產(chǎn)生尼龍7的方法
【專利摘要】可由生物質(zhì)衍生的6?碳羥甲基呋喃化合物作為原料產(chǎn)生尼龍7。羥甲基呋喃化合物可被同系化以形成醛，其可被氨基化以產(chǎn)生氨基羰基化合物。氨基?羰基化合物的氫化/加氫脫氧提供了尼龍7。
【專利說明】產(chǎn)生尼龍7的方法
【背景技術(shù)】
[0001] 尼龍是以脂肪族聚酰胺著稱的一類合成聚合物的命名，并且是一種最常見的聚合 物類別。尼龍的化學(xué)成分包括碳、氫、氮和氧。尼龍的類型包括尼龍6,6,其可通過使6-碳二 胺、六亞甲基二胺和6-碳二羧酸、脂肪酸反應(yīng)，從而在每個(gè)單體的兩個(gè)末端形成酰胺而形 成;尼龍6，其可通過6-碳環(huán)酰胺、己內(nèi)酰胺的開環(huán)聚合而制備;和尼龍7，其可通過聚合7-氨 基庚酸或庚內(nèi)酰胺(enantholactam)而形成。
[0002] 通過表示單體提供的碳的數(shù)量的數(shù)值后綴命名尼龍。例如，對(duì)于具有兩個(gè)數(shù)值的 命名的尼龍，比如尼龍6,6或尼龍6,12,第一個(gè)數(shù)值表示來自二胺單體的碳的數(shù)量，和第二 個(gè)數(shù)值表示來自二酸單體的碳的數(shù)量。對(duì)于具有單個(gè)數(shù)值命名的尼龍，比如尼龍6或尼龍7， 數(shù)值表示重復(fù)單體單元中的碳原子的數(shù)量。
[0003] 尼龍7大體上是基于氨基羧酸的尼龍纖維，其具有與尼龍6和尼龍6,6相當(dāng)或更好 的特性。例如，與尼龍6和尼龍6,6相比，尼龍7可提供改善的紡織品特性。這些改善的紡織品 特性包括較高的熔化溫度和減少的水吸收。但是，缺少經(jīng)濟(jì)上有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)生生產(chǎn)尼龍7需 要的單體的方法。
[0004] 所以，仍需要產(chǎn)生尼龍7的方法，其與產(chǎn)生尼龍6和尼龍6，6的生產(chǎn)方法是有成本競(jìng) 爭(zhēng)性的。用于產(chǎn)生環(huán)境友好型尼龍7和可重復(fù)利用的廢物材料的方法也是期望的。
[0005] 概述
[0006] 可由生物質(zhì)衍生的6-碳羥甲基呋喃化合物作為原料產(chǎn)生尼龍7。羥甲基呋喃化合 物可被同系化，以形成醛，其可被氨基化以產(chǎn)生氨基羰基化合物。通過第一種方法，氨基羰 基化合物可用作縮聚反應(yīng)中的單體，以產(chǎn)生聚酰胺。在催化氫化/加氫-脫氧條件下處理聚 酰胺可提供尼龍7。在另一方法中，氨基羰基化合物可在催化氫化/加氫脫氧條件下處理，以 產(chǎn)生7-氨基庚酸，其接著可經(jīng)縮聚而被聚合，以產(chǎn)生尼龍7 "
[0007] 在實(shí)施方式中，產(chǎn)生尼龍7的方法包括將式
的至少一種呋 喃化合物，其中Ml是
轉(zhuǎn)化成式
的氨基羰 基化合物，其中R包括-H、烷基或取代的烷基，和將氨基羰基化合物轉(zhuǎn)化成尼龍7。
[0008] 在實(shí)施方式中，尼龍7可由廢物流產(chǎn)物產(chǎn)生。廢物流產(chǎn)物包括C〇2和生物質(zhì)。產(chǎn)生尼 龍7的方法包括將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成羥甲基糠醛，和使用羥甲基糠醛和C0 2作為反應(yīng)物用于產(chǎn)生 尼龍7。
【附圖說明】
[0009] 圖1描繪了根據(jù)實(shí)施方式產(chǎn)生尼龍7的示意性方法的一般流程圖。
[0010] 圖2描繪了根據(jù)實(shí)施方式由廢物流產(chǎn)物產(chǎn)生尼龍7的示意性方法的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]尼龍7從其單體單元中碳原子數(shù)量獲得其數(shù)值命名，其中每個(gè)單體單元具有7個(gè) 碳，如下所闡釋：

[0013] 如上述，尼龍7可能是最佳的基于氨基羧酸的尼龍纖維，但是與其他尼龍的成本相 比，生產(chǎn)是成本上受限的。根據(jù)如本文所討論實(shí)施方式，可通過有成本競(jìng)爭(zhēng)力的也是環(huán)保的 方法產(chǎn)生尼龍7。
[0014] 產(chǎn)生尼龍7的代表性方法描繪在圖1中。在實(shí)施方式中， 的呋喃化合物1，其中Ml是
可轉(zhuǎn)化成式
的氨基羰基化合物3,其中R可為-H、烷基或取代的烷基，并且氨基羰基化合物可轉(zhuǎn)化成尼龍 7。氨基羰基化合物3可通過氫化-加氫脫氧反應(yīng)轉(zhuǎn)化成尼龍7,反應(yīng)可使得打開呋喃環(huán)Ml并 且聚合氨基-羰基化合物。
[0015] 如在圖1中所表示，至少一種呋喃化合物1可通過如下轉(zhuǎn)化成氨基羰基化合物3:將 至少一種呋喃化合救
轉(zhuǎn)化成式
的酯醛或 酸醛，下文稱為醛2，并且使醛氨基化，以產(chǎn)生氨基羰基化合物3。
[0016] 至少一種呋喃化合物1可為僅僅具有六個(gè)碳的化合物，并且另外的碳可引入呋喃 化合物，以產(chǎn)生尼龍7。如圖1中所表示，這可經(jīng)與一氧化碳的同系化反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)。在實(shí)施方 式中，呋喃化合物1的同系化可包括使至少一種呋喃化合物與一氧化碳在存在催化劑和水 性溶劑的情況下反應(yīng)，以產(chǎn)生醛2。催化劑可包括但不限于鈀、銠、鈷、銥、鎳、釕、鉑或鐵或其 任何組合。催化劑的一些例子可包括但不限于Pd(TPPTS) 3、Pd(TPPDS)3或Pd(TFPPDS)3或其 任何組合。
[0017] 在實(shí)施方式中，呋喃化合物1可通過混合至少一種呋喃化合物，一氧化碳?xì)怏w、脫 氧和去離子水中的Pd(TPPTS)3和脫氧/去離子水中的硫酸而同系化，以產(chǎn)生第一混合物。第 一混合物可被加熱一段時(shí)間，并且在足夠同系化至少一種呋喃化合物的溫度和壓強(qiáng)下，以 產(chǎn)生包含醛2的第二混合物。第二混合物也可包含作為副產(chǎn)物5-甲基糠醛，并且可從第二混 合物提取醛2,以從5-甲基糠醛分離醛。在可期望短鏈尼龍7聚合物的實(shí)施方式中，5-甲基糠 醛副產(chǎn)物和醛2可混合，并且在如下面描述的隨后的氨基化步驟，5-甲基糠醛可轉(zhuǎn)化成5-甲 基糠胺，并且也在下面描述的進(jìn)一步隨后的縮聚步驟中，5-甲基糠胺可用作鏈終止劑，從而 降低尼龍7聚合物鏈長(zhǎng)度。
[0018] 在其中醛2可為酸醛(R是H)的實(shí)施方式中，酸-醛可通過用烷基醇在存在酸催化劑 的情況下處理酸-醛轉(zhuǎn)化成酯-醛(R是烷基）。這可通過用甲醇在存在甲苯磺酸催化劑的情 況下處理酸-醛而實(shí)現(xiàn)。
[0019] 通過許多方法的任何一種，醛2可被氨基化產(chǎn)生氨基羰基化合物3。在實(shí)施方式中， 通過用氨源在存在催化劑的情況下處理醛，醛可被氨基化。作為例子，這可通過用氫氧化銨 水溶液在存在鎳催化劑的情況下處理醛來進(jìn)行。在可選的實(shí)施方式中，可通過用羥胺處理 醛進(jìn)行氨基化，以產(chǎn)生肟，并且用氫和鎳催化劑處理肟，以產(chǎn)生氨基羰基化合物。在進(jìn)一步 的實(shí)施方式中，氨基化可通過用氰基硼氫化鈉、乙酸銨、氫氧化銨水溶液和烷基醇處理醛進(jìn) 行。烷基醇可為例如甲醇、乙醇、丙醇或丁醇或其任何組合。
[0020] 也如在圖1中表示，氨基羰基化合物3可經(jīng)數(shù)個(gè)不同途徑的至少一種進(jìn)行氫化-脫 氫加氧反應(yīng)。在第一選擇中，呋喃環(huán)Ml的開環(huán)可在聚合之前，以產(chǎn)生中間體4,通常具有
:表示的結(jié)構(gòu)?？蛇x地，可發(fā)生聚合，然后呋喃環(huán)Ml的開環(huán)，以產(chǎn) 生中間體5,通常具有
表示的結(jié)構(gòu)。最后，呋喃環(huán)Ml的開環(huán) 和聚合可同時(shí)進(jìn)行，直接從氨基羰基化合物3到尼龍7。
[0021] 在實(shí)施方式中，呋喃化合物可為5-羥甲基糠醛，其中Ml是
并且中間體可 - ， 然后是
可選地，呋喃化合 物可為5-輕甲基四氫咲喃-2-甲醛（carbaldehyde)，其中Ml是
和中間體可為
[0022] -類氫化加氫-脫氧反應(yīng)可包括用鹵化物源和氫氣在存在催化劑的情況下處理氨 基羰基化合物3。因?yàn)樵S多可用的金屬催化劑是有毒的，在處理步驟之后，可去除催化劑，并 且可通過添加適當(dāng)?shù)牡谝蝗軇┏恋砟猃?產(chǎn)物。第一溶劑的一些例子可包括水、甲醇、乙醇、 異丙醇、乙酸乙酯、丙酮和甲乙酮、二乙醚、甲苯、己烷或庚烷或其任何組合。這可為單鍋反 應(yīng)。鹵化物源可為至少一種鹵化氫，其例子可包括但不限于碘化氫、溴化氫或其組合。催化 劑的一些例子可包括但不限于鉑、鈀、銠、釕、鎳、鈷、鐵、鉬、銥、錸、或金或其任何組合。催化 劑可放置在載體上，并且可通過過濾從反應(yīng)產(chǎn)物去除放置催化劑的載體。
[0023] 在實(shí)施方式中，另外的溶劑也可用于氫化_加氫脫氧反應(yīng)。另外的溶劑可為其中可 溶解氨基羰基化合物、中間產(chǎn)物和尼龍7的溶劑。另外的溶劑的一些例子可包括但不限于甲 酸、乙酸、丙酸、丁酸、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺N-甲基吡咯烷酮、二甲亞砜、苯酚，二甲 苯酚、甲酚、氯苯酚、間苯二酚或六氟異丙醇或其任何組合。
[0024] 如圖2中表示，產(chǎn)生尼龍7的方法可包括使用羥甲基糠醛11作為開始材料。方法可 包括羥甲基糠醛11的同系化，以產(chǎn)生5-甲?；?2-呋喃乙酸12,使5-甲?；?2-呋喃乙酸氨 基化，以產(chǎn)生[5-(氨甲基)呋喃-2-基]乙酸13,和使[5-(氨甲基)呋喃-2-基]乙酸氫化-加氫 脫氧，以產(chǎn)生尼龍7。
[0025] 用于產(chǎn)生尼龍7的呋喃化合物11可獲得自生物質(zhì)。在實(shí)施方式中，可通過從生物質(zhì) 分離己糖(葡萄糖和/或果糖）、纖維素或其任何組合，和將己糖、纖維素或其組合轉(zhuǎn)化成呋 喃化合物，而由生物質(zhì)產(chǎn)生呋喃化合物11。
[0026] 在實(shí)施方式中，可由廢物流產(chǎn)物產(chǎn)生尼龍7。廢物流產(chǎn)物可包括生物質(zhì)和C〇2。生物 質(zhì)可轉(zhuǎn)化成羥甲基糠醛，并且羥甲基糠醛和C0 2可用作產(chǎn)生尼龍7的反應(yīng)物。C02也可獲得自 各種其他工藝的廢物流，比如，例如，煤或烴的燃燒，并且⑶ 2可還原成⑶。生物質(zhì)可為木質(zhì) 纖維素生物質(zhì)，并且生物質(zhì)可獲得自各種其他工藝的廢物流，比如，例如，來自木材和紙生 產(chǎn)的廢木肩和鋸肩、玉米秸和甘蔗渣。
[0027]實(shí)施例
[0028] 實(shí)施例1:尼龍7的生產(chǎn)
[0029]由5-羥甲基糠醛（HMF) 11產(chǎn)生尼龍7。用一氧化碳?xì)怏w（5bar)處理氯化鈀 (0 ? 2_〇1)、三苯基膦-3，3'，3〃-三磺酸三鈉鹽(TPPTS，1 ? 2mmol)、HMF(50mmol)、脫氧/去離 子水（130mL)中的硫酸（1.2mmo 1)的混合物，同時(shí)在約70°C，在高壓鍋(autoclave)中加熱約 20小時(shí)。所得混合物包含約3:1的酸-醛12和5-甲基糠醛的混合物。通過添加碳酸氫鈉水溶 液中和混合物并且用乙酸乙酯提取，以去除5-甲基糠醛。通過添加5%的氯化鈉飽和的鹽酸 溶液來調(diào)節(jié)水相pH至約2,并且用乙酸乙酯提取。用硫酸鎂干燥有機(jī)相并且在減壓下濃縮， 以產(chǎn)生酸-醛12。
[0030]在冰浴中冷卻酸-醛12的二乙醚溶液。緩慢添加重氮甲烷的二乙醚溶液，直到黃色 繼續(xù)存在。在攪拌約10分鐘之后，在減壓下去除醚以產(chǎn)生5-甲酰基呋喃-2-乙酸甲基酯。 [0031 ]在約50 °C加熱酸-醛12 (1當(dāng)量）、羥胺氫氯化物（1當(dāng)量）、10 %氫氧化鈉水溶液(2.1 當(dāng)量氫氧化鈉)和乙醇的混合物。在約1小時(shí)之后，用10%鹽酸（1.2當(dāng)量)處理混合物并且過 濾固體，以產(chǎn)生5-甲?；秽?2-乙酸肟。
[0032]可選地，將5-甲酰基呋喃-2-乙酸甲基酯（1當(dāng)量）、羥胺氫氯化物（1當(dāng)量）、乙酸鉀 (1當(dāng)量)和50 %水性乙醇的混合物在約50 °C下加熱約1小時(shí)。冷卻之后，過濾沉淀，用水沖洗 并且在減壓下干燥，以產(chǎn)生5-甲?；秽?2-乙酸甲基酯肟。
[0033]將肟轉(zhuǎn)化成氨基酸或氨基酯。例如，用氫氣（50bar)在高壓鍋中處理5-甲酰基呋 喃-2-乙酸肟、Raney鎳催化劑和作為溶劑的四氫呋喃的混合物約1小時(shí)。通過過濾去除催化 劑并且用四氫呋喃在氬下清洗。在減壓下濃縮組合的濾液，以產(chǎn)生氨基酸13。類似地，5-甲 ?；秽?2-乙酸甲基酯肟可產(chǎn)生甲基5-(氨甲基)呋喃-2-乙酸甲基酯。
[0034] 在約160°C，在高壓鍋中加熱氨基酸13(1當(dāng)量）、二氧化硅上5%的鈀(0.01當(dāng)量鈀） 和乙酸溶劑的混合物，同時(shí)用氫（50個(gè)大氣壓）處理約3小時(shí)。冷卻混合物，添加碘化氫（1當(dāng) 量），并且在約160°C加熱，同時(shí)用氫(50個(gè)大氣壓)繼續(xù)處理另外3個(gè)小時(shí)。冷卻之后，過濾混 合物，以去除催化劑。通過在減壓下蒸餾去除溶劑，以產(chǎn)生7-氨基庚酸。類似地，甲基5-(氨 甲基)呋喃-2-乙酸甲基酯可產(chǎn)生7-氨基庚酸甲酯。
[0035] 將7-氨基庚酸或7-氨基庚酸甲酯在約270°C加熱5小時(shí)，以提供尼龍7。
[0036] 實(shí)施例2:由廢物流產(chǎn)物產(chǎn)生尼龍7前體
[0037]可通過實(shí)施例1中所描述的工藝由源自廢物流生物質(zhì)的5-羥甲基糠醛，和源自廢 物流二氧化碳的一氧化碳產(chǎn)生尼龍7。木質(zhì)纖維素生物質(zhì)材料，比如玉米秸、甘蔗渣、木肩和 鋸肩獲得自廢物流。生物質(zhì)被處理，以從生物質(zhì)分離己糖，葡萄糖和果糖。將己糖脫水，以形 成5-羥甲基糠醛。從來自發(fā)電廠或其他廢氣流的廢氣回收二氧化碳。將二氧化碳還原以形 成一氧化碳。
[0038] 實(shí)施例3:尼龍7與尼龍6和尼龍6，6的比較
[0039]下表提供了尼龍7與尼龍6和尼龍6,6的物理特性的比較。
[0040] 表1:尼龍6、7和6，6的物理和紡織品特性的比較 性質(zhì)_裙龍6_尼龍7_尼龍6,6 韌性，cN/dtex 8.0-8.5 8.1-8.5 8.2-B.7 濕強(qiáng)度，％干燥 81 92 85 斷裂時(shí)的延伸率，％ 24 14-16 18 彈性模量，cN/dtex* 41 46-49 54 濕潤(rùn)模量，％干燥** 27 截： 31 r n 蒸發(fā)收縮，％ 12 8-10 10
[0041] 密度，g/em3 1.14 1.10 1.14 熔點(diǎn)，°C 214-220 225-233 255-260 水吸收，°/〇 在 65%R_H_ 4.3 2.8 4-4.5 it 100% R.I-I. 9-10 5 9 10 *在1%的延伸率 **在25°C水中。
[0042] 實(shí)施例表明尼龍7具有與尼龍6和尼龍6,6相當(dāng)或更好的性質(zhì)。另外，可由廢品在僅 僅數(shù)個(gè)工藝步驟中產(chǎn)生尼龍7,產(chǎn)率高達(dá)約100%，從而降低了生產(chǎn)尼龍7的成本，以及減少 了對(duì)源自石油化學(xué)品原料的需要。
[0043] 本公開并不限于所描述的特定的系統(tǒng)、設(shè)備和方法，因?yàn)樗鼈兛勺兓Ｕf明書中使 用的術(shù)語僅是為了描述特定版本或?qū)嵤┓绞降哪康?，并不意圖限制范圍。
[0044] 在上面詳細(xì)說明中，參考了形成其一部分的附圖。在附圖中，類似的符號(hào)通常表示 類似的組件，除非上下文另外指出。在詳細(xì)說明、附圖和權(quán)利要求中描述的示意性實(shí)施方式 并不意味著是限制性的。可使用其他實(shí)施方式，并且在不背離本文呈現(xiàn)的主題的精神和范 圍的情況下，可進(jìn)行其他改變。容易理解，本公開的方面，如本文大體上描述的和圖中闡釋 的，可以各種不同的構(gòu)造布置、替換、組合、分開和設(shè)計(jì)，所有這些明確考慮在本文中。
[0045] 本公開在預(yù)期作為各個(gè)方面的示例說明的本申請(qǐng)中所述的特定實(shí)施方案方面不 受限制。如對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的，在不背離其精神和范圍下，可以進(jìn)行許多更改和 改變。除了本文列舉的那些，由上述描述，在本公開范圍內(nèi)的功能等效的方法和裝置都對(duì)本 領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。這樣的更改和變化意欲落入附加權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。本公 開僅受附加權(quán)利要求書的各項(xiàng)以及相當(dāng)于這些權(quán)利要求所賦予權(quán)利的全部范圍一起的限 制。應(yīng)當(dāng)理解，該公開內(nèi)容不限于當(dāng)然可以變化的特定方法、試劑、化合物、組合物或生物系 統(tǒng)。還應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的術(shù)語僅出于描述特定實(shí)施方案的目的，而不意欲是限制的。
[0046]如在該文檔中使用，單數(shù)形式"一個(gè)(a)"、"一個(gè)(an)"和"所述"包括復(fù)數(shù)提及物， 除非上下文明確另外指出。除非另外定義，本文使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有如本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。本公開決不解釋為認(rèn)可本公開中描述的實(shí)施方式由 于之前的發(fā)明而不能早于這些公開。如在該文檔中使用，術(shù)語"包括"意思是"包括但不限 于"。
[0047]盡管就"包含(comprising)"各種組分或步驟(解釋為意思"包括但不限于"）方面 描述各種組合物、方法和設(shè)備，但是該組合物、方法和設(shè)備也可"基本上由各種組分和步驟 組成"或"由各種組分或步驟、組成"，并且此術(shù)語應(yīng)被理解為限定基本上是封閉的成員組。
[0048]關(guān)于本文中基本上任何復(fù)數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語的使用，當(dāng)適合于上下文和/或應(yīng)用 時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換為單數(shù)和/或?qū)螖?shù)轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)。為了清楚起見，本文 可清楚地給出多種單數(shù)/復(fù)數(shù)變換。
[0049]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，通常，本文中并且特別是在所附權(quán)利要求(例如，所附 權(quán)利要求的主體)中使用的術(shù)語通常意欲作為"開放性"術(shù)語(例如，術(shù)語"包括"應(yīng)當(dāng)解釋為 "包括但不限于"，術(shù)語"具有"應(yīng)當(dāng)解釋為"至少具有"，術(shù)語"包含"應(yīng)當(dāng)解釋為"包含但不限 于"等）。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，如果意欲引入特定數(shù)量的權(quán)利要求列舉項(xiàng)，則這 樣的意圖將在權(quán)利要求中明確地列舉，并且在不存在這種列舉項(xiàng)的情況下，不存在這樣的 意圖。例如，為了有助于理解，以下所附權(quán)利要求可以包含引導(dǎo)性的短語"至少一個(gè)"和"一 個(gè)或多個(gè)"的使用以引入權(quán)利要求列舉項(xiàng)。然而，即使當(dāng)同一個(gè)權(quán)利要求包含引導(dǎo)短語"一 個(gè)或多個(gè)"或"至少一個(gè)"和不定冠詞比如"一個(gè)"或"一種"時(shí)，這種短語的使用不應(yīng)當(dāng)解釋 為暗示由不定冠詞"一個(gè)"或"一種"引入的權(quán)利要求列舉項(xiàng)將包含這樣引入的權(quán)利要求列 舉項(xiàng)的任何特定權(quán)利要求限定為僅包含一個(gè)這種列舉項(xiàng)的實(shí)施方案（例如，"一個(gè)"和/或 "一種"應(yīng)當(dāng)解釋為指"至少一個(gè)"或"一種或多種"）；這同樣適用于以引入權(quán)利要求列舉項(xiàng) 的定冠詞的使用。另外，即使明確地?cái)⑹鎏囟〝?shù)量的所引入的權(quán)利要求列舉項(xiàng)，本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到將這種列舉項(xiàng)解釋為意指至少所敘述的數(shù)量(例如，沒有其他修飾的單純 列舉項(xiàng)"兩個(gè)列舉項(xiàng)"意指至少兩個(gè)列舉項(xiàng)，或者兩個(gè)以上列舉項(xiàng)）。此外，在其中使用類似 于"A、B和C等中的至少一個(gè)"的慣例的那些情況下，通常這種表述意味著本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解的慣例(例如，"具有A、B和C中的至少一個(gè)的體系"應(yīng)當(dāng)包括，但不限于具有單獨(dú)的A、 單獨(dú)的B、單獨(dú)的C、A和B-起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等的體系）。在其中使 用類似于"A、B和C等中的至少一個(gè)"的慣例的那些情況下，通常這種表述意味著本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解的慣例(例如，"具有A、B和C中的至少一個(gè)的體系"應(yīng)當(dāng)包括，但不限于具有單 獨(dú)的A、單獨(dú)的B、單獨(dú)的C、A和B-起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等的體系）。本 領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解實(shí)際上呈現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)可選擇術(shù)語的任何轉(zhuǎn)折性詞語和/或 短語，無論在說明書、權(quán)利要求書還是附圖中，都應(yīng)當(dāng)理解為包括術(shù)語的一個(gè)、術(shù)語的任何 一個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)術(shù)語的可能性。例如，短語"A或B"應(yīng)當(dāng)理解為包括"A"或"B"或"A和B"的可 能性。
[0050]此外，當(dāng)公開內(nèi)容的特征或方面以馬庫(kù)什組的方式描述時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn) 識(shí)到，該公開內(nèi)容由此也以任何單獨(dú)的成員或馬庫(kù)什組的成員的亞組的方式描述。
[0051 ]如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的，用于任何和所有目的，如在提供書寫描述的方面， 本文公開的所有范圍也包括任何和所有可能的子范圍及其子范圍的組合。任何所列范圍可 以容易地被認(rèn)為是充分描述并能夠使同一范圍可以容易地分解為至少兩等份、三等份、四 等份、五等份、十等份等。作為非限制性實(shí)例，本文所討論的每個(gè)范圍可以容易地分解為下 三分之一、中間三分之一和上三分之一等。如本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)理解的，所有語言比如 "高達(dá)"、"至少"等包括所敘述的數(shù)字并且是指可以隨后分解為如上所述的子范圍的范圍。 最后，如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的，范圍包括每個(gè)單獨(dú)的成員。因此，例如，具有1-3個(gè)單 元的組是指具有1、2或3個(gè)單元的組。類似地，具有1-5個(gè)單元的組指具有1、2、3、4或5個(gè)單元 的組，以此類推。
[0052]各種上面公開的和其他特征和功能，或其可選方式可組合成許多其他不同的系統(tǒng) 或應(yīng)用。各種目前其無法預(yù)料的或不可預(yù)料的可選形式、修飾、變型或改善可隨后被本領(lǐng)域 技術(shù)人員作出，其每個(gè)也旨在包括在公開的實(shí)施方式內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種產(chǎn)生尼龍7的方法，所述方法包括：的至少一種呋喃化合物 轉(zhuǎn)化成另的氨基羰基化合物，其中R包括-Η、烴基或取代的烴 基;和 將氨基羰基化合物轉(zhuǎn)化成尼龍7。2. 權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述氨基羰基化合物轉(zhuǎn)化成尼龍7包括氫化-加氫脫 氧反應(yīng)。3. 權(quán)利要求2所述的方法，其中所述氫化-加氫脫氧反應(yīng)包括在存在催化劑的情況下用 鹵化物源和氫氣處理氨基羰基化合物。4. 權(quán)利要求3所述的方法，其中所述氫化-加氫脫氧反應(yīng)包括單鍋反應(yīng)，其中： 具有丨勺Ml的氨基羰基化合物產(chǎn)生中間產(chǎn)和 具有：的Ml的氨基羰基化合物產(chǎn)生中間產(chǎn)?5. 權(quán)利要求4所述的方法，其中所述氫化-加氫脫氧反應(yīng)包括在其中可溶解所述氨基羰 基化合物、所述中間產(chǎn)物和尼龍7的溶劑存在的情況下處理所述氨基羰基化合物。6. 權(quán)利要求5所述的方法，其中所述溶劑選自水、乙酸、丙酸、丁酸、乙醇、異丙醇、叔丁 醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亞砜、乙酸乙酯、甲苯或其任何組 合。7. 權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括從所述溶劑沉淀尼龍7。8. 權(quán)利要求3所述的方法，其中所述鹵化物源是至少一種鹵化氫。9. 權(quán)利要求3所述的方法，其中所述鹵化物源是碘化氫、溴化氫或其組合。10. 權(quán)利要求3所述的方法，其中所述催化劑包括鉬、鈀、銠、舒、鎳、鈷、鐵、鉬、銥、錸、金 或其任何組合。11. 權(quán)利要求3所述的方法，其中所述催化劑放置在載體上。12. 權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括通過從生物質(zhì)分離己糖、纖維素或其組合，和將 己糖、纖維素或其組合轉(zhuǎn)化成呋喃化合物，由所述生物質(zhì)產(chǎn)生呋喃化合物。13. 權(quán)利要求1所述的方法，其中將至少一種呋喃化合物轉(zhuǎn)化成氨基羰基化合物包括： 將至少一種呋喃化合斗 的醛;和使醛氨基化，以產(chǎn)生所述氨基羰基化合物。14. 權(quán)利要求13所述的方法，其中將所述至少一種呋喃化合物轉(zhuǎn)化成醛包括與一氧化 碳的同系化反應(yīng)。15. 權(quán)利要求14所述的方法，其中所述同系化反應(yīng)包括使所述至少一種呋喃化合物與 一氧化碳在存在催化劑和水性溶劑的情況下反應(yīng)。16. 權(quán)利要求15所述的方法，其中所述催化劑包括鈀、銠、鈷、銥、鎳、釕、鉑、鐵或其組 合。17. 權(quán)利要求15所述的方法，其中所述催化劑包括Pd(TPPTS)3、Pd(TPPDS)3、Pd (TFPros) 3或其組合。18. 權(quán)利要求14所述的方法，其中所述同系化反應(yīng)包括： 混合一氧化碳?xì)怏w、脫氧和去離子水中的Pd(TPPTS)3、所述至少一種呋喃化合物和脫 氧/去離子水中的硫酸，以產(chǎn)生第一混合物;和 在足夠使所述至少一種呋喃化合物同系化的溫度和壓強(qiáng)將所述第一混合物加熱一段 時(shí)間，以產(chǎn)生第二混合物。19. 權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括從所述第二混合物提取酸-醛。20. 權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括通過在存在催化劑和酸的情況下用烷基醇處 理所述酸-醛，將所述酸-醛轉(zhuǎn)化成酯-醛。21. 權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括通過在存在甲苯磺酸催化劑的情況下用甲醇 處理所述酸-醛隨后用稀釋的鹽酸水溶液進(jìn)行處理，將所述酸-醛轉(zhuǎn)化成酯-醛。22. 權(quán)利要求13所述的方法，其中氨基化所述醛包括在存在催化劑的情況下用銨陽(yáng)離 子源處理所述醛。23. 權(quán)利要求13所述的方法，其中氨基化所述醛包括在存在鎳催化劑的情況下用氫氧 化銨水溶液處理所述醛。24. 權(quán)利要求13所述的方法，其中氨基化所述醛包括： 用羥胺處理所述醛，以產(chǎn)生肟;和 用氫和鎳催化劑處理所述肟，以產(chǎn)生所述氨基羰基化合物。25. 權(quán)利要求13所述的方法，其中氨基化所述醛包括用氰基硼氫化鈉、乙酸銨、氫氧化 銨水溶液和烷基醇處理醛。 Λ26. 權(quán)利要求1所述的方法，其中姐是*€ 并且所述方法包括： ， 同系化羥甲基糠醛，以產(chǎn)生5-甲?；?2-呋喃乙酸； 使所述5-甲?；?2-呋喃乙酸氨基化，以產(chǎn)生[5-(氨甲基)呋喃-2-基]乙酸;和 使所述[5-(氨甲基)呋喃-2-基]乙酸氫化-加氫脫氧，以產(chǎn)生尼龍7。27. -種由廢物流產(chǎn)物產(chǎn)生尼龍7的方法，所述廢物流產(chǎn)物包括⑶2和生物質(zhì)，所述方法 包括： 將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成羥甲基糠醛;和 使用所述羥甲基糠醛和CO2作為反應(yīng)物用于產(chǎn)生尼龍7。28. 權(quán)利要求27所述的方法，其中所述生物質(zhì)是木質(zhì)纖維素生物質(zhì)。29. 權(quán)利要求27所述的方法，進(jìn)一步包括： 從另一工藝的廢物流獲得所述生物質(zhì);和 從另一工藝的廢物流獲得所述CO2。30. 權(quán)利要求27所述的方法，其中將所述生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成羥甲基糠醛包括： 從所述生物質(zhì)分離己糖、纖維素或其組合;和 將所述己糖、纖維素或其組合轉(zhuǎn)化成羥甲基糠醛。31. 權(quán)利要求27所述的方法，進(jìn)一步包括還原至少一部分所述CO2以產(chǎn)生C0。32. 權(quán)利要求31所述的方法，進(jìn)一步包括： 用所述CO同系化羥甲基糠醛，以產(chǎn)生5-甲?；?2-呋喃乙酸； 使所述5-甲?；?2-呋喃乙酸氨基化，以產(chǎn)生[5-(氨甲基)呋喃-2-基]乙酸;和 使[5-(氨甲基)呋喃-2-基]乙酸氫化-加氫脫氧，以產(chǎn)生尼龍7。33. 權(quán)利要求32所述的方法，其中所述氫化-加氫脫氧反應(yīng)包括用鹵化物源和氫氣在存 在催化劑的情況下處理[5_(氨甲基)呋喃-2-基]乙酸。34. 權(quán)利要求33所述的方法，其中所述鹵化物源是至少一種鹵化氫。35. 權(quán)利要求33所述的方法，其中所述鹵化物源是碘化氫、溴化氫或其組合。36. 權(quán)利要求33所述的方法，其中所述催化劑包括鉑、鈀、銠、釕、鎳、鈷、鐵、鉬、銥、錸、 金或其任何組合。37. 權(quán)利要求33所述的方法，其中所述催化劑放置在載體上。38. 權(quán)利要求33所述的方法，其中所述氫化-加氫脫氧反應(yīng)包括單鍋反應(yīng)，所述單鍋反 應(yīng)產(chǎn)生中間產(chǎn)年39. 權(quán)利要求38所述的方法，其中所述氫化-加氫脫氧反應(yīng)包括在存在其中可溶解所述 [5_(氨甲基)呋喃-2-基]乙酸、所述中間產(chǎn)物和所述尼龍7的溶劑的情況下處理所述[5-(氨 甲基)呋喃-2-基]乙酸。40. 權(quán)利要求39所述的方法，其中溶劑選自水、乙酸、丙酸、丁酸、乙醇、異丙醇、叔丁醇、 二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺N-甲基吡咯烷酮、二甲亞砜、乙酸乙酯、甲苯或其任何組合。41. 權(quán)利要求39所述的方法，進(jìn)一步包括從所述溶劑沉淀所述尼龍7。42. 權(quán)利要求32所述的方法，其中所述同系化反應(yīng)包括使所述羥甲基糠醛與CO在存在 催化劑和水性溶劑的情況下反應(yīng)。43. 權(quán)利要求42所述的方法，其中所述催化劑包括鈀、銠、鈷、銥、鎳、釕、鉑、鐵或其組 合。44. 權(quán)利要求42所述的方法，其中所述催化劑包括Pd(TPPTS)3、Pd(TPPDS)3、Pd (TFPI 3DS)3或其組合。45. 權(quán)利要求32所述的方法，其中所述同系化反應(yīng)包括： 混合CO氣體、脫氧和去離子水中的Pd(TPPTS)3、羥甲基糠醛和脫氧/去離子水中的硫酸， 以產(chǎn)生第一混合物;和 在足夠同系化羥甲基糠醛的溫度和壓強(qiáng)將所述第一混合物加熱一段時(shí)間，以產(chǎn)生第二 混合物。46. 權(quán)利要求45所述的方法，進(jìn)一步包括從所述第二混合物提取所述5-甲?；?2-呋喃 乙酸。47. 權(quán)利要求31所述的方法，其中使5-甲?；?2-呋喃乙酸氨基化包括用銨陽(yáng)離子源在 存在催化劑的情況下處理5-甲酰基-2-呋喃乙酸。48. 權(quán)利要求31所述的方法，其中使5-甲酰基-2-呋喃乙酸氨基化包括用氫氧化銨水溶 液在存在鎳催化劑的情況下處理5-甲?；?2-呋喃乙酸。49. 權(quán)利要求31所述的方法，其中使5-甲?；?2-呋喃乙酸氨基化包括用氰基硼氫化 鈉、乙酸銨、氫氧化銨水溶液和乙醇處理所述酸醛。50. 權(quán)利要求31所述的方法，其中使所述5-甲?；?2-呋喃乙酸氨基化包括： 用羥胺處理所述酸醛，以產(chǎn)生肟;和 在存在鎳催化劑的情況下用氫處理所述肟，以產(chǎn)生氨基酸。
【文檔編號(hào)】C08L77/02GK106029781SQ201480076447
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2014年3月10日
【發(fā)明人】J·P·克萊茵
【申請(qǐng)人】英派爾科技開發(fā)有限公司