專利名稱：：用于非均相催化制備羧酸衍生物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及利用非均相催化劑制備羧酸衍生物的新型方法。
背景技術(shù)：
：羧酸衍生物，例如羧酸酯或酰胺是一類重要的化合物。例如，脂肪酸的酯經(jīng)常用作化妝品配制物中的油相。為了由羧酸或活化的衍生物，如?；?、酸酐'或短鏈醇的酯制備所述化合物，已知有各種方法。關(guān)于該主題的第一綜述可以見于Beckeretal.，"Organikum",22ndedition,Wiley-VCH:2004，Weinheim,Germany,page472ff。使用這些非均相催化劑的優(yōu)點在于它們能夠在反應(yīng)后以簡單的方式移出，并且如果需要，可以重復(fù)使用。所述非均相催化劑的實例例如是金屬鹽、離子交換樹脂或固定于合適支持體上的催化劑，以及在反應(yīng)介質(zhì)中不可溶的固體催化劑。特別合適的催化劑是其粒徑使得能從反應(yīng)介質(zhì)中簡單且快速移出的那些。通常，所用的催化劑是酸性離子交換樹脂，例如，AmberliteIRA-118(來自RohmandHaas)，和酶或包含酶的微生物，其固定于支持體上。用于酶固定的支持體通常是離子交換樹脂或具有合適的粒徑分布的聚合物顆粒。其實例是商購獲得的產(chǎn)品來自NovozymesA/S,Bagsvaerd,Denmark的Novozym435,LipozymRMIM或LipozymTLIM，或來自Amano，Japan的AmanoPS。然而，還已經(jīng)描述了獲得固定酶的配制物的許多其它方法，例如在K.Faber，"BiotransformationsinOrganicChemistry",Springer:2000,Berlin,Deutschland,384ff"J.Am.Chem.Soc.1999，121,9487-9496，J.Mol.Catal.B，2005，35，93-99中，或?qū)＠暾圖E102007031689.7中。為了確?？芍貜?fù)使用性的另一條件是最小化施加在所用的催化劑上并導(dǎo)致支持體分裂及由此顯著的粒徑下降的機械力，機械力的結(jié)果是簡易移出催化劑的要求不再能夠滿足，并且經(jīng)常觀察到大的活性損失。特別地，當(dāng)使用傳統(tǒng)的攪拌反應(yīng)器時，經(jīng)常出現(xiàn)所述機械力。例如，DE102007031689.7描述了在攪拌燒杯中使用后在酶固定物中出現(xiàn)粒徑下降。由于根據(jù)本發(fā)明的方法能夠省卻在反應(yīng)室中攪拌器的使用，并且由于通過氣體供應(yīng)確保混合，由攪拌器引起的催化劑顆粒上的機械應(yīng)力，以及熱應(yīng)力均可降至最小。這些是對于催化劑，或者優(yōu)選地負(fù)載的酶體系重新使用所預(yù)先需要的。提高所用催化劑的機械穩(wěn)定性的一種方法在于使用固定床反應(yīng)器。例如，Eur.J.LipidSci.Technol.2003，105,601-607描述使用固定床反應(yīng)器，以進(jìn)行脂肪酶催化的酯化。在此使用的催化劑是以裝填床層的形式，并且反應(yīng)混合物在循環(huán)中通過固定床被泵送出儲槽容器直到獲得理想的轉(zhuǎn)化。用于移出生物催化劑的另外的過濾步驟不是必需的，因為其可以持久地保留在固定床中。對通過使用固定床獲得的體系的劃分隔間，即從相對大的儲槽容器空間地隔離出相對小的催化劑容器的另一優(yōu)點是對于所需要的體系的任何清理或更換催化劑，僅需要打開固定床，而出于體系-相關(guān)的原因，固定床顯著地更小，并且比必須與所用的儲槽容器相同體積的攪拌容器更易于到達(dá)。特別地，關(guān)于生產(chǎn)規(guī)模，即在數(shù)噸區(qū)域中的批料大小的情形中，清理所述反應(yīng)器容器以移出催化劑顆粒是非常得費勞力以及不方便的。然而，該方法的一個缺點在于限制于低粘度均相的反應(yīng)混合物，由于歸因于高壓降，高粘度的混合物或懸浮物不能通過固定床傳輸。例如，描述于Eur.J.LipidSci.Technol.2003，105,601-607或Tens.Surfact.Det.2004，41,287-290中的酯在反應(yīng)溫度下具有的粘度低于10mPas。嘗試處理高粘度的原料，例如polyglycerol-3，其由于顯著增加的壓降，在所述反應(yīng)器中的反應(yīng)溫度下具有約2000mPas的粘度，由于顯著下降的可獲得的傳輸速率，經(jīng)濟(jì)可行的方案是不可能得到的。替代的可能使用的溶劑通常是不理想的，因為首先會導(dǎo)致額外的費用(降低反應(yīng)器負(fù)載，循環(huán)成本等)，并且第二，對于許多產(chǎn)品應(yīng)用，溶劑殘留物必須是不存在，例如在化妝品或藥物領(lǐng)域中，這些殘留物經(jīng)常降至個位數(shù)的ppm范圍。后者原則上是可行的，但是通常帶來另外的運行步驟，例如，蒸餾、萃取或蒸發(fā)，這需要額外的時間，因此進(jìn)一步增加了制備成本和降低了過程的空-時收率。固定床反應(yīng)器的另一缺點在于有時不均勻的流動通過反應(yīng)器，形成通道，并且由于懸浮物質(zhì)可能會堵塞空隙。因此，需要一種克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點的，特別地，由高粘度的混合物進(jìn)行非均相催化制備羧酸衍生物的反應(yīng)方法。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種非均相催化制備羧酸衍生物的通用方法，其使得在不含溶劑下處理低和較高粘度的反應(yīng)混合物，同時可以簡易地移出和重復(fù)使用催化劑。該方法優(yōu)選地適用于使用固定的生物催化劑。在此未詳述的其它目的通過隨后的說明書和實施例的描述將是明顯的。出人意料地發(fā)現(xiàn)通過如下的反應(yīng)器設(shè)計可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中，使用具有反應(yīng)容器的循環(huán)反應(yīng)器，在該反應(yīng)容器中，非均相催化劑自由地分散在反應(yīng)混合物中，并且輸入另外的氣體以保證在反應(yīng)容器中的混合。因此，本發(fā)明提供利用該反應(yīng)器設(shè)計用于制備羧酸衍生物的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法將通過實施例進(jìn)行描述，但本發(fā)明并不限于這些所述的實施方式。當(dāng)以下描述范圍、通式、或化合物類別時，這些將不僅包括所特別提及的化合物的相應(yīng)范圍或類別，而且還包括通過選取各個數(shù)值(范圍)或化合物所獲得的化合物的所有子范圍和子類別。當(dāng)在本說明書中引用文獻(xiàn)時，它們的全部內(nèi)容包括在本發(fā)明的公開內(nèi)容中。當(dāng)在本說明書中描述具有多于一種的不同單元的化合物，例如，聚醚或聚硅氧烷時，它們可以以無規(guī)分布沃規(guī)低聚物咸以順序形式(嵌段低聚物)的形式存在。關(guān)于所述化合物中的單元的數(shù)量的數(shù)值，應(yīng)該理解為在該類型的所有化合物中的平均值。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，所用的催化劑用于反應(yīng)容器R中，其特征在于存在反應(yīng)介質(zhì)的至少兩個出口、至少一個氣體出口和至少一種氣體引入方法。另外，反應(yīng)容器的部分由合適的過濾器劃界，從而使得可以在其中使用催化劑。同時，催化劑不緊密地裝填，反應(yīng)容器的設(shè)計必須確保氣體流和物料流均導(dǎo)向通過包含催化劑的一個或多個區(qū)域。反應(yīng)容器R的優(yōu)選實施方式示于圖l中。氣體引入用于均勻混合反應(yīng)混合物，從而保持非均相支持體懸浮并且根據(jù)進(jìn)行的反應(yīng)，用于從反應(yīng)混合物移出低沸點的反應(yīng)產(chǎn)物，例如在酯化中的水或相應(yīng)酯的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)中的低級醇，從而，改變產(chǎn)物側(cè)的平衡。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，反應(yīng)容器的氣體出口連接至冷凝器以能夠捕獲低沸點反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)性氣體入口的實例是環(huán)狀噴頭、氣體噴嘴、陶瓷過濾器等，其通常對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟悉的。根據(jù)本發(fā)明，所用的氣體可以是不與反應(yīng)物、催化劑或反應(yīng)器材料進(jìn)行任何反應(yīng)的那些。優(yōu)選的是使用空氣、貧空氣(leanair)、氧氣、氮氣、稀有氣體或二氧化碳。所用的氣體可以由合適的壓力容器供應(yīng)，例如儲氣瓶，或通過壓縮機。廢氣流可以被排出，或者通過合適的設(shè)備重新使用并循環(huán)。根據(jù)本發(fā)明，反應(yīng)容器R的其它實施方式是可能的。例如，可以將過濾器1整合進(jìn)物料入口中或設(shè)計作為過濾筒。所述實施方式的實例示于圖3和4中?？纱娴兀^濾器也可以整合作為管束或整體的管束。反應(yīng)容器R的其它實施方式也可以是氣升式反應(yīng)器、壓力環(huán)路反應(yīng)器或巨環(huán)路反應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明，除了反應(yīng)容器R之外，使用至少一個儲槽容器V。在本發(fā)明的一個實施方式中，使用配備有至少兩個物料出口的儲槽容器。在該情形中，通過合適的管線將儲槽容器V的反應(yīng)混合物泵送入反應(yīng)容器R中，并且在流動通過含有催化劑的區(qū)域后，通過合適的管線泵回至儲槽容器中。為此目的，需要在儲槽容器V和反應(yīng)容器R之間有至少一個合適的泵。任選地，可以操作在反應(yīng)容器R和儲槽容器V之間的另一個泵，在該情形中，各個泵的泵性能應(yīng)該通過合適的控制部件彼此平衡。包含反應(yīng)容器R、儲槽容器V、管線和泵的整個體系的優(yōu)選實施方式顯示于圖2中。儲槽容器V可以任選地配備有攪拌器以改善反應(yīng)體系的混合。出于相同的原因，從儲槽容器V至反應(yīng)容器R的供料管線可以被另一技術(shù)裝置中斷以改善混合，例如分散器。在本發(fā)明的另一實施方式中，對儲槽容器V施加真空，以從反應(yīng)混合物進(jìn)一步促進(jìn)低沸點反應(yīng)產(chǎn)物的移出，例如在酯化中的水或相應(yīng)酯的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)中的低級醇。在使用真空的情形中，可能需要用第二泵和壓力單向閥中斷反應(yīng)容器R和儲槽容器V之間的管線。任選地，低沸點反應(yīng)組分的移出可以進(jìn)一步通過另外的中間設(shè)備，例如降膜蒸發(fā)器而加速。本發(fā)明體系的組成部分，特別是反應(yīng)容器R、儲槽容器V、供料管線和移出管線可以提供有恒溫裝置，例如基于電、蒸汽或熱油的加熱器。在另一特定的實施方式中，除了反應(yīng)容器R之外，在連續(xù)制備方法中使用兩個儲槽容器VI和V2。在此情形中，反應(yīng)混合物傳輸出儲槽容器VI供至如上所述的反應(yīng)容器R，所述儲槽容器VI提供有至少一個物料出口以及如果需要，攪拌器或另外的混合單元。在流經(jīng)包含催化劑的區(qū)域后，反應(yīng)混合物傳輸入儲槽容器V2。在另一實施方式中，反應(yīng)混合物可以通過第二反應(yīng)容器R2傳輸出儲槽容器V2進(jìn)入儲槽容器V3，在此情形中，反應(yīng)容器R2如容器R1中所述被構(gòu)造并且填充有催化劑，與容器V1相同，儲槽容器V2提供有至少一個物料出口并且如果需要，提供有攪拌器或另外的混合單元。根據(jù)本發(fā)明所用的催化劑可以是其粒徑能使其在不具有大的壓力降下利用傳統(tǒng)可獲得的過濾器體系保持在反應(yīng)容器中的那些，即大于0.5pm，優(yōu)選大于5pm，更優(yōu)選大于10pm，特別優(yōu)選大于25nm。它們可以是合適粒徑的聚合催化劑，或固定在合適支持體上的催化劑。聚合催化劑的實例是離子交換劑，例如磺化的聚苯乙烯或沸石。根據(jù)本發(fā)明，固定于合適支持體上的催化劑可以是化學(xué)催化劑或酶固定物?；瘜W(xué)催化劑的實例是基于支持體的路易斯酸和兩性氫氧化物。為了制備酶固定物，可以使用全細(xì)胞、靜息細(xì)胞、純化的酶或細(xì)胞提取物，其包含酶或其混合物。優(yōu)選使用水解酶，例如，脂肪酶、酯酶或蛋白酶，例如來自如下的月旨肪酶Ca"A'ob7wgora，Ca"&W"a"wcdca,i^ewcfo脂was取，7T7erwo，ces/awgasz.05m，porcinepancreas,Mwcwm,e/ze/,cholesterolases,來自Ga^.cia來自porcineliver的酯酶，特別優(yōu)選使用脂肪酶。因此，酶固定物優(yōu)選包含來自水解酶的酶，優(yōu)選脂肪酶。用來固定酶或包含酶的微生物的支持體可以是惰性的有機或無機支持體。所用的惰性支持體優(yōu)選是顆粒支持體，或存在于酶固定物中的那些優(yōu)選地具有如下粒徑分布，其中，至少90%的顆粒具有的粒徑為0.5-5000pm，優(yōu)選10pm-2000pm，更優(yōu)選25jim-2000pm。所用的有機支持體可以特別是包含如下的那些聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯基苯乙烯、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、PTFE和/或其它聚合物。所用的支持體材料可以基于待固定的酶，特別地是酸性或堿性離子交換樹脂，例如DuoliteA568,DuoliteXAD761，DuoliteXAD1180，DuoliteXAD7HP,AmberliteIR120,AmberliteIR400，AmberliteCG50,Amberlyst15(所有產(chǎn)品來自RohmandHaas)或LewatitCNP105和LewatitVPOC1600(產(chǎn)品來自Lanxess,Leverkusen,Germany)。所用的無機支持體可以是現(xiàn)有技術(shù)中已知的氧化性的和/或陶瓷支持體。更特別地，所用的無機支持體可以例如是鐵鋁酸四鈣石(Celite)、沸石、硅石、可控孔度玻璃(CPG)或其它支持體，如上所述例如在L.Cao,"Carrier-boundImmobilizedEnzymes:Principles,ApplicationandDesign",Wiley-VCH:2005,Weinheim,Germany中。更優(yōu)選地，存在于酶固定物中的惰性支持體或用于制備酶固定物的惰性支持體包含聚乙烯基苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯。根據(jù)本發(fā)明，顆粒上的固定可以共價地或非共價地進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明中所用的酶固定物的實例是來自NovozymesA/SBagsvaerd,Denmark的Novozym435，LipozymRMIM或LipozymTLIM，或來自Amano,Japan白勺AmanoPS。因此，本發(fā)明提供利用反應(yīng)器體系非均相催化制備羧酸衍生物的方法，例如根據(jù)圖2，所述反應(yīng)器體系包含至少一個儲槽容器V、供料管線、至少一個泵和反應(yīng)容器R，其中，通過氣體供料管線提供持久氣體流通過反應(yīng)容器R，并且其中以未緊密裝填形式引入非均相催化劑的反應(yīng)室由至少兩個過濾器劃界，從而使得物料流和氣體流均通過反應(yīng)室。本發(fā)明還提供其中所用的催化劑是至少一種酶或包含至少一種酶的微生物的方法。本發(fā)明還提供其中的酶體系是在固體上以非均相負(fù)載的形式存在的方法。本發(fā)明還提供其中酶催化劑以顆粒的形式共價地或非共價地固定在載體材料上的方法。本發(fā)明還提供其中所述固體包括基于如下的聚合物的方法聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯基苯乙烯、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、或聚四氟乙烯、或這些化合物的共聚物、或氧化性的載體和/或陶瓷載體。本發(fā)明還提供其中所述固體包括酸性的或堿性的離子交換樹脂的方法。本發(fā)明還提供其中氧化性的載體和/或陶瓷載體包含鐵鋁酸四鈣石、沸石、硅石、或可控孔度玻璃的方法。本發(fā)明還提供其中載體材料具有大于0.5pm的平均粒徑的方法。本發(fā)明還提供其中所述非均相催化劑體系被重復(fù)使用的方法。本發(fā)明還提供其中在所述儲槽容器V處施加真空的方法。本發(fā)明還提供其中所用的氣體是空氣、貧空氣、氧氣、氮氣、稀有氣體、或二氧化碳，優(yōu)選空氣或氮氣的方法。本發(fā)明還提供其中所述反應(yīng)在20-10(TC的溫度下進(jìn)行的方法。本發(fā)明的另外的主題由權(quán)利要求書的表述是明顯的。根據(jù)本發(fā)明，所述方法優(yōu)選地用來進(jìn)行如下式I所示的轉(zhuǎn)化<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>其中R,是線性的、枝化的、飽和或不飽和的?；?，任選另外地取代的具有2-30個碳原子的羧酸，X是氧、硫或-NH-，優(yōu)選氧，R2是氫或具有1-3個碳原子的線性或枝化的烷基或鏈烯基，Y是氧、硫或-NH-，優(yōu)選氧或-NH-，更優(yōu)選氧，R3是線性的、枝化的、飽和或不飽和的，任選另外地取代的具有2-30個碳原子的垸基。根據(jù)本發(fā)明，R,和R3基團(tuán)的任選的另外的取代基可以彼此獨立地例如是羥基、酯基、聚酯基、碳酸酯基、聚碳酸酯基、醚基、聚醚基、氨基甲酸酯基、聚氨酯基、酰氨基、聚酰胺基、垸基胺基、二烷基胺基、鹵素、硅氧烷基、無機酸的酯基、硫酸鹽、磷酸鹽或類似的基團(tuán)。在一個優(yōu)選實施方式中，基團(tuán)R,是商購獲得的酸的?；缫宜?、丙酸、丁酸、戊酸、氯乙酸、三氟乙酸、乙基己酸、異壬酸、異十三烷酸或異硬脂酸。在另一優(yōu)選實施方式中，所用的基團(tuán)R,是基于天然植物或動物油的天然脂肪酸的酰基。優(yōu)選使用天然脂肪酸，例如羊油酸、羊脂酸、羊蠟酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、異硬脂酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、二羥基硬脂酸、油酸、亞油酸、洋芫荽子酸、反油酸、花生酸、山崳酸、芥子酸、鱈油酸、亞麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸或花生四烯酸，單獨地或以混合物的形式。同樣地，基團(tuán)R,可以是羥基-官能團(tuán)化的酸的縮聚產(chǎn)物的?；?，聚-12-羥基硬脂酸或聚蓖麻油酸。用作R,基團(tuán)的酰基可以是工業(yè)級混合物，例如天然脂肪酸的混合物，例如菜子油脂肪酸、大豆油脂肪酸、葵花油脂肪酸、牛油脂肪酸、棕櫚油脂肪酸、棕櫚仁油脂肪酸、椰子脂肪酸，取決于它們特定的來源和所用的純化工藝，可以經(jīng)受其確定組成的變化，并且也可以包含典型的二級組成，如不飽和的官能團(tuán)化的或枝化的組分。另外，還可以使用其它來源的酸的混合物，例如，基于石油化學(xué)工藝。在另一優(yōu)選實施方式中，所用的基團(tuán)R3例如是如下醇的的烴基丙醇、丁醇、戊醇、己醇、辛醇或其異構(gòu)體如異丙醇、異丁醇、2-乙基己醇、異壬醇、異十三烷醇、多元醇如1,6-己二醇、1，2-戊二醇、二羥基丙酮、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、新戊醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、甘油、雙甘油、三甘油、聚甘油、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇或氨基-官能團(tuán)化的醇，如N,N-二甲基乙醇胺。另外的實例是通過已知的方法由基于天然植物或動物油的一元脂肪酸制得的醇的烴基，所述天然植物或動物油具有6-30個碳原子，特別地具有8-22個碳原子，例如，羊油酸、羊脂酸、羊蠟酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、異硬脂酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、二羥基硬脂酸、油酸、亞油酸、洋芫荽子酸、反油酸、花生酸、山崳酸、芥子酸、鱈油酸、亞麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸或花生四烯酸，單獨地或以混合物的形式。本發(fā)明的聚醚-取代的R3基團(tuán)的實例是如下物質(zhì)的烷基聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚苯乙烯氧化物或至少兩個選自如下單體的共聚物乙二醇、丙二醇、丁二醇、苯乙烯氧化物和聚甘油。這些聚醚-取代的基團(tuán)可在另外的OH基團(tuán)上順次帶有取代基，如烷基或烯基醚或烷基醚。本發(fā)明的聚酯-取代的R3基團(tuán)的實例是帶有自由OH基的聚合物，基于s-己內(nèi)酯或Y-戊內(nèi)酯，例如來自Daicel的PlaccelL212AL。本發(fā)明的聚碳酸酯-取代的R3基團(tuán)的實例是帶有自由OH基的聚合物，基于二烷基碳酸酯和二羥基烷基單元，例如來自Daicel的PlaccelCD220。本發(fā)明的聚硅氧烷-取代的R3基團(tuán)的實例是帶有自由烷基-0H基的有機改性的聚硅氧烷，例如通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法用末端不飽和的醇?xì)浠柰榛疭iH-硅氧垸而獲得。特別地，在此可以使用線性烯醇，例如5-己烯-l-醇，或烯丙基氧衍生物，如烯丙基氧乙醇、烯丙基甘油、烯丙基聚甘油、烯丙基三羥甲基丙垸、烯丙基聚乙二醇、烯丙基聚丙二醇或烯丙基聚乙二醇-聚丙二醇共聚物。本發(fā)明的聚硅氧垸-取代的R,基團(tuán)的實例是帶有自由羧基的有機改性的聚硅氧烷，例如通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法用末端不飽和的酸氫化硅烷化SiH-硅氧垸而獲得。特別地，在此可以使用丙烯酸，甲基丙烯酸或H^—碳-10-烯酸。以下實施例旨在于詳細(xì)描述本發(fā)明，但不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由說明書和權(quán)利要求書限制。圖1是顯示本發(fā)明反應(yīng)容器R的優(yōu)選實施方式的示意圖2是顯示本發(fā)明的包含反應(yīng)容器R、儲槽容器V、管線和泵的整個體系的優(yōu)選實施方式的示意圖3和圖4是顯示本發(fā)明反應(yīng)容器R的其它實施方式的示意圖；和圖5是顯示本發(fā)明測試反應(yīng)器的構(gòu)造的示意圖。實施例材料和方法.-Novozym435(NZ435)是來自于NovozymesA/S,Bagsvaerd/Denmark的商購獲得的酶固定物，通過在聚甲基丙烯酸酯上的吸附而固定的來自C.a"torc"ca的脂肪酶B。實施例1:測試反應(yīng)器構(gòu)造示例性的測試反應(yīng)器的構(gòu)造示于圖5中。循環(huán)反應(yīng)器包括恒溫的(8)反應(yīng)容器(4,5)，具有長度60cm和直徑2.5cm。通過中心安裝的可移動的孔徑為50)im的金屬篩將反應(yīng)容器分隔為兩個區(qū)域(4,5)。另外的金屬篩在底部劃分反應(yīng)容器并用作氣體分布器。由此，非均相催化劑保留在反應(yīng)容器(4)的下部。在蠕動泵(2)的作用下，將反應(yīng)混合物由氣體分布器上方的攪拌的儲槽容器(1)泵入反應(yīng)容器(4)中。同時，以控制的方式將氣體從下方引入(3)至反應(yīng)容器。反應(yīng)混合物首先填充下部區(qū)域(4)，然后是上部區(qū)域(5)，通過篩保持所述催化劑。當(dāng)其達(dá)到溢流時，反應(yīng)混合物流經(jīng)恒溫管線(6，7)回至儲槽容器(l)。通過氣體出口(9)排出引入的氣體。反應(yīng)的水以及其它低沸點的反應(yīng)產(chǎn)物的排放和反應(yīng)物的混合在反應(yīng)容器中通過上升的氣泡而進(jìn)行。同時，攪拌儲槽容器，另外地可以施加真空至儲槽容器以加速低沸點反應(yīng)產(chǎn)物的排出。實施例2:合成肉豆蔻酸肉豆蔻酯在1L的儲槽容器中將329g的肉豆蔻醇和351g的肉豆蔻酸加熱至60。C并通過磁力攪拌器混合(6(TC下的混合物的粘度約為6mPas)。反應(yīng)容器的下部初始裝填有2.7g的Novozym435和將整個反應(yīng)容器加熱至60。C。將壓縮空氣的引入控制在0.41/min，然后將蠕動泵設(shè)定在20ml/min并且打開?；亓饕杭訜嶂?CTC。反應(yīng)的過程監(jiān)控25h，獲得基于脂肪酸的99.3%的轉(zhuǎn)化率。表l:實施例2的轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>實施例3:催化劑的重復(fù)使用與實施例2類似，進(jìn)行肉豆蔻酸肉豆蔻醇酯合成的數(shù)個反應(yīng)，重復(fù)使用酶催化劑而不進(jìn)行中間純化，確定1和24小時后的轉(zhuǎn)化率。進(jìn)行10次重復(fù)。表2:實施例3的轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>實施例4:合成聚甘油-3月桂酸酯在1L的儲槽容器中將350g的聚甘油-3(來自Daicel)和280g的月桂酸加熱至8CTC并通過機械攪拌器混合(6(TC下的混合物的粘度約為2000mPas)。反應(yīng)容器下部初始裝填有5.5g的Novozym435并且將整個反應(yīng)容器加熱至80°C。將壓縮空氣的引入調(diào)節(jié)至1.201/min，然后將蠕動泵設(shè)定在20ml/min并打開。將回流液加熱至80。C。反應(yīng)的過程監(jiān)控24h，獲得基于脂肪酸的96.7%的轉(zhuǎn)化率。表3:實施例4的轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>權(quán)利要求1、非均相催化制備羧酸衍生物的方法，其利用反應(yīng)器系統(tǒng)，所還反應(yīng)器系統(tǒng)包含至少一個儲槽容器V、供料管線、至少一個泵和反應(yīng)容器R，其特征在于通過氣體供料管線提供持久氣體流通過反應(yīng)容器R，并且其中以未緊密裝填形式引入非均相催化劑的反應(yīng)室由至少兩個過濾器劃界，從而使得物料流和氣體流均通過所述反應(yīng)室。2、如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所使用的催化劑是至少一種酶，或包含至少一種酶的微生物。3、如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述酶體系以在固體上非均相負(fù)載的形式存在。4、如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述酶催化劑以顆粒的形式共價地或非共價地固定在載體材料上。5、如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于所述固體包括基于如下的聚合物聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯基苯乙烯、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、或聚四氟乙烯、或這些化合物的共聚物、或氧化性的載體和/或陶瓷載體。6、如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于所述固體包括酸性的或堿性的離子交換樹脂。7、如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于所述氧化性的載體和/或陶瓷載體包括鐵鋁酸四鈣石、沸石、硅石、或可控孔度玻璃。8、如權(quán)利要求3-7任一項所述的方法，其特征在于所述載體材料具有大于0.5nm的平均粒徑。9、如權(quán)利要求l-S任一項所述的方法，其特征在于所述非均相催化劑體系被重復(fù)使用。10、如權(quán)利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于在所述儲槽容器v處施加真空。11、如權(quán)利要求i-io任一項所述的方法，其特征在于所用的氣體是空氣、貧空氣、氧氣、氮氣、稀有氣體、或二氧化碳，優(yōu)選空氣或氮氣。12、如權(quán)利要求1-11任一項所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)在20-IO(TC的溫度下進(jìn)行。全文摘要本發(fā)明涉及用于非均相催化制備羧酸衍生物的方法。具體地說，本發(fā)明涉及利用反應(yīng)器系統(tǒng)非均相催化制備羧酸衍生物的方法，所述反應(yīng)器系統(tǒng)包含至少一個儲槽容器V、供料管線、至少一個泵和反應(yīng)容器R，其特征在于通過氣體供料管線提供持久氣體流通過反應(yīng)容器R，并且其中以未緊密裝填形式引入非均相催化劑的反應(yīng)室由至少兩個過濾器劃界，從而使得物料流和氣體流均通過反應(yīng)室。文檔編號C12M1/40GK101532035SQ20091000255公開日2009年9月16日申請日期2009年1月16日優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日發(fā)明者A·利澤,L·希爾特豪斯,O·圖姆申請人:贏創(chuàng)戈爾德施米特有限公司