3-羥基四氫呋喃的制造方法、1,3-丁二醇的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種以1，4-脫水赤蘚醇為原料來制造3-羥基四氫呋喃的方法。另外， 本發(fā)明涉及一種以3-羥基四氫呋喃為原料來制造1，3-丙二醇的方法。本申請(qǐng)主張2012 年11月13日在日本所申請(qǐng)的日本特愿2012-249653號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，為了制造化學(xué)制品，以石油等化學(xué)燃料資源為主而大量地被消費(fèi)。即，在現(xiàn) 在的社會(huì)中，現(xiàn)狀是碳單方面地從地下釋放到大氣中。因此，產(chǎn)生地球溫暖化或化石燃料資 源的枯竭等問題，針對(duì)這樣的問題，近年來，有效利用所謂的生物質(zhì)（例如來自纖維素、葡 萄糖、植物油等植物的資源），即借助植物的光合成進(jìn)行碳的再生使用及循環(huán)來進(jìn)行可持續(xù) 的社會(huì)構(gòu)筑。
[0003] 為了實(shí)現(xiàn)如上所述的可持續(xù)的社會(huì)，建立由生物質(zhì)產(chǎn)生有用的化學(xué)制品的技術(shù)的 是重要的。目前，作為已經(jīng)被實(shí)用化的該技術(shù)，例如已知有以葡萄糖為原料通過微生物發(fā)酵 制造乙醇的技術(shù)。這樣得到的乙醇被稱為所謂的生物乙醇，并作為汽車等燃料被廣泛地利 用。另外，最近，由通過現(xiàn)有石油分解而得到的C2餾分而制造的化學(xué)制品開始被由生物質(zhì) 制造的化學(xué)制品所代替，例如，也可以由通過使生物乙醇脫水而得到的乙烯來制造聚乙烯， 或進(jìn)一步通過由生物乙醇制造的乙烯來制造丙烯。
[0004] 作為其它實(shí)例，例如，由棕櫚油等植物油來制造生物柴油燃料的技術(shù)也被實(shí)用化。 并且，也正在進(jìn)行下述研宄（例如參照非專利文獻(xiàn)1):將在制造上述生物柴油燃料時(shí)副生 的甘油用作制造由3個(gè)碳原子構(gòu)成的化合物（C3化合物；例如丙烯、1，2-丙二醇、1，3-丙二 醇等）的基礎(chǔ)化學(xué)原料。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 非專利文獻(xiàn)
[0007] 非專利文獻(xiàn) I: Yoshinao Nakagawa，et al. "Direct hydrogenolysis of glycerol into 1，3-propanediol over rhenium-modified iridium catalyst"，Journal of Catalysis，2010, 272, p. 191-194.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明所要解決的問題
[0009] 另一方面，也正在進(jìn)行由生物質(zhì)制造由4個(gè)碳原子構(gòu)成的化合物（C4化合物）的 技術(shù)的研宄，但還沒有達(dá)到實(shí)用化。在上述C4化合物中，特別是1，3-丁二醇作為化妝品、 洗劑、洗發(fā)劑等的保濕劑等被配合，另外，也期待作為醫(yī)藥品、食品添加物、各種溶劑等的原 料進(jìn)行使用。因此，強(qiáng)烈要求以生物質(zhì)為原材料而生成1，3-丁二醇的技術(shù)的開發(fā)。
[0010] 本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)：作為1，3_ 丁二醇的原料，著眼于同樣碳原子數(shù)為4的化合物 3-羥基四氫呋喃，具有能夠通過使該3-羥基四氫呋喃與氫進(jìn)行反應(yīng)來制造1，3- 丁二醇的 可能性。但是，現(xiàn)狀是以生物質(zhì)為原材料的3-羥基四氫呋喃的制造技術(shù)尚未得知。
[0011] 因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種以能夠由生物質(zhì)衍生的化合物為原料，制造可 作為1，3- 丁二醇的原料使用的3-羥基四氫呋喃的方法。
[0012] 另外，本發(fā)明的其它目的在于，提供一種以3-羥基四氫呋喃為原料制造1，3-丁二 醇的方法。
[0013] 用于解決問題的技術(shù)方案
[0014] 本發(fā)明人等為了解決上述課題進(jìn)行了潛心研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過將可以由生物質(zhì) 赤蘚醇容易地衍生而成的1，4-脫水赤蘚醇作為原料，使其與氫反應(yīng)，可以以高的選擇率生 成3-羥基四氫呋喃。另外，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)：通過以3-羥基四氫呋喃為原料并使其與氫反 應(yīng)，可以以高的選擇率生成1，3-丁二醇。本發(fā)明是基于上述見解而完成的發(fā)明。
[0015] 即，本發(fā)明提供一種3-羥基四氫呋喃的制造方法，其包括：
[0016] 通過1，4-脫水赤蘚醇與氫的反應(yīng)來生成3-羥基四氫呋喃的工序。
[0017] 并且，提供上述的3-羥基四氫呋喃的制造方法，其使所述工序中的1，4-脫水赤蘚 醇和氫的反應(yīng)在催化劑的存在下進(jìn)行，所述催化劑含有載體和擔(dān)載于該載體的選自第6族 元素的氧化物及第7族元素的氧化物中的至少一種氧化物。
[0018] 并且，提供上述的3-羥基四氫呋喃的制造方法，其中，所述載體是活性炭或無機(jī) 氧化物。
[0019] 并且，提供上述的3-羥基四氫呋喃的制造方法，其中，所述催化劑還含有擔(dān)載于 所述載體的第6族元素及第7族元素以外的金屬。
[0020] 并且，提供上述的3-羥基四氫呋喃的制造方法，其中，所述金屬為選自鈀、鉑、鐵、 鈷、鎳及銅中的至少一種金屬。
[0021] 并且，提供上述的3-羥基四氫呋喃的制造方法，其中，所述無機(jī)氧化物為選自二 氧化鈦、氧化鋯、氧化鎂、二氧化硅及氧化鋁中的至少一種無機(jī)氧化物。
[0022] 另外，本發(fā)明提供一種氫化反應(yīng)用催化劑，在通過1，4-脫水赤蘚醇與氫的反應(yīng)而 生成3-羥基四氫呋喃的反應(yīng)中使用的1，4-脫水赤蘚醇的氫化反應(yīng)用催化劑，其含有載體 和擔(dān)載于該載體的選自第6族元素的氧化物及第7族元素的氧化物中的至少一種氧化物。
[0023] 并且，提供上述的氫化反應(yīng)用催化劑，其中，所述載體是活性炭或無機(jī)氧化物。
[0024] 并且，提供上述的氫化反應(yīng)用催化劑，其含有擔(dān)載于所述載體的、第6族元素及第 7族元素以外的金屬。
[0025] 并且，提供上述的氫化反應(yīng)用催化劑，其中，所述金屬為選自鈀、鉑、鐵、鈷、鎳及銅 中的至少一種金屬。
[0026] 并且，提供上述的氫化反應(yīng)用催化劑，其中，所述無機(jī)氧化物為選自二氧化鈦、氧 化鋯、氧化鎂、二氧化硅及氧化鋁中的至少一種無機(jī)氧化物。
[0027] 另外，本發(fā)明提供一種1，3- 丁二醇的制造方法，其包括：
[0028] 通過3-羥基四氫呋喃與氫的反應(yīng)來生成1，3- 丁二醇的工序。
[0029] 并且，提供上述的1，3-丁二醇的制造方法，其使所述工序中的3-羥基四氫呋喃與 氫的反應(yīng)在催化劑的存在下進(jìn)行，所述催化劑含有載體和擔(dān)載于該載體的選自銥、錸、釕、 鉬及鎢中的至少一種金屬。
[0030] 并且，提供上述的1，3- 丁二醇的制造方法，其中，所述載體是無機(jī)氧化物。
[0031] 并且，提供上述的1，3-丁二醇的制造方法，其中，所述無機(jī)氧化物是選自二氧化 硅、氧化鎂、二氧化鈦及氧化鋁中的至少一種無機(jī)氧化物。
[0032] 并且，提供上述的1，3-丁二醇的制造方法，其中，所述3-羥基四氫呋喃是通過 1，4-脫水赤蘚醇和氫的反應(yīng)而制造的3-羥基四氫呋喃。
[0033] 進(jìn)而，提供上述的1，3-丁二醇的制造方法，其含有在所述工序之前通過1，4-脫水 赤蘚醇和氫的反應(yīng)生成3-羥基四氫呋喃的工序。
[0034] 另外，本發(fā)明提供一種氫化反應(yīng)用催化劑，其是通過3-羥基四氫呋喃與氫的反應(yīng) 而生成1，3-丁二醇的反應(yīng)中使用的3-羥基四氫呋喃的氫化反應(yīng)用催化劑，其含有載體和 擔(dān)載于該載體的選自銥、錸、釕、鉬及鎢中的至少一種金屬。
[0035] 并且，提供上述的氫化反應(yīng)用催化劑，其中，所述載體是無機(jī)氧化物。
[0036] 并且，提供上述的氫化反應(yīng)用催化劑，其中，所述無機(jī)氧化物是選自二氧化硅、氧 化鎂、二氧化鈦及氧化鋁中的至少一種無機(jī)氧化物。
[0037] SP，本發(fā)明涉及以下發(fā)明。
[0038] (1) 一種3-羥基四氫呋喃的制造方法，其包括：
[0039] 通過1，4-脫水赤蘚醇與氫的反應(yīng)來生成3-羥基四氫呋喃的工序。
[0040] (2)如⑴所述的3-羥基四氫呋喃的制造方法，其中，其使所述工序中的1，4-脫 水赤蘚醇和氫的反應(yīng)在催化劑的存在下進(jìn)行，所述催化劑含有載體和擔(dān)載于該載體的選自 第6族元素的氧化物及第7族元素的氧化物中的至少一種氧化物。
[0041] (3)如⑵所述的3-羥基四氫呋喃的制造方法，其中，上述氧化物是鎢的氧化物。
[0042] (4)如⑵或⑶所述的3-羥基四氫呋喃的制造方法，其中，所述載體是活性炭或 無機(jī)氧化物。
[0043] (5)如⑵~⑷中任