ПОЛУЧЕНИЕ ФУРФУРОЛА ИЗ КСИЛОЗЫ

1. Способ получения фурфурола, включающий стадии
- предоставления водной исходной смеси, содержащей:
(i) одно или более веществ, выбираемых из группы, состоящей из ксилозы, олигосахаридов, содержащих звенья ксилозы, и полисахаридов, содержащих звенья ксилозы,
(ii) метансульфоновую кислоту,
(iii) одну или более солей, где общая концентрация (iii) указанных одной или более солей находится в интервале от 0,5 мас. % до 20 мас. %. на основе общей массы указанной водной исходной смеси,
- контактирования указанной водной исходной смеси с экстрактной жидкостью, содержащей один или более органических растворителей, где указанные один или более растворителей,
- обладают более высокой растворимостью для фурфурола, чем указанная водная исходная смесь и
- выбираются так, чтобы при контакте указанной водной исходной смеси с указанной экстрактной жидкостью образовались две отдельные жидкие фазы, где в первой жидкой фазе концентрация воды выше, чем концентрация указанных органических растворителей, и во второй жидкой фазе концентрация указанных органических растворителей выше, чем концентрация воды,
- воздействия на указанную водную исходную смесь во время контакта с указанной экстрактной жидкостью тепловой обработки так, чтобы указанные одно или более веществ, выбираемых из группы, состоящей из ксилозы, олигосахаридов, содержащих звенья ксилозы, и полисахаридов, содержащих звенья ксилозы, взаимодействовали с образованием фурфурола, который экстрагируют из указанной водной исходной смеси в указанную экстрактную жидкость.
2. Способ по п. 1, в котором
стадию тепловой обработки проводят таким образом, чтобы можно было извлечь 80 мас. % или более, предпочтительно 90 мас. % или более указанных одной или более солей (iii), представленных в водной исходной смеси.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором
(iii) указанные одну или более солей выбирают из группы, состоящей из солей, содержащих катион, выбираемый из группы, состоящей из катионов металлов групп I и II, и анион, выбираемый из группы, состоящей из хлорида, бромида, иодида, метансульфоната, толуолсульфоната, фосфата, тетрафторбората, трифторметансульфоната, ацетата и нитрата.
4. Способ по п. 1 или 2, в котором
водная исходная смесь содержит две или более солей (iii), причем указанные две или более солей предпочтительно содержат
- одну соль, выбираемую из группы, состоящей из хлоридов щелочных металлов
и
- одну соль, выбираемую из группы солей щелочных металлов метансульфоновой кислоты.
5. Способ по п. 1 или 2, в котором в указанной водной исходной смеси
- общая концентрация (i) указанных одного или более веществ, выбираемых из группы, состоящей из ксилозы, олигосахаридов, содержащих звенья ксилозы, и полисахаридов, содержащих звенья ксилозы, находится в интервале от 1 мас. % до 70 мас. %, предпочтительно от 10 мас. % до 40 мас. % и/или
- концентрация (ii) метансульфоновой кислоты находится в интервале от 0,1 мас. % до 5 мас. %, предпочтительно от 1 мас. % до 3 мас. % и/или
- общая концентрация (iii) указанных одной или более солей находится в интервале от 5 мас. % до 15 мас. %,
где концентрация в каждом случае основана на общей массе указанной водной исходной смеси.
6
6
6
6
6
6
6. Способ по п. 1 или 2, в котором используют водную исходную смесь, содержащую дрожжевые клетки, примем общая концентрация дрожжевых клеток составляет 120∙10 клеток/мл или менее, предпочтительно 100∙10 клеток/мл или менее, дополнительно предпочтительно 80∙10 клеток/мл или менее, более предпочтительно 60∙10 клеток/мл или менее, особенно предпочтительно 10∙10 клеток/мл или менее и наиболее предпочтительно 5∙10 клеток/мл или менее.
7. Способ по п. 1 или 2, в котором
указанные один или более органических растворителей в указанной экстрактной жидкости выбирают из группы, состоящей из растворителей, обладающих температурой кипения, которая ниже температуры кипения фурфурола,
где в каждом случае температурой кипения является температура кипения при давлении, равном 1000 гПа.
8. Способ по п. 1 или 2, в котором в указанной экстрактной жидкости указанные один или более растворителей выбирают из группы, состоящей из тетрагидрофурана, метилтетрагидрофурана и диметилтетрагидрофурана.
9. Способ по п. 1 или 2, в котором на стадии контактирования указанной водной исходной смеси с указанной экстрактной жидкостью массовое отношение указанной водной исходной смеси к указанной экстрактной жидкости находится в интервале от 95:5 до 5:95, предпочтительно от 60:40 до 50:50.
10. Способ по п. 1 или 2, в котором тепловую обработку водной исходной смеси в контакте с экстрактной жидкостью проводят
- при температуре в интервале от 80°C до 250°C, предпочтительно от 130°C до 220°C, дополнительно предпочтительно от 150°C до 180°C,
- при давлении в интервале от 100 кПа до 3000 кПа, предпочтительно от 1000 до 2500 кПа,
- в течение от 1 секунды до 6 часов, предпочтительно от 5 секунд до 3 часов, дополнительно предпочтительно от 100 секунд до 30 минут, наиболее предпочтительно от 100 секунд до 300 секунд,
где давление и температуру выбирают так, чтобы сохранялись указанные совместно присутствующие первая и вторая жидкие фазы.
11. Способ по п. 1 или 2, дополнительно включающий стадии
- переработки содержащей целлюлозу биомассы, предпочтительно лигноцеллюлозы, так, чтобы образовались указанные одно или более веществ, выбираемых из группы, состоящей из ксилозы, олигосахаридов, содержащих звенья ксилозы, и полисахаридов, содержащих звенья ксилозы, и
- получения указанной водной исходной смеси, содержащей:
(i) указанные образованные одно или более веществ, выбираемые из группы, состоящей из ксилозы, олигосахаридов, содержащих звенья ксилозы, и полисахаридов, содержащих звенья ксилозы,
(ii) метансульфоновую кислоту,
(iii) одну или более солей, где общая концентрация (iii) указанных одной или более солей находится в интервале от 0,5 мас. % до 20 мас. % на основе общей массы указанной водной исходной смеси.
12. Способ по п. 11, в котором на указанной стадии переработки, содержащей целлюлозу биомассы смесь для обработки, включающую содержащую целлюлозу биомассу, воду и метансульфоновую кислоту подвергают воздействию температуры в интервале от 100°C до 210°C, предпочтительно от 130°C до 195°C, дополнительно предпочтительно от 150°C до 180°C, при давлении в интервале от 100 до 3000 кПа, предпочтительно от 1000 до 2000 кПа, где давление выбирают так, чтобы по меньшей мере часть воды находилась в жидком состоянии.
13. Способ по п. 1 или 2, дополнительно включающий после завершения тепловой обработки одну или обе из стадий
- извлечения из первой жидкой фазы водной смеси, содержащей метансульфоновую кислоту (ii) и указанные одну или более солей (iii) и применения указанной извлеченной водной смеси для восполнения указанной водной исходной смеси и/или
- извлечения из указанной второй жидкой фазы указанных одного или более органических растворителей и применения указанных извлеченных одного или более органических растворителей для восполнения указанной экстрактной жидкости.
14. Способ по п. 1 или 2, в котором
- водная исходная смесь содержит
(i) указанные одно или более веществ, выбираемые из группы, состоящей из ксилозы, олигосахаридов, содержащих звенья ксилозы, и полисахаридов, содержащих звенья ксилозы, в общей концентрации от 1 до 70 мас. %, предпочтительно от 10 мас. % до 40 мас. %
(ii) метансульфоновую кислоту в концентрации от 0,1 до 5 мас. %, предпочтительно от 1 мас. % до 3 мас. %
(iii) обе соли, выбираемые из группы, состоящей из хлорида натрия и метансульфоната натрия,
где общая концентрация хлорида натрия и метансульфоната натрия находится в интервале от 0,5 до 20 мас. %, предпочтительно от 5 мас. % до 15 мас. % и массовое отношение хлорида натрия к метансульфонату натрия
находится в интервале от 10:1 до 1:10, предпочтительно от 5:1 до 1:5; более предпочтительно от 2:1 до 1:2, особенно предпочтительно от 1,5:1 до 1:1,5 и наиболее предпочтительно от 1,2:1 до 1:1,2,
где концентрация в каждом случае основана на общей массе водной исходной смеси;
- экстрактная жидкость состоит из метилтетрагидрофурана и необязательно одного или более дополнительных составляющих;
- на стадии контактирования указанной водной исходной смеси и указанной экстрактной жидкости массовое отношение указанной водной исходной смеси к указанной экстрактной жидкости находится в интервале от 95:5 до 5:95, предпочтительно от 60:40 до 50:50,
- тепловую обработку водной исходной смеси в контакте с экстрактной жидкостью проводят при температуре в интервале от 130°C до 220°C, предпочтительно от 150°C до 180°C в течение от 1 до 10 минут при давлении в интервале от 1200 кПа до 2000 кПа,
где давление и температуру выбирают так, чтобы сохранялись указанные совместно присутствующие первая и вторая жидкие фазы.
15. Применение метансульфоновой кислоты в способе по любому из пп. 1-14.