1.一種用于生產(chǎn)至少一種環(huán)狀酮的方法,所述方法包括:
使至少一種獨(dú)立地具有式(A)的結(jié)構(gòu)的酮與催化劑接觸以形成反應(yīng)混合物,其中所述至少一種酮與所述催化劑的所述接觸從所述至少一種酮的至少一部分產(chǎn)生至少一種具有式(I)、(II)、(III)或(IV)的結(jié)構(gòu)的環(huán)狀酮、或它們的任何異構(gòu)體,其中:
所述至少一種獨(dú)立地具有式(A)的結(jié)構(gòu)的酮為:
其中:
每一個(gè)R1和R2獨(dú)立地為H、未取代的烷基、取代的烷基、-C(Rt)3、-CH(Rt)2、未取代的芳基、取代的芳基、未取代的雜芳基、取代的雜芳基、未取代的脂環(huán)基、取代的脂環(huán)基、未取代的雜環(huán)基、或取代的雜環(huán)基,
其中每一個(gè)Rt獨(dú)立地為未取代的脂族基、取代的脂族基、未取代的芳基、取代的芳基、未取代的雜芳基、取代的雜芳基、未取代的脂環(huán)基、取代的脂環(huán)基、未取代的雜環(huán)基、或取代的雜環(huán)基;
每一個(gè)x和y獨(dú)立地為大于或等于1的整數(shù),前提條件是當(dāng)x和y均為1時(shí),R1或R2不為H;
所述具有式(I)的結(jié)構(gòu)的環(huán)狀酮為:
或它們的任何異構(gòu)體,其中:
Ra1為-(CH2)x-1R1;
Rb1為-(CH2)xR1;
Rc1為-(CH2)y-1R2;
Rd1為-(CH2)xR1;
Re1為-(CH2)yR2;和
Rf1為-(CH2)y-1R2;
所述具有式(II)的結(jié)構(gòu)的環(huán)狀酮為:
或它們的任何異構(gòu)體,其中:
Ra2為-(CH2)y-1R2;
Rb2為-(CH2)xR1;
Rc2為-(CH2)y-1R2;
Rd2為-(CH2)xR1;
Re2為-(CH2)yR2;和
Rf2為-(CH2)x-1R1;
所述具有式(III)的結(jié)構(gòu)的環(huán)狀酮為:
或它們的任何異構(gòu)體,其中:
Ra3為-(CH2)x-1R1;
Rb3為-(CH2)yR2;
Rc3為-(CH2)x-1R1;
Rd3為-(CH2)xR1;
Re3為-(CH2)yR2;和
Rf3為-(CH2)y-1R2;
所述具有式(IV)的結(jié)構(gòu)的環(huán)狀酮為:
或它們的任何異構(gòu)體,其中:
Ra4為-(CH2)y-1R2;
Rb4為-(CH2)yR2;
Rc4為-(CH2)x-1R1;
Rd4為-(CH2)xR1;
Re4為-(CH2)yR2;和
Rf4為-(CH2)x-1R1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述至少一種酮與所述催化劑的所述接觸隨著所述至少一種環(huán)狀酮的產(chǎn)生而進(jìn)一步產(chǎn)生水,并且所述方法還包括控制所述反應(yīng)混合物中存在的水的量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中:
控制所述反應(yīng)混合物中存在的水的量包括移除所述反應(yīng)混合物中存在的至少一部分水;或
所述反應(yīng)混合物中存在的水的量低于5重量%;
或它們的組合。
4.一種用于生產(chǎn)至少一種環(huán)烷烴的方法,所述方法包括對根據(jù)權(quán)利要求1至3的方法產(chǎn)生的至少一種具有式(I)、(II)、(III)或(IV)的結(jié)構(gòu)的環(huán)狀酮、或它們的任何異構(gòu)體進(jìn)行加氫脫氧從而產(chǎn)生至少一種環(huán)烷烴。
5.一種用于生產(chǎn)至少一種非環(huán)狀酮的方法,所述方法包括使至少一種具有式(A)的結(jié)構(gòu)的酮與催化劑在H2或至少一種仲醇的存在下接觸來產(chǎn)生至少一種具有式(L-I)或(L-II)的結(jié)構(gòu)的非環(huán)狀酮,其中:
所述至少一種具有式(A)的結(jié)構(gòu)的酮為:
其中:
R1為H、未取代的烷基、取代的烷基、-C(Rt)3、-CH(Rt)2、未取代的芳基、取代的芳基、未取代的雜芳基、取代的雜芳基、未取代的脂環(huán)基、取代的脂環(huán)基、未取代的雜環(huán)基、或取代的雜環(huán)基,
R2為未取代的烷基、取代的烷基、-C(Rt)3、-CH(Rt)2、未取代的芳基、取代的芳基、未取代的雜芳基、取代的雜芳基、未取代的脂環(huán)基、取代的脂環(huán)基、未取代的雜環(huán)基、或取代的雜環(huán)基,
每一個(gè)Rt獨(dú)立地為未取代的脂族基、取代的脂族基、未取代的芳基、取代的芳基、未取代的雜芳基、取代的雜芳基、未取代的脂環(huán)基、取代的脂環(huán)基、未取代的雜環(huán)基、或取代的雜環(huán)基;
x為大于或等于1的整數(shù);
y為大于或等于0的整數(shù);和
所述至少一種具有式(L-I)或(L-II)的結(jié)構(gòu)的非環(huán)狀酮為:
其中:
R1、R2、x和y為如對式(A)所定義,和
n和m各為大于或等于1的整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中所述至少一種仲醇獨(dú)立地具有式(B)的結(jié)構(gòu):
其中:
每一個(gè)R1和R2獨(dú)立地為H、未取代的烷基、取代的烷基、-C(Rt)3、-CH(Rt)2、未取代的芳基、取代的芳基、未取代的雜芳基、取代的雜芳基、未取代的脂環(huán)基、取代的脂環(huán)基、未取代的雜環(huán)基、或取代的雜環(huán)基,
其中每一個(gè)Rt獨(dú)立地為未取代的脂族基、取代的脂族基、未取代的芳基、取代的芳基、未取代的雜芳基、取代的雜芳基、未取代的脂環(huán)基、取代的脂環(huán)基、未取代的雜環(huán)基、或取代的雜環(huán)基;
每一個(gè)x和y獨(dú)立地為大于或等于1的整數(shù)。
7.一種用于生產(chǎn)至少一種非環(huán)狀酮的方法,所述方法包括使至少一種獨(dú)立地具有式(B)的結(jié)構(gòu)的醇與催化劑接觸來產(chǎn)生至少一種具有式(L-I)或(L-II)的結(jié)構(gòu)的非環(huán)狀酮,其中:
所述催化劑為非均相金屬催化劑;
所述至少一種獨(dú)立地具有式(B)的結(jié)構(gòu)的醇為:
其中:
每一個(gè)R1和R2獨(dú)立地為H、未取代的烷基、取代的烷基、-C(Rt)3、-CH(Rt)2、未取代的芳基、取代的芳基、未取代的雜芳基、取代的雜芳基、未取代的脂環(huán)基、取代的脂環(huán)基、未取代的雜環(huán)基、或取代的雜環(huán)基,
其中每一個(gè)Rt獨(dú)立地為未取代的脂族基、取代的脂族基、未取代的芳基、取代的芳基、未取代的雜芳基、取代的雜芳基、未取代的脂環(huán)基、取代的脂環(huán)基、未取代的雜環(huán)基、或取代的雜環(huán)基;
每一個(gè)x和y獨(dú)立地為大于或等于1的整數(shù);和
所述至少一種具有式(L-I)或(L-II)的結(jié)構(gòu)的非環(huán)狀酮為:
其中:
R1、R2、x和y為如對式(B)所定義,和
n和m各為大于或等于1的整數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述催化劑包含至少一種金屬和堿性載體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其中所述至少一種金屬為過渡金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述催化劑具有一項(xiàng)或多項(xiàng)以下性質(zhì):
(i)pKa在8至16之間;
(ii)CO2在至少50℃下脫附,其中CO2脫附通過在室溫下將CO2吸附到催化劑并加熱到直至773K來進(jìn)行;
(iii)至少一個(gè)堿性氧原子;和
(iv)質(zhì)子親和性為至少700kJ/mol;
(v)為固體;
(vi)是酸性的;和
(vii)是兩性的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述催化劑包含:
金屬氧化物;
非金屬氧化物;
負(fù)載型堿金屬離子;
負(fù)載了離子液體的金屬氧化物;或
鋁磷酸鹽,
或它們的任何組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述催化劑包含:
磷灰石;
海泡石;
溫石棉;
沸石;
介孔二氧化硅;
水滑石;或
合成滑石,
或它們的任何組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述催化劑包含堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、非金屬氧化物、過渡金屬氧化物、或稀土金屬氧化物、或它們的任何組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述催化劑包含Mg、Ti、Sr、Ca、Si、Al、La、Zr、Na、K、Pd、Cu或Pd-Cu合金、或它們的任何組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述催化劑包含:
MgO、MgAlO、SrO、BaO、CaO、ZnO、La2O3、TiO2、ZrO2、A12O3、Ta2O5、Cs2ONb2O3、ThO2、HfO2、CeO2、Sc2O3、V2O5、或它們的其他堿金屬摻雜變型;
Mg-Al水滑石、Li-Al水滑石、Zn-Al水滑石、Cu-Zn-Al水滑石、Ni-Mg-Al水滑石、或Ni-Mg-Al水滑石;
NaY沸石、NaX沸石、KY沸石、RbY沸石、CsY沸石、KX沸石、RbX沸石、CsX沸石、鈀/NaY沸石、鈀/NH4-β沸石、負(fù)載于沸石Y上的氧化鉀、沸石載鑭系元素酰亞胺、或沸石載氮化物;
Na/SiO2、Pd/Na/SiO2、Na/Ca/SiO2、Na/Ca/SiO2或Cs/SiO2;
羥基磷灰石、氟磷灰石或叔-丁氧基磷灰石;
Pd/C、Pd/HT、Cu/HT、Pd-Cu/HT、KF/A12O3、Zr-Ti-O、Mg-Zr-O、SrTiO3、LaAlMgO、SiO2-NHMe、SiO2-NHMe2、SiO2-Al2O;
負(fù)載于氧化鋁上的KF;
無定形鋁磷酸鹽(ALPO);或
Mg3(OH)4Si4O5或鈷(II)-取代的溫石棉,
或它們的任何組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述催化劑包含:
Mn氧化物、Cr氧化物、Y氧化物、Yb氧化物、Mo氧化物或W氧化物;
浸漬于水滑石或沸石上的Cs2CO3或KOH;
浸漬于MgO上的離子液體;
負(fù)載了離子液體的MgO;
氨基官能化的介孔二氧化硅(MCM-41);
經(jīng)改性介孔二氧化硅(SBA-15);
負(fù)載于氧化鋁上的非氧化物;或
有機(jī)硅酸鎂,
或它們的任何組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述催化劑包含水滑石。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中所述水滑石經(jīng)煅燒。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述催化劑具有0.25mol%至2mol%的堿性位點(diǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的方法,其中:
(i)當(dāng)x和y均為1時(shí),R1或R2為未取代的烷基;
(ii)當(dāng)x和y均為1時(shí),R1為未取代的烷基,且R2為H;或
(iii)每一個(gè)R1和R2獨(dú)立地為H或未取代的烷基。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的方法,其中:
R1為:
H,
未取代的苯基,
未取代的呋喃,
被烷基所取代的呋喃,或
-CH(Rt)2,其中Rt各自獨(dú)立地為未取代的呋喃或被烷基所取代的呋喃;
R2為H。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至6、8至19中任一項(xiàng)所述的方法,其中至少一種獨(dú)立地具有式(A)的結(jié)構(gòu)的酮為具有式(A-1)的結(jié)構(gòu)的酮:
其中x為大于或等于2的整數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求6至19中任一項(xiàng)所述的方法,其中至少一種獨(dú)立地具有式(B)的結(jié)構(gòu)的醇為具有式(B-1)的結(jié)構(gòu)的醇:
其中x為大于或等于1的整數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的方法,其中R1為H或未取代的烷基。
25.根據(jù)權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)所述的方法,其中x為3至45、3至21、3、5、7或9。
26.根據(jù)權(quán)利要求1至6、8至19中任一項(xiàng)所述的方法,其中至少一種具有式(A)的結(jié)構(gòu)的酮選自:
27.根據(jù)權(quán)利要求6至19中任一項(xiàng)所述的方法,其中至少一種具有式(B)的結(jié)構(gòu)的醇選自:
28.一種用于生產(chǎn)至少一種烷烴的方法,所述方法包括:對根據(jù)權(quán)利要求6至20中任一項(xiàng)所述的方法生產(chǎn)的至少一種具有式(L-I)或(L-II)的結(jié)構(gòu)的非環(huán)狀酮進(jìn)行加氫脫氧來生產(chǎn)至少一種烷烴。