各々の場合において、留出物(生成物溶液)中及び底留分中のHMF及びフルクトースの含有量を決定した。
【００９５】
出発溶液は、p-トルエンスルホン酸を触媒として添加した水/高沸点成分混合物中の160℃におけるフルクトースの反応により得た。
【００９６】
それは(中和後に)、水/高沸点成分混合物中に、HMF、フルクトース(正確な含有量については、表の説明を参照されたい)及び他の副成分も含んだ。
【表３】
2015505848.tif 000004
【００９７】
表で示したHMFの収率は、出発溶液中に存在するHMFに対するものである。留出物と底留分中のHMF収率の合計は、常に100%になり、それは、出発溶液からのHMFはわずかに重合してフミンを生じ得るので、その結果として収率は100%未満になるからである。フルクトースも存在すれば、追加のHMFが少量生成し得て、その結果、収率が100%を超え得る。
【００９８】
出発溶液は、フミンの含有のために黒色に着色した。得られた生成物溶液は、透明で非常に淡い黄色の色合いを帯びた。したがって、生成物溶液はフミンを本質的に含まなかった。
【図１】
2015505848.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月12日(2014.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
出発溶液は、フミンの含有のために黒色に着色した。得られた生成物溶液は、透明で非常に淡い黄色の色合いを帯びた。したがって、生成物溶液はフミンを本質的に含まなかった。
さらなる実施形態:
1. 5-ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)を含み、HMF合成の出発原料の含有量が減少した又はHMF合成の副生物の含有量が減少した溶液(以後、生成物溶液と称する)を製造する方法であって、
HMF、
HMF合成の出発原料又は副生物、及び
少なくとも2個のエーテル基を有する有機溶媒(ポリエーテルと略す)
を含む溶液(以後、出発溶液と称する)を、蒸発器中でスチームにより処理することを含む方法。
2. HMF合成の出発原料が、ヘキソース、又はヘキソースで構成されるオリゴマー若しくはポリマー(以後まとめて糖と称する)である、実施形態1に記載の方法。
3. HMF合成の副生物がHMFオリゴマー(フミン)である、実施形態1又は2に記載の方法。
4. ポリエーテルが250℃(標準圧力で)を超える沸点を有する、実施形態1から3のいずれか1項に記載の方法。
5. ポリエーテルは、ポリ-C2-〜C4-アルキレングリコールであり、その末端のヒドロキシル基は、任意選択によりC1〜C4アルキル基によりエーテル化されている、実施形態1から4のいずれか1項に記載の方法。
6. 出発溶液がポリエーテルを5から90重量%の量で含む、実施形態1から5のいずれか1項に記載の方法。
7. 出発溶液が水溶液である、実施形態1から6のいずれか1項に記載の方法。
8. スチームによる処理が100から200℃で行われる、実施形態1から7のいずれか1項に記載の方法。
9. スチームによる処理が1から300 mbarの圧力で行われる、実施形態1から8のいずれか1項に記載の方法。
10. 出発溶液及びスチームが蒸発器に連続的に給送され、生成物溶液が連続的に引き出されて、連続的に実施される、実施形態1から9のいずれか1項に記載の方法。
11. 蒸発器が薄膜蒸発器である、実施形態1から10のいずれか1項に記載の方法。
12. スチームが出発溶液に対して向流で給送される、実施形態1から11のいずれか1項に記載の方法。
13. 生成物溶液中の全ての糖の含有量(%)が、合計で、出発溶液中の全ての糖の含有量の20%未満である、実施形態1から12のいずれか1項に記載の方法。
14. 生成物溶液が、2,5-フランジカルボン酸又は2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フランを製造するために使用される、実施形態1から13のいずれか1項に記載の方法。
【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】
5-ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)を含み、HMF合成の出発原料の含有量が減少した又はHMF合成の副生物の含有量が減少した溶液(以後、生成物溶液と称する)を製造する方法であって、
HMF、
HMF合成の出発原料又は副生物、及び
少なくとも2個のエーテル基を有する有機溶媒(ポリエーテルと略す)
を含む溶液(以後、出発溶液と称する)を、蒸発器中でスチームにより処理することを含み、
出発溶液が、HMFを、出発溶液の全重量に基づいて1から30重量%の量で含む、上記方法。
【請求項２】
供給されるスチームの体積の供給される出発溶液の体積に対する比が、出発溶液1体積単位当たりスチーム0.5から2体積単位の範囲である、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
HMF合成の出発原料が、ヘキソース、又はヘキソースで構成されるオリゴマー若しくはポリマー(以後まとめて糖と称する)である、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項４】
HMF合成の副生物がHMFオリゴマー(フミン)である、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
ポリエーテルが250℃(標準圧力で)を超える沸点を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６】
ポリエーテルは、ポリ-C2-〜C4-アルキレングリコールであり、その末端のヒドロキシル基は、任意選択によりC1〜C4アルキル基によりエーテル化されている、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７】
出発溶液がポリエーテルを5から90重量%の量で含む、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項８】
出発溶液が水溶液である、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項９】
スチームによる処理が100から200℃で行われる、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１０】
スチームによる処理が1から300 mbarの圧力で行われる、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１】
出発溶液及びスチームが蒸発器に連続的に給送され、生成物溶液が連続的に引き出されて、連続的に実施される、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２】
蒸発器が薄膜蒸発器である、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１３】
スチームが出発溶液に対して向流で給送される、請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１４】
生成物溶液中の全ての糖の含有量(%)が、合計で、出発溶液中の全ての糖の含有量の20%未満である、請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１５】
生成物溶液が、2,5-フランジカルボン酸又は2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フランを製造するために使用される、請求項1から14のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１６】
2,5-フランジカルボン酸及び／又は2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フランを製造する方法であって、請求項1から15のいずれか1項に記載の方法を用いてHMFを含む生成物溶液を製造するステップ、及び生成物溶液のHMFの一部又は全部からの2,5-フランジカルボン酸及び／又は2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フランの生成を含む、上記方法。
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月26日(2014.11.26)
【手続補正１】
【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】
5-ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)を含み、HMF合成の出発原料の含有量が減少した又はHMF合成の副生物の含有量が減少した溶液(以後、生成物溶液と称する)を製造する方法であって、
HMF、
HMF合成の出発原料又は副生物、及び
少なくとも2個のエーテル基を有する有機溶媒(ポリエーテルと略す)
を含む溶液(以後、出発溶液と称する)を、蒸発器中でスチームにより処理することを含
む、上記方法。
【請求項２】
出発溶液が、HMFを、出発溶液の全重量に基づいて1から30重量%の量で含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
供給されるスチームの体積の供給される出発溶液の体積に対する比が、出発溶液1体積単位当たりスチーム0.5から2体積単位の範囲である、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項４】
HMF合成の出発原料が、ヘキソース、又はヘキソースで構成されるオリゴマー若しくはポリマー(以後まとめて糖と称する)である、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
HMF合成の副生物がHMFオリゴマー(フミン)である、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６】
ポリエーテルが250℃(標準圧力で)を超える沸点を有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７】
ポリエーテルは、ポリ-C2-〜C4-アルキレングリコールであり、その末端のヒドロキシル基は、任意選択によりC1〜C4アルキル基によりエーテル化されている、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項８】
出発溶液がポリエーテルを5から90重量%の量で含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項９】
出発溶液が水溶液である、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１０】
スチームによる処理が100から200℃で行われる、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１】
スチームによる処理が1から300 mbarの圧力で行われる、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２】
出発溶液及びスチームが蒸発器に連続的に給送され、生成物溶液が連続的に引き出されて、連続的に実施される、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１３】
蒸発器が薄膜蒸発器である、請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１４】
スチームが出発溶液に対して向流で給送される、請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１５】
生成物溶液中の全ての糖の含有量(%)が、合計で、出発溶液中の全ての糖の含有量の20%未満である、請求項1から14のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１６】
生成物溶液が、2,5-フランジカルボン酸又は2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フランを製造するために使用される、請求項1から15のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１７】
2,5-フランジカルボン酸及び／又は2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フランを製造する方法であって、請求項1から16のいずれか1項に記載の方法を用いてHMFを含む生成物溶液を製造するステップ、及び生成物溶液のHMFの一部又は全部からの2,5-フランジカルボン酸及び／又は2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フランの生成を含む、上記方法。
【国際調査報告】
2015505848.tif 000006
2015505848.tif 000007
2015505848.tif 000008
2015505848.tif 000009
2015505848.tif 000010
2015505848.tif 000011