TW201617307A - 含有二羧酸的混合物之製備及分離 - Google Patents
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Abstract
本發明提供用於自含有二羧酸或其鹽及一或多種其他組分之混合物中分離該二羧酸或其鹽之方法。亦提供適合用於此等分離方法之分離介質。特定而言，描述用於製備醛醣二酸，諸如自葡萄糖製備葡糖二酸之方法，其包括自反應產物中分離該醛醣二酸。另外，描述各種葡糖二酸產物。
Description
本發明大體上係關於用於自含有二羧酸或其鹽及一或多種其他組分之混合物中分離二羧酸或其鹽之方法。本發明亦關於適合用於此等分離方法之分離介質。另外，本發明大體上係關於用於製備醛醣二酸，諸如自葡萄糖製備葡糖二酸之方法，其包括自反應產物中分離醛醣二酸。另外，本發明係關於各種葡糖二酸產物。
用於製備二羧酸之製程已知產生含有各種正常路徑(on-path)及反常路徑(off-path)羧酸之粗混合物。來自其他製程之各種廢液亦可含有二羧酸。因此，為獲得足夠純之產物或回收含有二羧酸之廢液中之有用級分，有必要將此等混合物與物流分離。已揭示用於分離及純化羧酸之方法(參見例如美國專利第6,284,904號、美國專利申請公開案第2013/0345473號；J.Chromatogr.A.850,1999，第187頁；J.Chromatogr.57,1971，第353頁；J.Chromatogr.253,1982，第87頁)。此項技術中所揭示之
方法中之若干描述使用特定溶離劑情況下之陰離子交換管柱層析法，該等特定溶離劑為諸如有機酸(例如乙酸或甲酸)、鹼(例如碳酸氫鈉或四硼酸鈉)及強酸(例如硫酸或鹽酸)。
雖然工業層析分離法為一種用於分離單羧酸及二羧酸之方法，但使用強酸、有機酸、鹼或可能為產生有效分離及溶離所必需之非水溶離組分並非理想的。此等額外組分增加試劑成本，且若在使用後不可能回收，則可能需要處置。另外，此等額外組分可能需要額外的用於在使用後移除及回收之設備，此增加加工成本。因此，仍對溶離劑不將外來組分引入製程物流之工業上有利之分離方法存在需要。另外，在反應溶劑為水之用於製備二羧酸之製程中，仍對可使用水作為主要溶離劑來促進二羧酸與存在於粗反應混合物中之其他組分之分離及溶離的工業上有利之分離方法存在需要。
此外，在用於製備二羧酸之製程中，諸如如美國專利第8,669,397號中所描述在葡萄糖氧化為葡糖二酸時以及如美國專利第8,785,683號中所描述在戊醣氧化為戊二酸(例如木糖氧化為木糖二酸)時(該等專利以引用的方式併入本文中)，仍對用於促成改良之方法產率及經濟學之針對所需二羧酸之有效及成本有效分離技術存在需要。
簡言之，本發明包括用於製備包含二羧酸或其鹽之萃取物的方法，其包括：使分離區中之分離介質與包含二羧酸或其鹽及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分二羧酸或其鹽與第二組分分離，且形成包含至少一部分第二組分之殘液；自分離區移除殘液；及用包含水之溶離劑自分離介質溶離二羧酸或其鹽，以形成包含二羧酸或其鹽之萃取物，其中在與分離介質接觸之前，溶離劑之外來酸濃度小於約1重量%，小於約0.5重量%，小於約0.2重量%，小於約0.1重量%，小於0.05重量%或小於約0.01重量%。
用於製備包含二羧酸或其鹽之萃取物的其他方法包括：使分離區中之分離介質與包含二羧酸或其鹽及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分二羧酸或其鹽與第二組分分離，且形成包含至少一部分第二組分之殘液；自分離區移除殘液；及用溶離劑自分離介質溶離二羧酸或其鹽，以形成包含二羧酸或其鹽之萃取物，其中溶離劑為(i)補充水及/或(ii)包含水及視情況存在之饋料混合物成分的製程水。
舉例而言，用於製備包含二羧酸或其鹽之萃取物的各種方法包括：使分離區中之分離介質與包含二羧酸或其鹽及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分二羧酸或其鹽及第二組分保留於分離介質上；用溶離劑自分離介質溶離至少一部分第二組分，以形成包含第二組分之殘液；及自分離區移除殘液；用溶離劑自分離介質溶離
至少一部分二羧酸或其鹽，以形成包含二羧酸或其鹽之萃取物，將萃取物自分離區移出；其中萃取物中二羧酸或其鹽與第二組分之重量比大於饋料混合物及/或殘液中二羧酸或其鹽與第二組分之重量比。在各種方法中，溶離劑包含水，且在與分離介質接觸之前，溶離劑之外來酸濃度小於約1重量%，小於約0.5重量%，小於約0.2重量%，小於約0.1重量%，小於約0.05重量%或小於約0.01重量%。在此等及其他方法中，溶離劑為(i)補充水及/或(ii)包含水及視情況存在之饋料混合物成分的製程水。
再另外，用於製備本發明之包含二羧酸或其鹽之萃取物的其他方法包括：使分離區中之分離介質與包含二羧酸或其鹽及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分二羧酸或其鹽與第二組分分離，且形成包含至少一部分第二組分之殘液；自分離區移除殘液；及用包含水之溶離劑自分離介質溶離二羧酸或其鹽，以形成包含二羧酸或其鹽之萃取物，其中分離介質包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
舉例而言，用於製備包含二羧酸或其鹽之萃取物的方法包括：使分離區中之分離介質與包含二羧酸或其鹽及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分二羧酸或其鹽及第二組分保留於分離介質上；用包含水之溶離劑自分離介質溶離至少一部分第二組分，以形成包含第二組分之殘液；及自分離區移除殘液；用包含水之溶離劑自分離介質溶離至少一部分二羧酸或其鹽，以形成包含二羧
酸或其鹽之萃取物，將萃取物自分離區移出；其中萃取物中二羧酸或其鹽與第二組分之重量比大於饋料混合物及/或殘液中二羧酸或其鹽與第二組分之重量比，且其中分離介質包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
本發明亦包括用於製備醛醣二酸，諸如自葡萄糖製備葡糖二酸之方法。該等方法包括：在氧化反應區中在氧化催化劑存在下用氧氣氧化醛醣，以形成包含醛醣二酸及醛醣二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在氧化催化劑存在下移除氧化產物；及根據本文所描述之分離方法中之任一者製備包含醛醣二酸之萃取物，其中饋料混合物包含獲自氧化產物之作為二羧酸之醛醣二酸及作為第二組分的醛醣二酸之正常路徑中間物。
本發明亦包括用於製備葡糖二酸之各種方法。該等方法中之一些包括：在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使葡萄糖與氧氣反應，以形成包含葡糖二酸及葡糖二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在反應終點在氧化催化劑存在下移除氧化產物，其中在反應終點葡糖二酸及其內酯之莫耳產率不超過約30%、約40%、約45%、約50%或約60%，且在反應終點，作為(a)葡糖二酸、葡糖酸、古羅糖醛酸及葡糖醛酸之莫耳產率與(b)未轉化葡萄糖之百分比的總和的正常路徑百分比為至少約60%、至少約70%、至少約75%或至少約80%、至少約85%或至少約90%；將在氧化產物中獲得之葡糖二酸產物與葡糖二酸之正常路徑中間物分離；及將正常路徑中間物再循環到氧化
反應區。
本發明之其他方法包括例如用於製備己二酸之方法，其包括在加氫脫氧反應區中在含鹵素化合物及催化劑存在下，使至少一部分在本文所描述之氧化製程中之任一者中獲得之葡糖二酸及其內酯與氫氣反應，以形成己二酸。
本發明進一步關於各種分離介質，包括包含呈二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂的分離介質。
本發明亦關於各種葡糖二酸產物。一種葡糖二酸產物包含：約20重量%至約65重量%葡糖二酸、約25重量%至約70重量%葡糖酸、小於約10重量%之一或多種酮基葡糖酸、小於約5重量%之一或多種C2-C5二酸及小於約5重量%葡萄糖，其中各重量百分比係以葡糖二酸產物之溶解固體含量計。另一葡糖二酸產物包括濃縮葡糖二酸產物，其包含約85重量%至約99重量%葡糖二酸、小於約5重量%葡糖酸、小於約2.5重量%之一或多種酮基葡糖酸、小於約10重量%或一或多種C2-C5二酸及小於約1重量%葡萄糖，其中各重量百分比係以濃縮葡糖二酸產物之溶解固體含量計。
其他目標及特徵在下文中將部分顯而易見並部分指出。
圖1展示包括根據本發明之分離方法的氧化
方法之方法流程圖之實例。其他變化形式為可能的。
圖2展示實例2中之濃縮饋料之離子層析譜圖。
圖3展示實例2中之濃縮萃取物流之離子層析譜圖。
圖4呈現在過載條件下操作之分離樹脂的代表性濃度型態。
本發明之各個態樣係關於用於自含有二羧酸及一或多種其他組分之混合物中分離二羧酸之方法。本發明之其他態樣係關於適合用於此等分離方法中之分離介質。另外，本發明之態樣係關於用於製備醛醣二酸，諸如自葡萄糖製備葡糖二酸之方法，其包括自反應產物中分離醛醣二酸。另外，本發明之各個態樣係關於自醛醣製備醛醣二酸之方法，其中該等方法具有提高之總方法產率。另外，本發明之態樣係關於各種葡糖二酸產物。
如本文所用，術語「醛醣二酸」、「醛醣酸」及其諸如「葡糖二酸」或「葡糖酸」或「木糖二酸」或「木糖酸」之物質各自統指該酸及該物質之可存在之任何相應內酯。舉例而言，在水存在下，葡糖二酸已知與葡糖二酸-1,4-內酯、葡糖二酸-6,3-內酯及葡糖二酸-1,4：6,3-雙內酯平衡。因此，除非另外指出，提及「葡糖二酸」亦包括此等葡糖二酸內酯物質在內。另外，雖然以下描述係
指含有各種單羧酸及二羧酸之饋料混合物，但本發明之分離方法包括至少一部分此等酸呈鹽形式(諸如鈉、鉀、鈣及鎂鹽，例如葡糖二酸鈉)且萃取物包含二羧酸或其鹽之彼等。
本發明之一個態樣係有關一種用於自含有二羧酸及一或多種其他組分之混合物中分離二羧酸之層析分離方法，其中溶離劑包含水。使用水作為溶離劑之層析分離方法為有利的，因為作為溶離劑之外來酸或鹼(例如硫酸、鹽酸、乙酸、甲酸、碳酸氫鈉、四硼酸鈉等)之引入得以減少或避免。使用水作為溶離劑之層析分離方法在水為主要溶劑之方法中尤其有益，因為可不需要額外的用於分離二羧酸與溶離劑之設備。
本發明之另一態樣係有關一種用於自含有二羧酸及一或多種其他組分之饋料混合物中分離二羧酸之層析分離方法，其中分離介質對於將二羧酸與饋料中之其他組分分離而言具高度選擇性。高效分離介質及使用此介質之方法有利地提供含有較大部分之來自饋料之所需二羧酸的萃取物及含有較大部分之可再循環之來自饋料之組分的殘液。
本發明之另一態樣係有關一種用於以提高之總方法產率自醛醣製備醛醣二酸的氧化方法。令人驚訝地，已發現當氧化反應控制在某些終點限制內且氧化產物之二羧酸組分與未反應醛醣及正常路徑中間物有效分離且藉此促進正常路徑中間物再循環至氧化反應步驟時可獲得
高總醛醣二酸方法產率。
在本發明之另一態樣中，本發明之分離方法亦可包括與本文所描述層析分離方法組合之選擇性膜分離(例如奈米過濾膜)。選擇性膜分離可在層析分離之上游及/或下游進行。舉例而言，選擇性膜分離技術(諸如奈米過濾(NF)膜分離)可用於在將混合物(例如獲自用於自醛醣製備醛醣二酸之氧化製程的產物混合物)饋送至層析分離之前減少混合物中所含雜質之量。
另外，本發明之另一態樣係有關包括本發明之分離方法或分離介質之各種整合工藝。
此外，本發明之另一態樣係有關各種分離介質，包括包含呈二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂(例如呈葡糖二酸鹽形式之弱鹼陰離子交換樹脂)的分離介質。
另外，本發明之另一態樣係有關根據本文所描述之各種方法製備之各種葡糖二酸產物。
本發明之分離方法包括使用分離介質來製備包含二羧酸之萃取物的層析分離方法。典型地，該等方法包括使分離區中之分離介質與包含二羧酸及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分二羧酸及第二組分保留於分離介質上。第二組分可包含一種成分或不同成分之混合物。在分離介質與饋料混合物接觸之後，該方法包括用溶
離劑自分離介質溶離至少一部分第二組分以形成包含第二組分之殘液。在此步驟中，至少一部分二羧酸與第二組分分離，且形成包含至少一部分第二組分之殘液。該方法進一步包括自分離區移除殘液及用溶離劑自分離介質溶離至少一部分二羧酸以形成包含二羧酸之萃取物。此等方法中之溶離劑包含水。分離方法中之步驟可以任何順序進行及/或同時進行。舉例而言，饋料混合物可在將殘液自分離區移除的同時與分離介質接觸，且可在將殘液及然後萃取物自分離區移除的同時添加溶離劑。
本發明之分離方法亦可包括視情況存在之沖洗步驟，其包括例如用諸如溶離劑或其他洗液之液體沖洗分離介質以移除剩餘饋料成分。在沖洗之後，沖洗液體可自分離區排出。
視情況，可進行閉合回路再循環步驟。在再循環期間，流動相與分離介質再接觸。典型地，在萃取物再循環期間饋料混合物及溶離劑不引入分離區且殘液不移除。
令人驚訝地，在本發明之各種分離方法中，已發現水為有效自分離介質溶離二羧酸之溶離劑。因此，在根據本發明之分離方法中，溶離劑可包含水。在各個實施例中，包含水之溶離劑含有少許以至不含外來酸。在此等及其他實施例中，包含水之溶離劑含有少許以至不含外來鹼。「外來酸」係指添加至溶離劑中之酸。類似地，「外來鹼」係指添加至溶離劑中之鹼。外來酸亦可包括不
存在於分離饋料混合物中之酸。外來酸可包括無機酸，諸如硫酸及鹽酸。外來酸亦可包括有機酸，諸如乙酸、甲酸及草酸。草酸可存在於一些方法之饋料混合物中。因此，在一些方法中，外來酸包括硫酸、鹽酸、乙酸及甲酸。鹼包括例如氫氧化鈉及氫氧化鉀。
因此，用於製備根據本發明之包含二羧酸之萃取物的一種方法包括使分離區中之分離介質與包含二羧酸及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分二羧酸與第二組分分離，且形成包含至少一部分第二組分之殘液；自分離區移除殘液；及使用包含水之溶離劑自分離介質溶離二羧酸，以形成包含二羧酸之萃取物，其中在與分離介質接觸之前，溶離劑之外來酸濃度小於約1重量%，小於約0.9重量%，小於約0.8重量%，小於約0.7重量%，小於約0.6重量%，小於0.5重量%，小於約0.4重量%，小於約0.3重量%，小於約0.2重量%，小於約0.1重量%，小於約0.05重量%或小於約0.01重量%。在各個實施例中，溶離劑不含任何外來酸(例如不含任何可量測量之外來酸)。另外，在一些實施例中，溶離劑基本上由水組成或為水。在此等各種方法中，當分離介質與饋料混合物接觸時，至少一部分二羧酸及第二組分保留於分離介質上。另外，藉由用溶離劑自分離介質溶離至少一部分第二組分來形成包含第二組分之殘液。作為此等分離方法之結果，萃取物中二羧酸與第二組分之重量比大於饋料混合物及/或殘液中二羧酸與第二組分之重量比。
在本發明之各種分離方法中，溶離劑為補充水及/或製程水。補充水可為例如去離子水或蒸餾水。製程水典型地獲自產生水之製程階段。舉例而言，整合本發明之分離方法的方法可包括一或多個濃縮諸如萃取物、殘液或饋料混合物之各種物流的階段。在此等階段中，水可例如藉由閃蒸或蒸發自此等製程物流中移除以形成製程水。自此等物流移除之製程水可含有微小量之非外來饋料混合物組分，諸如單羧酸及二羧酸。
溶離劑(例如具有少許以至不具有外來酸含量之水、補充水及/或製程水)之特徵亦可在於其pH值。因此，包含水之溶離劑的pH值可在約5與約7.5之間、約5.5與約7.5之間、約6與約7.5之間、約6.5與約7.5之間、約5與約7之間、約5.5與約7之間、約6與約7之間、約6.5與約7之間或約中性。
一般而言，溶離劑到達分離區之流速為至少約1、至少約10、至少約50、至少約100、至少約500或至少約1,000kg/h或至少10,000kg/h。
饋料混合物可視情況使用標準程序脫氣(或脫氧)以防止或限制對分離介質之氧化損害且藉此延長分離介質之操作壽命。標準程序可包括使諸如氮氣之惰性氣體鼓泡穿過饋料溶液，且亦可包括使饋料溶液經受真空或低壓方案以促進脫氣。
多種分離介質可用於本發明之分離方法中(例如矽石、官能化矽石、氧化鋁、碳、官能化及非官能化聚
苯乙烯、聚丙烯醯胺、交聯聚苯乙烯、聚丙烯酸酯及其他樹脂)。舉例而言，已發現包含鹼性層析介質之分離介質尤其適合用於本發明之分離方法中。鹼性層析介質可包含鹼性層析樹脂。更特定而言，鹼性層析樹脂可包含陰離子交換層析樹脂。
在各個實施例中，鹼性層析介質包含弱鹼性陰離子交換層析樹脂。可進一步指定弱鹼性陰離子交換層析樹脂之弱鹼及強鹼官能基百分比。陰離子交換層析樹脂之弱鹼官能基係典型地因用二級胺活化樹脂從而產生一級、二級或三級胺官能基而產生。另一方面，陰離子交換層析樹脂之強鹼官能基係典型地因用三級胺活化樹脂從而產生季胺官能基而產生。鹼性陰離子交換層析樹脂可因包括弱鹼與強鹼官能基之混合物而為雙官能的。以引用的方式併入本文中之美國專利第4,952,608號；第4,988,738號；第5,464,875號；及第6,699,913號描述用於製備鹼性陰離子交換層析樹脂之各種方法。因此，在各個實施例中，鹼性層析介質包含約60%至約100%、約60%至約90%、約70%至約90%、約70%至約85%、約70%至約80%或約75%至約80%弱鹼官能基。在及其他實施例中，鹼性層析介質包含約0%至約40%、約10%至約25%、約0%至約10%、約5%至約40%、約5%至約25%、約5%至約10%、約10%至約40%、約10%至約35%、約15%至約35%、約15%至約30%、約20%至約30%或約20%至約25%強鹼官能基。
申請人已發現包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂的分離介質尤其適合於本發明之各種分離方法。因此，包含本發明之二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂的分離介質可用於包括本文所描述之分離方法中之任一者的各種分離方法中。用於製備根據本發明之包含二羧酸之萃取物的另一種方法包括使分離區中之分離介質與包含二羧酸及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分二羧酸與第二組分分離，且形成包含至少一部分第二組分之殘液；自分離區移除殘液；及用包含水之溶離劑自分離介質溶離二羧酸，以形成包含二羧酸之萃取物，其中分離介質包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。如所指出，當分離介質與饋料混合物接觸時，至少一部分二羧酸及第二組分保留於分離介質上。另外，藉由用溶離劑自分離介質溶離至少一部分第二組分來形成包含第二組分之殘液。作為此等分離方法之結果，萃取物中二羧酸與第二組分之重量比大於饋料混合物及/或殘液中二羧酸與第二組分之重量比。
在不受理論約束之情況下，申請人鹹信包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂的分離介質主要不像習知離子交換樹脂那般發揮作用，在習知離子交換樹脂中樹脂上之離子與饋料溶液中之一或多種組分交換，藉此使組分可逆地結合於交換樹脂。實際上，本發明之分離介質鹹信主要藉由化學親和力結合或吸引二羧酸。雖然並非必需，作為此功能之結果，當使用本發明之分離介質時水可
更有效地用作溶離劑。
根據本發明且用於本文所描述之各種分離方法中之分離介質可包含C2-C6二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。在各個實施例中，二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂包含醛醣二酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。在其他實施例中，二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂選自由以下組成之群：草酸鹽、丙醇二酸鹽、丙二酸鹽、酒石酸鹽、丁二酸鹽、木糖二酸鹽、阿拉伯糖二酸鹽、核糖二酸鹽、戊二酸鹽、葡糖二酸鹽、己二酸鹽及其混合物。一種較佳形式之陰離子交換層析樹脂包括葡糖二酸鹽形式。另一較佳形式之陰離子交換層析樹脂包括木糖二酸鹽形式。另一較佳形式之陰離子交換層析樹脂包括草酸鹽形式。
二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂可藉由用二羧酸溶液調節陰離子交換層析樹脂(亦即使二羧酸溶液流經含有樹脂之管柱)來製備。舉例而言，為製備葡糖二酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂，可藉由使葡糖二酸之溶液流經樹脂來調節陰離子交換層析樹脂。
用於調節陰離子交換層析樹脂之二羧酸可包含與存在於進入分離製程之饋料混合物中之酸相同的二羧酸。舉例而言，在本發明之各種分離方法中，饋料混合物包含可包括葡糖二酸之二羧酸，且分離介質可包含葡糖二酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
另外，用於調節陰離子交換層析介質之二羧
酸可包含存在於進入分離製程之饋料混合物中且亦為饋料混合物中之最高濃度二羧酸的二羧酸。舉例而言，在本發明之各種分離方法中，饋料混合物包含葡糖二酸且若葡糖二酸為饋料中之最高濃度二羧酸，則分離介質可包含葡糖二酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
另外，用於調節陰離子交換層析樹脂之二羧酸可包含存在於進入分離製程之饋料混合物中且亦為饋料混合物中具有最低pKa之二羧酸的二羧酸。舉例而言，在本發明之各種分離方法中，饋料混合物包含諸如草酸及葡糖二酸之二羧酸的混合物，且由於草酸具有比葡糖二酸低之pKa，則分離介質可包含草酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
在各個實施例中，可使用饋料混合物來調節陰離子交換層析樹脂。使用包含選擇為調節酸之二羧酸的饋料混合物有利地避免了與使用純化二羧酸來源作為調節劑相關之成本。
陰離子交換層析樹脂之調節較佳以將高百分比(例如90-100%)之官能性位點調節成二羧酸鹽形式之方式進行。舉例而言，在一些情況下，可調節調節溶液之pH值(例如調節至較高pH值)以增強調整製程使得樹脂中高百分比之官能性位點轉化成二羧酸鹽形式。可對樹脂調節劑流出物使用電導率及pH值量測來監測調節完成之點。
如本文所描述之分離介質可包含樹脂(例如丙
烯腈、丙烯酸或甲基丙烯酸之交聯聚合物或共聚物)。在各個實施例中，樹脂包含苯乙烯-二乙烯基苯(DVB)共聚物。在其他實施例中，樹脂包含丙烯酸酯-二乙烯基苯(DVB)共聚物、丙烯酸甲酯-二乙烯基苯(DVB)共聚物、聚丙烯腈聚合物、聚丙烯酸酯聚合物或聚甲基丙烯酸酯聚合物。舉例而言，根據本發明之一種較佳分離介質包含呈二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂，其中樹脂包含苯乙烯-二乙烯基苯(DVB)共聚物。
樹脂可為凝膠型或大孔樹脂。凝膠型樹脂為膠凝聚合物，其在因可溶混液體而膨脹時產生鏈間孔隙率且具有含有顯著部分之微孔(亦即具有小於20Å之直徑的孔隙)的孔徑分佈。在凝膠型樹脂之聚合製程中，交聯劑在整個基質中近乎均勻分佈。孔隙非常小且其尺寸典型地只有幾埃(Å)，但尺寸相對恆定。因此，凝膠型樹脂基體具有擬晶體結構。大孔樹脂為在乾燥與溶劑合狀態中均具有不可摺疊永久孔隙結構之多孔聚合材料，且具有含有顯著部分之大孔(亦即具有大於500Å之直徑的孔隙)的孔徑分佈。大孔樹脂可使用致孔劑或相擴展劑製備以在三維基質中產生人工孔隙率。一旦聚合反應完成，將致孔劑自基質中移除，從而在聚合物結構中留下空隙。在各個實施例中，分離介質包含大孔樹脂。
本發明之分離方法涉及自包含二羧酸及第二組分之饋料混合物分餾(亦即分離)二羧酸。典型地，饋料混合物包含溶解於水中之二羧酸及第二組分。因此，饋料
混合物之溶解固體含量通常為至少約20重量%、至少約30重量%、至少約40重量%或至少約50重量%或至少約60重量%。饋料混合物之溶解固體含量可為約20重量%至約70重量%、約20重量%至約60重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約60重量%、約30重量%至約50重量%或約40重量%至約60重量%。饋料混合物中之二羧酸濃度可佔溶解固體含量之至少約20重量%、至少約30重量%、至少約40重量%或至少約50重量%。在各個實施例中，饋料混合物中之二羧酸濃度為溶解固體含量之約20重量%至約70重量%、約20重量%至約60重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約60重量%、約40重量%至約70重量%或約40重量%至約60重量%。另外，饋料混合物中之第二組分濃度為溶解固體含量之約10重量%至約80重量%、約20重量%至約80重量%、約30重量%至約80重量%、約20重量%至約50重量%、約30重量%至約50重量%、約30重量%至約40重量%、約35重量%至約50重量%或約35重量%至約45重量%。
一般而言，本發明之分離方法形成包含至少一部分二羧酸之萃取物。在此等方法中，萃取物可包含饋料混合物中至少約50重量%、至少約60重量%、至少約70重量%、至少約80重量%或至少約90重量%之二羧酸含量。在各個實施例中，萃取物包含饋料混合物中約55重量%至約100重量%、約55重量%至99重量%、約55
重量%至約95重量%、約55重量%至約90重量%、約55重量%至約85重量%、約55重量%至約80重量%、約60重量%至約90重量%、約60重量%至約85重量%、約60重量%至約80重量%、約70重量%至約90重量%、約70重量%至約85重量%或約70重量%至約80重量%之二羧酸含量。
一般而言，該等分離方法亦形成包含至少一部分第二組分之殘液。殘液可包含饋料混合物中至少約60重量%、至少約70重量%、至少約80重量%、至少約90重量%或至少約95重量%之第二組分含量。在各個實施例中，殘液包含饋料混合物中約60重量%至約100重量%、約60重量%至約95重量%、約60重量%至約90重量%、約70重量%至約100重量%、約70重量%至約95重量%、約70重量%至約90重量%、約80重量%至約100重量%、約80重量%至約95重量%或約80重量%至約90重量%之第二組分含量。
根據本發明之分離方法適用於自饋料混合物中分離二羧酸(亦即至少一種二羧酸或兩種或更多種二羧酸之混合物)及/或其相應鹽。二羧酸可包含C2至C6二羧酸。另外，二羧酸可包含醛醣二酸，諸如C3至C6醛醣二酸。在各個實施例中，二羧酸包含一或多種選自由以下組成之群的酸：草酸、丙醇二酸、丙二酸、酒石酸、丁二酸、木糖二酸、阿拉伯糖二酸、核糖二酸、戊二酸、葡糖二酸、己二酸及其混合物。
在各個實施例中，二羧酸包含C6二羧酸。一種較佳C6二羧酸包含葡糖二酸。在其他實施例中，二羧酸包含C5二羧酸。較佳C5二羧酸包括C5醛醣二酸。在各個實施例中，C5醛醣二酸酸包含至少一種選自由以下組成之群的酸：木糖二酸、核糖二酸、阿拉伯糖二酸及其混合物。
饋料混合物之第二組分通常包括一或多種不為二羧酸之成分。舉例而言，第二組分可包含單羧酸(亦即至少一種單羧酸或兩種或更多種單羧酸之混合物)。單羧酸可包含C1至C6單羧酸。另外，第二組分可包含醛醣酸，諸如C3至C6醛醣酸。在各個實施例中，第二組分包含選自由以下組成之群的單羧酸：C2單羧酸、C3單羧酸、C4單羧酸、C5單羧酸、C6單羧酸及其混合物。
在各個實施例中，第二組分包含選自由以下組成之群的C6單羧酸：葡糖酸、古羅糖醛酸、葡糖醛酸及其混合物。在其他實施例中，第二組分包含混合物，該混合物包含葡糖酸、古羅糖醛酸、葡糖醛酸、一或多種酮基葡糖酸。在其他實施例中，第二組分包含至少一種C5醛醣酸。在各個實施例中，C5醛醣酸包含至少一種選自由以下組成之群的酸：木糖酸、核糖酸、阿拉伯糖酸及其混合物。
第二組分亦可包含糖(單獨或與一或多種單羧酸組合)。典型地，糖選自由以下組成之群：戊醣、己醣及其混合物。在各個實施例中，第二組分包含葡萄糖。在
其他實施例中，第二組分包含戊醣。在各個實施例中，戊醣包含至少一種選自由以下組成之群的糖：木糖、核糖、阿拉伯糖及其混合物。
因此，第二組分可包含以上所提及之單羧酸及糖之混合物。
另外，雖然本文中之描述提及各種單羧酸及二羧酸，應注意，本發明之方法亦適用於與在至少一部分此類酸呈鹽形式(諸如鈉(例如葡糖二酸鈉)、鉀、鈣、鎂或其他鹽)之情況下的此等酸之分離結合使用。
另外，饋料混合物、萃取物及/或殘液可基本上不含硝酸及其鹽。舉例而言，饋料混合物、萃取物及/或殘液可含有小於約0.1重量%或小於約0.01重量%之硝酸及其鹽。饋料混合物、萃取物及/或殘液可不含硝酸及其鹽。
本發明之分離方法可為分批、半分批或連續的。有利地，本發明之分離方法可為連續分離方法。因此，此等分離方法可整合至現有連續方法中而不會顯著影響生產率。在本文所揭示之分離方法中之任一者中，使分離介質與饋料混合物接觸；自分離介質溶離第二組分；自分離區移除殘液；及自分離介質溶離二羧酸可連續進行。
在本發明之各種分離方法中，分離區可為模擬移動床(SMB)層析階段。另外，分離區可包含多個層析床。SMB階段可包含依序SMB(SSMB)。此外，SMB層析階段包含連續SMB。
SMB通常視為具有許多重要工業應用之連續分離方法。與分批層析相比，SMB方法往往具有較高產率，較高產物純度及較低溶劑消耗。參見Encyclopedia of Industrial Biotechnology：Bioprocesses,Bioseparation and Cell Technology：Wiley and Sons,2009中之第1章。SMB已用於回收及純化若干大規模化學產品，包括對二甲苯、乙基苯、對甲酚及對異丙甲苯。在高果糖玉米糖漿之製備中單獨使用水作為溶離劑分離葡萄糖及果糖時以超大規模使用SMB。參見例如Chem.Eng.Sci.1989,44，第1011頁。SMB亦已用於分離羧酸。參見例如Biotechnol.Prog.2004,20，第179頁及J.Chromatogr.A.2009,1216，第8793頁。
在SMB方法中，使用偶接有在塔間進行切換之協調閥的在閉合回路中之多個塔使靜止相(分離介質)之模擬移動能夠沿移動相移動之對流方向進行。所要分離之含有兩種或更多種組分之饋料混合物係饋送至塔配置之中間。對固相具有較高親和力之組分沿靜止相模擬移動之方向行進，而對靜止相具有較低親和力之組分沿液相流動之方向行進。此使組分中作為萃取物及殘液流之富集級分能夠分離及排出。
SMB可為連續或依序的或包含連續方法及依序方法之組合。若在某些條件下操作，則由總體方法角度來看，依序SMB可視為「連續方法」。在連續SMB方法中，饋料、溶離劑、殘液及萃取物流典型地連續流動。在
依序SMB方法中，該等物流中之一些未必為連續流動。依序SMB方法通常包括三個基本階段：饋料階段、溶離階段及循環階段。在饋料階段期間，將饋料溶液且亦可能存在之在溶離階段期間之溶離劑引入含有一或多種填充床之預定塔，且同時排出產物級分。在溶離階段期間，將溶離劑引入預定填充床，且在此等階段期間，排出兩種、三種或甚至四種產物級分。在循環階段期間，將塔連接成回路，藉此不供應饋料溶液或溶離劑至部分填充床且無產物級分排出。然而，循環本身在三個階段期間進行。
連續SMB方法已描述於例如美國專利第2,985,589(Universal Oil Prod.Co(UOP))號中。在此方法中，將所要分餾之混合物引入一個部分填充床且將溶離劑引入另一部分填充床，且實質上同時排出兩種產物級分。美國專利第5,198,120號(Japan Organo Co.,Ltd.)描述饋料點固定之連續SMB方法。一次循環依序引入饋料一次且在引入饋料的同時將第一萃取物級分及殘液自系統中取出。此專利之實例使用由八個彼此串聯連接之填充塔組成的SMB。
依序SMB(SSMB)方法描述於例如美國專利第4,332,623號(Mitsubishi Chemical Industries,Ltd.)、第4,379,751號(Sanmatsu Kogyo Co.,Ltd.)及第4,970,002號(Mitsubishi Kasei Technoengineers Ltd.)中。用於自甜菜糖蜜中回收甜菜鹼及蔗糖之依序SMB方法描述於美國專利第5,127,957號(Heikkilä,H.等人)中。SSMB為原始SMB
層析方法之增強形式，其在20世紀80年代早期由Yoritomi等人(美國專利4,379,751)提出。此等SSMB方法為當今用於將饋料流分離成兩種產物流(「萃取物」及「殘液」流)之最有效層析方法，且用於廣泛範圍之應用及行業(食品、化學、抗生素及醫藥)中。雖然習知SMB每個塔僅具有一個步驟(對於六塔設計而言為六個步驟)，SSMB方法每個塔至少具有兩個或三個步驟，此藉由增加注射及回收準確性而允許更佳分離。
為增加分離能力、產率及級分純度及級分乾燥物質濃度，已研發包括兩個或更多個回路或兩種或更多種分離型態之SMB模式。在美國專利第6,093,326號(Danisco Finland Oy)及第5,637,225號(Xyrofin Oy)中，描述了包括多個回路之SMB方法。美國專利6,224,776(Cultor Corp.)揭示一種用於在SMB方法中將溶液分餾成兩種或更多種級分之方法，其中在同一回路中分離系統至少包含兩種分離型態。另外，WO 2001/054790 A1(亦為US 7,390,408)(Amalgamated Res.Inc.)描述了一種在分形設計之流體分佈板之間含有淺材料床(淺床SMB及分形流體分佈)之流化床加工系統的塔設備。
商業規模SMB之重要效能度量為1)以每天每公升靜止相(樹脂)所加工饋料之公克數為單位表示之分離產率，及2)溶離劑(或水)與饋料比率，其定義為為獲得所需分離通過SMB單元加工一體積饋料材料所必需之溶離劑(或水)的體積之比率。以每公升靜止相材料(樹脂)每天
所加工饋料之公克數計之分離產率與以下因素直接相關：a)所需分離所需要之樹脂的量；及b)商業規模上所需要之SMB系統之尺寸及數目。因此，產率與大規模SMB單元之成本具有反比關係，且高生產率為較低成本分離所需的。水(或溶離劑)與饋料比率亦影響分離之成本及產物純化，因為較高水/溶離劑與饋料比率將增加在分離期間產物之稀釋且需要較大費用以蒸發用於分離(或其他進一步加工)產物之水。因此，需要以低水/溶離劑與饋料比率進行分離。
本發明係有關組合本文所描述之特徵中之任一者的各種分離方法。舉例而言，包括特徵之組合的用於製備包含二羧酸之萃取物的各種方法可包括：- 使分離區中之分離介質與包含二羧酸及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分二羧酸與第二組分分離，且形成包含至少一部分第二組分之殘液；- 自分離區移除殘液；及- 用包含水之溶離劑自分離介質溶離二羧酸，以形成包含二羧酸之萃取物，在與分離介質接觸之前，溶離劑之外來酸濃度可為小於約1重量%、小於約0.5重量%、小於約0.2重量%、小於約0.1重量%、小於約0.05重量%或小於約0.01重量%，且/或溶離劑為(i)補充水及/或(ii)包含水及視情況存在之饋料混合物成分的製程水。另外，分離介質可包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
更特定而言，包括特徵之組合的用於製備包
含二羧酸之萃取物的各種方法可包括：- 使分離區中之分離介質與包含二羧酸及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分二羧酸及第二組分保留於分離介質上；- 用溶離劑自分離介質溶離至少一部分第二組分，以形成包含第二組分之殘液；- 自分離區移除殘液；及- 用溶離劑自分離介質溶離二羧酸，以形成包含二羧酸之萃取物，其中萃取物中二羧酸與第二組分之重量比大於饋料混合物及/或殘液中二羧酸與第二組分之重量比。溶離劑包含水且在分離介質之前，溶離劑之外來酸濃度可為小於約1重量%、小於約0.5重量%、小於約0.2重量%、小於約0.1重量%、小於約0.05重量%或小於約0.01重量%，且/或溶離劑為(i)補充水及/或(ii)包含水及視情況存在之饋料混合物成分的製程水。另外，分離介質可包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
上文所描述之特徵或修改中之任一者均可併入此方法。舉例而言，使分離介質與饋料混合物接觸；自分離區移除殘液；及自分離介質溶離二羧酸(例如葡糖二酸)可連續進行。另外，分離區可為SMB層析階段。分離區可包含多個層析床。另外，SMB階段可包含依序SMB及/或連續SMB層析。
本發明之分離方法本亦可包括其他分離技術。舉例而言，其可有益於在分離步驟之前自饋料混合物
中移除某些雜質組分。可優先結合於分離介質之某些雜質組分可削弱分離效率且潛在地縮減分離介質之壽命。可優先結合之組分可包括寡聚物或聚合物或其他雜質，諸如發色體。此類雜質組分可以低濃度存在於饋料混合物中。此類雜質之移除可藉由使饋料混合物穿過含有諸如聚苯乙烯樹脂、離子交換樹脂及/或活性炭之吸收材料的塔來實現。舉例而言，示例性離子交換樹脂包括陰離子交換樹脂。
本發明之分離方法亦可包括與本文所描述之層析分離方法組合之選擇性膜分離(例如奈米過濾膜)。選擇性膜分離可在層析分離之上游及/或下游進行。舉例而言，諸如奈米過濾(NF)膜分離之選擇性膜分離技術可用於在饋送至層析分離之前減少混合物中所含雜質之量。在各個實施例中，當存在諸如C6二羧酸(例如葡糖二酸)之較高分子量二羧酸時，具有適合之分子量截止值(MWCO)之NF膜可用於分離諸如C2-C5二羧酸(包括草酸、丙醇二酸、酒石酸及/或三羥基戊二酸)中之一或多者的較低分子量二羧酸。適合之NF膜之特定實例包括例如且不限於可購自GE Water & Process Technologies,Inc.(DURACID KH型、DL型、HL型、DK型)、Dow Water and Process Solutions(FilmTec系列)、Koch Membrane Systems(SELRO系列)、Evonik Membrane Extraction Technologies(DURAMEM系列)及Borsig Membrane Technology GmbH(GMT-oNF系列)之具有150-300之MWCO的螺旋捲繞NF
膜。NF膜分離產生包含C2-C5二羧酸中之一或多者的穿過物及包含較高濃度之較高分子量酸(諸如葡糖二酸、葡糖酸、古羅糖醛酸、葡糖醛酸及酮基葡糖酸)的滯留物。
此外，獲自本文所描述之層析分離方法的包含二羧酸之萃取物亦可含有氧化製程中所產生之C2-C5二酸。因此，在本發明之各個實施例中包括使用NF分離膜來進一步純化萃取物，其係藉由在諸如C2-C5二羧酸之較低分子量二羧酸中分離包括二羧酸之較高分子量酸(例如葡糖二酸)來進行。在此等實施例中，NF膜分離產生包含C2-C5二羧酸中之一或多者的穿過物及包含包括二羧酸之較高濃度(及較高純度)之較高分子量酸的滯留物。另外，由於水可穿過進入穿過物，膜分離亦將濃縮在滯留物中所含之該等酸。NF膜分離技術可用於純化並濃縮來自本文所描述之層析分離方法之萃取物溶液。
一般而言，NF分離區可包含一或多個NF膜或模組且可配置成單通道或多通道系統。膜模組可具有各種幾何形狀且包括平(板)、管狀、毛細管或螺旋捲繞膜元件，且膜可具有單層或多層結構。分離膜及膜模組之其他組件(例如支撐結構)較佳係構造成足以承受因所要純化之產物而呈現之條件。舉例而言，分離膜典型地由呈一或多種薄膜複合物形式之諸如交聯芳族聚醯胺之有機聚合物構造。
諸如NF膜分離之膜分離方法為由操作壓力與膜之饋料(或滯留物)側的溶液滲透壓之間的差異驅動之壓
力驅動分離方法。膜分離單元內之操作壓力將視所使用之膜類型而不同，因為滲透壓取決於溶質通過膜傳遞之程度。膜分離單元中之操作壓力係藉由使饋料流(例如自反應區或層析分離系統移除之以組合形式進入之反應成分)穿過膜單元上游之一或多個泵(例如組合加速泵及高壓泵佈置)而適當地達成。一般而言，假設饋料溶液相同，超濾操作與NF操作相比展現較低滲透壓。通過膜傳輸之驅動力(亦即穿過通量)隨操作壓力增加而增加。然而，增加之操作壓力之益處必須針對增加之能量(亦即泵送)需求及對膜壽命之有害作用(亦即壓實作用)加以權衡。
典型地，超濾操作中所使用之操作壓力小於約800kPa絕對壓力且較佳為約200至約500kPa絕對壓力。典型地，NF操作中所使用之操作壓力小於約1200kPa絕對壓力且較佳為約600至約900kPa絕對壓力。高溫傾向於縮減選擇性膜之使用壽命。因此，引入NF膜分離單元之水性組合之溫度通常為約20℃至約100℃及約30℃至約60℃或約30℃至約50℃。必要時，饋送至膜分離區域之混合物可在例如藉由與其他製程物流或與冷卻水(例如作為驟冷步驟之一部分)進行間接熱交換而引入之前加以冷卻。
為維持或提高膜分離效率及穿過通量，將膜定期清洗以自膜表面移除污染物。適合之清洗包括就地清洗(CIP)操作，其中在加以安裝之同時將膜之表面暴露於清洗溶液。
本發明之其他態樣係有關用於藉由選擇性氧化醛醣來製備醛醣二酸之各種方法。醛醣包括例如戊醣及己醣(亦即C-5及C-6單醣)。戊醣包括核糖、阿拉伯糖、木糖及來蘇糖，且己醣包括葡萄糖、阿洛糖(allose)、阿卓糖(altrose)、甘露糖、古洛糖(gulose)、艾杜糖(idose)、半乳糖及塔羅糖(talose)。一般而言，用於將醛醣選擇性氧化為醛醣二酸之方法包括在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使醛醣與氧氣反應，以形成包含醛醣二酸之氧化產物。用於將葡萄糖選擇性氧化為葡糖二酸及將戊醣選擇性氧化為戊二酸(例如木糖選擇性氧化為木糖二酸)之方法分別描述於美國專利第8,669,397號及美國專利第8,785,683號中。
醛醣之選擇性氧化典型地不僅產生醛醣二酸，而且產生醛醣二酸之各種正常路徑中間物。正常路徑中間物包括例如各種醛醣酸、糖醛酸及/或未反應醛醣，其在進一步氧化後產生醛醣二酸。回收且再循環此等正常路徑中間物增加總醛醣二酸方法產率且改良方法經濟學。因此，根據本發明之氧化方法包括在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使醛醣與氧氣反應，以形成包含醛醣二酸及醛醣二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在氧化催化劑存在下移除氧化產物；及根據本文所描述之本發明之分離方法中之任一者製備包含醛醣二酸之萃取物，其中饋料混合
物包含作為二羧酸之醛醣二酸及作為氧化產物之第二組分的醛醣二酸之正常路徑中間物。
舉例而言，根據本發明之一種氧化方法包括在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使醛醣與氧氣反應，以形成包含醛醣二酸及醛醣二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在氧化催化劑存在下移除氧化產物；使分離區中之分離介質與包含醛醣二酸及正常路徑中間物之饋料混合物接觸，其中至少一部分醛醣二酸與正常路徑中間物分離，且形成包含至少一部分正常路徑中間物之殘液；自分離區移除殘液；及用包含水之溶離劑自分離介質溶離醛醣二酸，以形成包含醛醣二酸之萃取物。當分離介質與饋料混合物接觸時，至少一部分醛醣二酸及正常路徑中間物保留於分離介質上。另外，藉由用溶離劑自分離介質溶離至少一部分正常路徑中間物來形成包含正常路徑中間物之殘液。因此，萃取物中醛醣二酸與正常路徑中間物之重量比大於饋料混合物及/或殘液中醛醣二酸與正常路徑中間物之重量比。
圖1呈現根據本發明之氧化方法的方法流程圖。將包含諸如葡萄糖之醛醣的氧化反應器饋料1引入氧化反應區2。氧化產物3離開氧化反應區2且可作為產物加以收集、再循環及/或饋送至視情況存在之濃縮區4，其中可將水5移除以濃縮氧化產物。在各個實施例中，氧化反應器區可與再循環回路16一起操作以增強溫度控制及物質傳遞。在此方案中，再循環流及氧化產物3流自區域
2至視情況存在之區域4均為連續操作。自再循環回路之產物收集使能夠進行本文進一步描述之有用葡糖二酸產物之收集。視情況存在之濃縮區4可包括例如一或多個蒸發器及/或閃蒸分離器。然後，可將氧化產物3或其濃縮物6(分離區饋料混合物)饋送至分離區7(層析分離區)。在此區域中，二羧酸(亦即醛醣二酸，諸如葡糖二酸)與分離區饋料混合物之第二組分(例如包含醛醣酸，諸如葡糖酸)分離。使分離區中之分離介質與饋料混合物接觸。饋料混合物之組分保留於分離介質上。然後，將溶離劑引入分離區。將包含至少一部分第二組分之殘液9溶離，且自分離區移除，且視情況直接或與饋料1中之醛醣組合再循環至氧化反應器。亦將溶離劑引入分離區，以製備包含至少一部分二羧酸之萃取物10。按需要可視情況將殘液9中之一部分加以吹掃(14)，以避免反常路徑中間物之累積。可添加新鮮補充水15至再循環之殘液9中。或者，可將殘液引入濃縮區(圖中未示)，以在再循環至氧化反應器之前移除水。
將萃取物10自分離區7移除且可引入視情況存在之濃縮區11以進一步濃縮萃取物。萃取物10或濃縮萃取物13可作為產物自製程中移除或運送至用於進一步轉化之下游製程。自視情況存在之濃縮區4及11(及視情況存自殘液流9)移除之製程水5、製程水12或其部分可再循環以用作溶離劑8。圖1中所示之方法方案之多種變化均為可能的。
本文關於分離方法所描述之任何特徵可單獨或如本文所描述結合自所產生之氧化產物中分離二羧酸以組合形式加以使用。舉例而言，在與分離介質接觸之前，溶離劑之外來酸濃度可小於約1重量%、小於約0.5重量%、小於約0.2重量%、小於約0.1重量%、小於約0.05重量%或小於約0.01重量%。另外，溶離劑可為(i)補充水及/或(ii)包含水及視情況存在之饋料混合物成分的製程水。另外，分離介質可包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
如上文所提及，在各個實施例中，醛醣為葡萄糖。葡萄糖可藉由在氧化催化劑存在下使葡萄糖與氧氣(例如空氣、富氧空氣、單獨氧氣或氧氣加上對反應實質上為惰性之其他成分)根據以下反應進行反應而轉化成葡糖二酸：
氧化可在不存在所添加之鹼(例如KOH)的情況下或在反應介質之初始pH值及/或在反應中之任何點反應介質之pH值不大於約7、不大於7.0、不大於約6.5或不大於約6之情況下進行。反應混合物之初始pH值為在氧化催化劑存在下反應混合物在與氧氣接觸之前的pH值。事實上，可維持催化選擇性以獲得超過約30%、約40%、約
50%、約60%之葡糖二酸產率，且在一些情況下，獲得超過65%或更高之產率。不存在所添加之鹼有利地促進葡糖二酸之分離及隔離，藉此提供更適合於工業應用之方法，且藉由消除反應成分而改良總方法經濟學。如本文所用之「不存在所添加之鹼」意謂鹼(若存在，例如作為原料之成分)係以對反應功效基本上無影響之濃度存在；亦即氧化反應在基本上不含所添加之鹼的情況下進行。
氧化反應可在增加之氧分壓及/或較高氧化反應混合物溫度下進行，當反應係在不存在所添加之鹼的情況下或在低於約7之pH值下進行時此傾向於增加葡糖二酸之產率。典型地，氧分壓為至少約15每平方英吋絕對磅數(psia)(104kPa)、至少約25psia(172kPa)、至少約40psia(276kPa)或至少約60psia(414kPa)。氧分壓可高至約1,000psia(6895kPa)，更典型地在約15psia(104kPa)至約500psia(3447kPa)、約40psia(276kPa)至約250psia(1724kPa)、約75psia(517kPa)至約500psia(3447kPa)、約100psia(689kPa)至約500psia(3447kPa)、約150psia(1034kPa)至約500psia(3447kPa)範圍內。一般而言，氧化反應混合物之溫度為至少約40℃、至少約60℃、至少約70℃、至少約80℃、至少約90℃、至少約100℃、至少約110℃、至少約120℃或更高。氧化反應混合物之溫度可為約40℃至約200℃、約60℃至約200℃、約70℃至約200℃、約80℃至約200℃、約80℃至約180℃、約80℃至約150℃、約90℃至約180℃或
約90℃至約150℃。
葡萄糖氧化為葡糖二酸亦可在不存在作為活性反應成分之氮的情況下進行。一些方法使用諸如硝酸之氮化合物作為氧化劑。使用呈氮為活性反應成分之形式的氮(諸如硝酸鹽或硝酸)使得需要NOx消除技術及酸再生技術，此兩者均使由此等已知方法製備葡糖二酸增加顯著成本，並且提供腐蝕性環境，此可有害地影響用於進行該方法之設備。相比之下，舉例而言，在空氣或富氧空氣用於本發明之氧化反應中作為氧氣來源之事件中，氮基本上為非活性或惰性成分。使用空氣或富氧空氣之氧化反應為在基本上不含呈氮將為活性反應成分之形式的氮之情況下進行的反應。因此，在各個實施例中，氧化反應混合物(亦即葡糖二酸產物及由其獲得之製程物流，包括進入如本文所描述之層析分離方法的饋料混合物、所得萃取物及/或殘液可不含或基本上不含硝酸及其鹽。舉例而言，此等製程物流可含有小於約0.1重量%或小於約0.01重量%之硝酸及其鹽。
一般而言，氧化催化劑包含至少一種d區金屬作為催化活性組分。更典型地，氧化包含至少一種選自由以下組成之群的金屬：鉑、鈀及其組合。較佳地，氧化催化劑至少包含鉑作為催化活性組分。氧化催化劑可包含第二金屬。一種較佳第二金屬包括金。氧化催化劑描述於美國專利申請公開案2011/0306790中，該公開案以引用的方式併入本文中。此公開案描述包含鉑及金之各種氧化
催化劑，其適用於選擇性氧化包含一級醇基及至少一個二級醇基(例如葡萄糖)之組合物。因此，一種較佳氧化催化劑至少包含鉑及金作為催化活性組分。
氧化催化劑較佳為非均質催化劑。非均質催化劑之催化劑載體包括如PCT/US2015/028358中所描述之氧化鋯、氧化鈦或炭(尤其多孔炭黑載體)。載體可為成型載體，諸如擠出物、球形、珠粒、圓柱體、顆粒、多葉形、環形、星形、輪狀等。較佳成型載體包括擠出圓柱體或擠出多葉形，諸如三葉狀物。因此，一種氧化催化劑包含於多孔炭黑載體上鉑及金。鉑及金可視情況位於成型多孔炭黑載體之外表面處或其附近的外殼層中。舉例而言，一種氧化催化劑含有位於外殼中之鉑及金，其中外殼厚度為約10μm至400μm。
葡萄糖氧化為葡糖二酸可以各種已知工業反應器格式進行，諸如基於分批漿料、連續漿液之攪拌罐或環式反應器、固定床、沸騰床、鼓泡塔等。較佳反應器為連續流固定床反應器。氧化反應區可包含一或多個反應器。
葡萄糖氧化為葡糖二酸如下文所示根據多步反應途徑進行。反應可按任一順序通過C-1及C-6碳原子之選擇性氧化來進行。對於選擇性反應，C-6一級醇必須優先於C-2至C-5二級醇基而氧化。
因此，如以上方案中所示，存在於葡萄糖之選擇性氧化中之主要正常路徑中間物為單羧酸：葡糖酸、古羅糖醛酸及葡糖醛酸。
在葡萄糖直接催化氧化為葡糖二酸之許多方法中，莫耳葡糖二酸產率限制於約65%及低於65%。產率限制之原因中之一者與以下事實有關：在反應條件下葡糖二酸可進一步氧化，且因此在反應混合物中葡糖二酸之濃度增加時，發生葡糖二酸之氧化，其典型地產生較短鏈、較低碳數二羧酸(例如具有5個碳原子(例如木糖二酸)、4個碳原子(例如酒石酸)、3個碳原子(例如丙醇二酸)及2個碳原子(例如草酸)之二羧酸)。另外，其他副產物之產生亦已知降低葡糖二酸之產率。酮基葡糖酸可由中間葡糖酸之二級醇基之氧化產生。酮基葡糖酸亦可氧化為較短鏈二酸且藉此降低葡糖二酸之產率。因此，多個競爭反應可降低葡萄糖氧化為葡糖二酸之選擇性，從而產生低於所需之
產率。
存在大量正常路徑中間物(諸如葡糖酸及古羅糖醛酸)及反常路徑中間物(諸如酮基葡糖酸及許多其他二羧酸)之直接後果為自複雜反應產物混合物進行之葡糖二酸純化困難且昂貴。然而，申請人已發現本發明之分離方法尤其適合於自複雜氧化反應混合物中分離葡糖二酸。因此，根據本發明之另一氧化方法包括在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使葡萄糖與氧氣反應，以形成包含葡糖二酸及葡糖二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在氧化催化劑存在下移除氧化產物；及根據本文所描述之本發明之分離方法中之任一者製備包含葡糖二酸之萃取物，其中進入分離製程之饋料混合物包含獲自氧化產物之作為二羧酸之葡糖二酸及作為第二組分的葡糖二酸之正常路徑中間物。未反應葡萄糖亦可與正常路徑中間物一起與葡糖二酸分離。
根據本發明之另一氧化方法包括在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使葡萄糖與氧氣反應，以形成包含葡糖二酸及葡糖二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在氧化催化劑存在下移除氧化產物；使分離區中之分離介質與包含葡糖二酸及正常路徑中間物之饋料混合物接觸，其中至少一部分葡糖二酸與正常路徑中間物分離，且形成包含至少一部分正常路徑中間物之殘液；自分離區移除殘液；及用包含水之溶離劑溶離葡糖二酸自分離介質，以形成包含葡糖二酸之萃取物。當分離介質與饋料混合物接觸
時，至少一部分葡糖二酸及正常路徑中間物保留於分離介質上。另外，藉由用溶離劑自分離介質溶離至少一部分正常路徑中間物來形成包含正常路徑中間物之殘液。作為此等分離方法之結果，萃取物中葡糖二酸與正常路徑中間物之重量比大於饋料混合物及/或殘液中葡糖二酸與正常路徑中間物之重量比。
已發現當氧化反應控制在某些終點限制內，氧化產物之二羧酸組分與正常路徑中間物分離，且正常路徑中間物循環回氧化反應時，可獲得高總葡糖二酸方法產率。申請人發現之方法降低反常路徑中間物(諸如C2-C5二酸)之濃度，同時在氧化反應條件下提供相對高產率之葡糖二酸。根據本發明之用於製備葡糖二酸之此方法通常包括在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使葡萄糖與氧氣反應，以形成包含葡糖二酸及葡糖二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在反應終點，在氧化催化劑存在下移除氧化產物；使在氧化產物中獲得之葡糖二酸產物與葡糖二酸之正常路徑中間物分離；及；及將正常路徑中間物再循環至氧化反應區。在此方法中，葡糖二酸產物可為根據本文所描述之本發明之分離方法中之任一者製備之萃取物，其中進入分離製程之饋料混合物包含作為二羧酸之葡糖二酸及包含獲自氧化產物的葡糖二酸之正常路徑中間物的第二組分。
在本發明之氧化方法中，反應終點可根據葡糖二酸及其內酯之某一最大莫耳產率(統稱為葡糖二酸產
率)來確定。如所提及，葡糖二酸之內酯通常包括葡糖二酸-1,4-內酯、葡糖二酸-1,4：3,6-雙內酯及葡糖二酸-3,6-內酯。申請人已發現若莫耳葡糖二酸產率控制在某一範圍內，則較不需要之較短鏈、較低碳數二羧酸副產物之濃度降低，且反應混合物之成分中之大部分為葡糖二酸加上葡糖二酸之正常路徑中間物(亦即葡糖酸、古羅糖醛酸及葡糖醛酸)。更特定而言，可在反應終點在氧化催化劑存在下移除氧化產物，其中在反應終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率不超過約30%、約40%、約45%、約50%或約60%。在各個實施例中，可在反應終點在該氧化催化劑存在下移除氧化產物，其中在反應終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率為約30%至約65%、約30%至約60%、約30%至約50%、約40%至約65%、約40%至約60%、約50%至約65%或約50%至約60%。
葡糖二酸之高總方法產率之另一重要度量為葡糖二酸之「正常路徑百分比」，其包括反應器出口中之未轉化葡萄糖、葡糖二酸之正常路徑中間物及葡糖二酸。出於確定反應終點(基於正常路徑百分比)之目的，根據等式(A)計算正常路徑百分比：
其中正常路徑中間物為(i)葡糖酸、(ii)古羅糖醛酸及(iii)葡糖醛酸。除非另外說明，否則在本文中提及之反應成分之「產率」係根據式(B)計算：
因此，可在反應終點在氧化催化劑存在下移除氧化產物，其中在反應終點，正常路徑百分比(根據等式(A))為至少約60%、至少約70%、至少約75%或至少約80%、至少約85%或至少約90%。在各個實施例中，可在反應終點在氧化催化劑存在下移除氧化產物，其中在反應終點，正常路徑百分比為約60%至約100%、約65%至約100%、約70%至約100%、約60%至約99%、約65%至約99%、約70%至約99%、約60%至約95%、約65%至約95%或約70%至約95%。
在根據本發明之各種方法中，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率與正常路徑百分比之組合可用作重要度量以幫助最大化葡糖二酸之總方法產率。因此，本發明用於製備葡糖二酸之另一方法包括在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使葡萄糖與氧氣反應，以形成包含葡糖二酸及葡糖二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在反應終點在氧化催化劑存在下移除氧化產物，其中在反應終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率不超過約30%、約40%、約45%、約50%或約60%，且在反應終點，正常路徑百分比為至少約60%、至少約70%、至少約75%或至少約80%或至少約85%或至少約90%，從而製備包含葡糖二酸之萃取物，其中饋料混合物包含獲自氧化產物之作為二羧酸之葡糖二酸及作為第二組分的葡糖二酸之正常路徑中間物；及將正常
路徑中間物再循環至氧化反應區。
在某些情況下，申請人已發現若限制莫耳葡糖二酸產率，則正常路徑百分比為高的。特定而言，當莫耳葡糖二酸產率限制於小於約60%時，則正常路徑百分比為至少約75%。在一些情況下，當莫耳葡糖二酸產率限制於小於約60%時，則正常路徑百分比為至少約80%。在其他情況下，當莫耳葡糖二酸產率限制於小於約50%時，則正常路徑百分比為至少約85%或在一些實施例中為至少約90%。
申請人已發現氧化反應達到較低莫耳產率及高正常路徑百分比之將葡萄糖轉化為葡糖二酸之方法與有效分離葡糖二酸及再循環葡萄糖及反應中間物聯合使葡糖二酸方法產率能夠為至少約75%、至少約80%、至少約85%或至少約90%，其中產率係根據等式B計算。
葡糖二酸之莫耳產率受限制(亦即防止在反應終點進一步氧化)之方式可在各種已知工業反應器中進行。舉例而言，可藉由選擇適當溫度、氧分壓、氧氣與葡萄糖莫耳比及在固定床反應器中之滯留時間，以限制葡糖二酸之莫耳產率的方式運行含有氧化催化劑組合物之連續流固定床反應器。
本發明係有關組合本文所描述特徵中之任一者的各種氧化方法。舉例而言，一種具有特徵組合之方法為用於製備葡糖二酸之方法。此方法包括：
- 在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使葡萄糖與氧
氣反應，以形成包含葡糖二酸及葡糖二酸之正常路徑中間物的氧化產物；
- 在反應終點在氧化催化劑存在下移除氧化產物，其中在反應終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率不超過約30%、約40%、約45%、約50%或約60%，且在反應終點，正常路徑百分比為至少約60%、至少約70%、至少約75%或至少約80%；或至少約85%或至少約90%。
- 使分離區中之分離介質與包含葡糖二酸及正常路徑中間物之饋料混合物接觸，其中至少一部分葡糖二酸與正常路徑中間物分離，且形成包含至少一部分正常路徑中間物之殘液；
- 自分離區移除殘液；及
- 用包含水之溶離劑自分離介質溶離葡糖二酸，以形成包含葡糖二酸之萃取物；及
- 將正常路徑中間物再循環至氧化反應區。
當分離介質與饋料混合物接觸時，至少一部分葡糖二酸及正常路徑中間物保留於分離介質上。另外，藉由用溶離劑自分離介質溶離至少一部分正常路徑中間物來形成包含正常路徑中間物之殘液。作為此等分離方法之結果，萃取物中葡糖二酸與正常路徑中間物之重量比大於饋料混合物及/或殘液中葡糖二酸與正常路徑中間物之重量比。根據本發明，在與分離介質接觸之前，溶離劑之外來酸濃度可為小於約1重量%、小於約0.5重量%、小於約0.2重量%、小於約0.1重量%、小於約0.05重量%或小於約0.01
重量%，且/或溶離劑為(i)補充水及/或(ii)包含水及視情況存在之饋料混合物成分的製程水。另外，分離介質可包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂，更特定而言葡糖二酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
上文所描述之特徵或修改中之任一者均可併入此方法。舉例而言，使分離介質與饋料混合物接觸；自分離區移除殘液；及自分離介質溶離二羧酸可連續進行。另外，分離區可為SMB層析階段。分離區可包含多個層析床。另外，SMB階段可包含依序SMB及/或連續SMB層析。
本發明之另一態樣係有關獲自本文所描述之方法的各種葡糖二酸產物。一種葡糖二酸產物可獲自氧化反應區或後續濃縮區。此產物不僅適合作為製備諸如己二酸之化合物的中間物，而且適合用於諸如以下之商業應用：除冰液、酸化劑、洗滌增效助劑、pH調節劑、螯合劑、除垢劑、腐蝕抑制劑、金屬淨洗及整理劑、水泥調配物之組分(混凝土摻和劑，包括減水及緩凝調配物)。通常，此葡糖二酸產物之溶解固體為包含大部分之葡糖二酸或其鹽及葡糖酸或其鹽的混合物，且可視情況包括較小部分之酮基葡糖酸(亦即2-酮基葡糖酸、3-酮基葡糖酸、4-酮基葡糖酸及5-酮基葡糖酸)、C2-C5二酸(例如木糖二酸、酒石酸、丙醇二酸及草酸)、以上所提及酸中之任一
者的鹽及葡萄糖。特定而言，此葡糖二酸產物包含：約30重量%至約65重量%葡糖二酸、約25重量%至約70重量%葡糖酸、小於約10重量%之一或多種酮基葡糖酸、小於約5重量%之一或多種C2-C5二酸及小於約5重量%葡萄糖，其中各重量百分比係以葡糖二酸產物之溶解固體含量計。在其他實施例中，本發明之產物包括彼等產物，其中至少一部分本文所描述之各種組分非羧酸及二羧酸呈鹽形式，諸如呈鈉、鉀、鈣、鎂或其他鹽(例如葡糖二酸鈉)形式。
葡糖二酸產物之葡糖二酸濃度可為溶解固體含量之約20重量%至約65重量%葡糖二酸、約25重量%至約65重量%葡糖二酸、約30重量%至約65重量%葡糖二酸、約40重量%至約65重量%、約40重量%至約60重量%、約45重量%至約65重量%、約45重量%至約60重量%、約50重量%至約65重量%或約50重量%至約60重量%。另外，葡糖酸濃度可為溶解固體含量之約25重量%至約65重量%、約25重量%至約60重量%、約25重量%至約55重量%、約25重量%至約50重量%、約25重量%至約45重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約65重量%、約30重量%至約60重量%、約30重量%至約55重量%、約30重量%至約50重量%、約30重量%至約45重量%、約30重量%至約40重量%或約50重量%至約70重量%。酮基葡糖酸之濃度可為溶解固體含量之小於約5重量%、約1重量%至約10重量%或約1重量
%至約5重量%。C2-C5二酸之濃度可為溶解固體含量之約1重量%至約5重量%。另外，葡萄糖濃度可為溶解固體含量之小於約2.5重量%、約0.01重量%至約5重量%或約0.1重量%至約2.5重量%或約0.001重量%至約2.5重量%。
葡糖二酸產物進一步包含以溶解固體含量計約1重量%至約20重量%、約1重量%至約15重量%、約1重量%至約10重量%、約1重量%至約5重量%、約5重量%至約20重量%、約5重量%至約15重量%或約5重量%至約10重量%古羅糖醛酸。葡糖二酸產物可進一步包含以溶解固體含量計約0.01重量%至約1重量%或約0.01重量%至約0.5重量%葡糖醛酸。
在各個實施例中，葡糖二酸產物包含約30重量%至約50重量%葡糖二酸、約20重量%至約45重量%葡糖酸、約5重量%至約15重量%古羅糖醛酸、小於約2重量%之葡糖醛酸、小於約6重量%之一或多種酮基葡糖酸、小於約5重量%之一或多種C2-C5二酸及小於約2重量%葡萄糖，其中各重量百分比係以葡糖二酸產物之溶解固體含量計。
在一些實施例中，葡糖二酸產物包含約35重量%至約45重量%葡糖二酸、約25重量%至約40重量%葡糖酸、約5重量%至約15重量%古羅糖醛酸、小於約2重量%之葡糖醛酸、小於約6重量%之一或多種酮基葡糖酸、小於約5重量%之一或多種C2-C5二酸及小於約2重
量%葡萄糖，其中各重量百分比係以葡糖二酸產物之溶解固體含量計。
此外，葡糖二酸產物典型地不含顯著部分之未溶解固體，諸如非均質催化劑粒子。因此，葡糖二酸產物可具有以葡糖二酸產物之總重量計小於約5重量%、小於約1重量%或小於約0.1重量%之未溶解固體含量。
另外，葡糖二酸產物典型地不含顯著部分之金屬雜質。因此，葡糖二酸產物可具有以葡糖二酸產物之總重量計小於約1重量%、小於約0.1重量%、小於約0.01重量%、小於約0.001重量%、小於約1ppm或小於約0.1ppm之金屬含量。另外，葡糖二酸產物可具有以葡糖二酸產物之總重量計小於約1重量%、小於約0.1重量%、小於約0.01重量%、小於約0.001重量%、小於約1ppm或小於約0.1ppm之過渡金屬含量。更特定而言，葡糖二酸產物可具有以葡糖二酸產物之總重量計小於約1重量%、小於約0.1重量%、小於約0.01重量%、小於約0.001重量%、小於約1ppm或小於約0.1ppm之貴金屬含量。
另外，濃縮葡糖二酸產物可獲自分離區或其後之濃縮區。此產物不僅適合作為製備諸如己二酸之化合物的中間物，而且亦可用於醫藥、食品及其他商業應用，諸如洗滌增效助劑、腐蝕抑制劑、金屬清洗及整理劑、水泥調配物之組分及金屬鉗合。一般而言，此濃縮葡糖二酸產物之溶解固體包含大部分之葡糖二酸，且視情況包括較
小部分之葡糖酸、酮基葡糖酸(亦即2-酮基葡糖酸、3-酮基葡糖酸、4-酮基葡糖酸及5-酮基葡糖酸)、C2-C5二酸(例如戊二酸、酒石酸、丙醇二酸及草酸)及葡萄糖。特定而言，此濃縮葡糖二酸產物包含約85重量%至約99重量%葡糖二酸、小於約5重量%葡糖酸、小於約2.5重量%之一或多種酮基葡糖酸及小於約10重量%之一或多種C2-C5二酸、小於約1重量%葡萄糖，其中各重量百分比係以濃縮葡糖二酸產物之溶解固體含量計。
濃縮葡糖二酸產物之葡糖二酸濃度可為溶解固體含量之約90重量%至約99重量%或約90重量%至約95重量%。葡糖酸濃度可為溶解固體含量之約1重量%至約5重量%或約1重量%至約2.5重量%。酮基葡糖酸之濃度可為溶解固體含量之小於約1重量%、小於約0.5重量%、小於約0.1、小於約0.01重量%或約0.01重量%至約1重量%。C2-C5二酸之濃度可為溶解固體含量之小於約7.5重量%、小於約5重量%、約1重量%至約10重量%、約1重量%至約7.5重量%或約2.5重量%至約7.5重量%。葡萄糖濃度可為溶解固體含量之小於約0.5重量%、小於約0.1或小於約0.01重量%。
濃縮葡糖二酸產物可進一步包含以溶解固體含量計約0.1重量%至約5重量%或約0.1重量%至約2.5重量%古羅糖醛酸。
葡糖二酸產物及濃縮葡糖二酸可基本上不含硝酸及其鹽。舉例而言，葡糖二酸產物及濃縮葡糖二酸可
含有小於約0.1重量%或小於約0.01重量%之硝酸及其鹽。葡糖二酸產物及濃縮葡糖二酸可不含硝酸及其鹽。
如本文另外提及，術語「葡糖二酸」、「葡糖酸」及「古羅糖醛酸」各自統指可存在之酸及任何相應內酯。舉例而言，術語「葡糖二酸」包括葡糖二酸、葡糖二酸-1,4-內酯、葡糖二酸-6,3-內酯及葡糖二酸-1,4：6,3-雙內酯。
本發明之另一態樣係有關各種整合方法，其包括分離方法、分離介質及/或根據本發明之各個其他態樣的氧化方法。舉例而言，一種方法包括將醛醣二酸或其鹽、酯或內酯選擇性鹵化物促進加氫脫氧為二羧酸。因此，本發明亦關於一種用於將醛醣二酸選擇性鹵化物促進加氫脫氧之方法，其包括使獲自本發明之氧化方法中之任一者的醛醣二酸或其鹽、酯或內酯與氫氣在含鹵素化合物及如本文所描述之催化劑組合物存在下反應以形成二羧酸。較佳醛醣二酸包括葡糖二酸(及其內酯)及木糖二酸。
典型地，催化劑組合物包含至少一種貴金屬作為催化活性組分。以上提及且以引用的方式併入本文中之美國專利第8,669,397號及第8,669,397號描述用於將葡糖二酸加氫脫氧為己二酸及將木糖二酸加氫脫氧為戊二酸之化學催化方法。
己二酸為一種特別有用之工業二羧酸。因
此，本發明之另一方法係有關一種用於製備己二酸之方法。該方法包括在加氫脫氧反應區中在含鹵素化合物及催化劑存在下，使至少一部分獲自本發明之氧化方法中之任一者的葡糖二酸及其內酯與氫氣反應，以形成己二酸。
己二酸或其鹽及酯可藉由在加氫脫氧催化劑及鹵素來源存在下，使葡糖二酸或其鹽、酯或內酯與氫氣根據以下反應進行反應來製備：
在以上反應中，葡糖二酸或其鹽、酯或內酯藉由催化加氫脫氧轉化為己二酸產物，其中碳-羥基團轉化為碳-氫基團。在各個實施例中，催化加氫脫氧為羥基-選擇性的，其中反應完全而受質之一或多個其他非羥基官能基未大量轉化。
鹵素來源可呈選自由以下組成之群的形式：離子、分子及其混合物。鹵素來源包括氫鹵酸(例如HCl、HBr、HI及其混合物；較佳HBr及/或HI)、鹵化物鹽(經取代或未經取代)、烷基鹵化物或分子(二原子)鹵素(例如氯、溴、碘或其混合物；較佳溴及/或碘)。鹵素來源可為二原子氫鹵酸或鹵化物鹽，且更佳二原子形式或氫鹵酸。在某些實施例中，鹵素來源為氫鹵酸，尤其溴化氫。
一般而言，鹵素與葡糖二酸或其鹽、酯或內酯之莫耳比約等於或小於約1。鹵素與葡糖二酸或其鹽、
酯或內酯之莫耳比可典型地為約1：1至約0.1：1，更典型地約0.7：1至約0.3：1，且更典型地約0.5：1。典型地，該反應允許回收鹵素來源，且可使用、回收並再循環催化量(其中鹵素與葡糖二酸或其鹽、酯或內酯之莫耳比小於約1)之鹵素以繼續用作鹵素來源。
一般而言，加氫脫氧反應混合物之溫度為至少約20℃，典型地至少約80℃，且更典型地至少約100℃。加氫脫氧反應之溫度可在約20℃至約250℃、約80℃至約200℃、約120℃至約180℃或約140℃至180℃範圍內進行。典型地，氫分壓為至少約25psia(172kPa)，更典型地至少約200psia(1379kPa)或至少約400psia(2758kPa)。氫分壓可為約25psia(172kPa)至約2500psia(17237kPa)，自約200psia(1379kPa)至約2000psia(13790kPa)或約400psia(2758kPa)至約1500psia(10343kPa)。
加氫脫氧反應可在溶劑存在下進行。適合用於選擇性加氫脫氧反應之溶劑包括水及羧酸、醯胺、酯、內酯、亞碸、碸及其混合物。較佳溶劑包括水、水與弱羧酸之混合物及弱羧酸。較佳弱羧酸為乙酸。
催化活性組分可包括選自由以下組成之群的貴金屬：釕、銠、鈀、鉑及其組合。加氫脫氧催化劑可包含兩種或更多種金屬。舉例而言，第一金屬可選自由以下組成之群：鈷、鎳、釕、銠、鈀、鋨、銥及鉑(更特定而言，釕、銠、鈀及鉑)，且第二金屬選自由以下組成之
群：鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鉬、釕、銠、鈀、銀、鎢、銥、鉑及金(更特定而言，鉬、釕、銠、鈀、銥、鉑及金)。較佳地，第一金屬可選自以下之群：鉑、銠及鈀，且第二金屬選自由以下組成之群：釕、銠、鈀、鉑及金。更佳地，第一金屬為鉑且第二金屬為銠。本發明之催化劑組合物的鉑與銠莫耳比典型地在約3：1至約1：2或約3：1至約1：1範圍內。
已詳細描述本發明，將顯而易見的是修改及變化為可能的，而不會背離隨附申請專利範圍中所規定之本發明範疇。
提供以下非限制性實例以進一步說明本發明。
將137.8g炭黑粉末(Monarch 700，由Cabot供應)以多份添加至含有30.7重量% ADM右旋糖(DE 99)及3.3重量%羥乙基纖維素(Sigma-Aldrich，SKU 54290，2% H2O水溶液)之水溶液(603.5g)中。充分攪拌混合物以產生糊狀物。將此糊狀物加載至注射器中，且將材料擠壓成具有約1.5mm直徑之義大利面樣條狀物。在乾燥空氣吹掃下在80℃烘箱中乾燥16小時之後，將此等條狀物切割成約6.0mm長之小段。然後，將其在連續N2流下在以
5℃/min升溫速率加熱至800℃之後在800℃下處理2小時，以製備炭黑擠出物。
向91.5g此等擠出物中，添加水溶液(32.0ml)含有0.73g呈Me4NAuO2形式之Au及1.10g呈PtO(NO3)形式之Pt。將混合物攪拌至充滿炭黑載體，且在乾燥空氣吹掃下在70℃下加以乾燥。然後，將樣品在以2℃/min升溫速率加熱至350℃之後在350℃下在混合氣體(5% H2及95% N2)氛圍下還原4小時。最終催化劑由約0.80重量% Au及1.2重量% Pt組成。將該等配方分批重複以產生為在固定床反應器中進行測試所必需之量的材料。
在1-英吋OD乘5.5呎(66英吋)長316不銹鋼管中在氣體及液體之並流下降流存在下進行反應。將管子在管子底部填充1.0mm玻璃珠(30cm深)，繼之以催化劑(344g，炭黑顆粒載0.80重量% Au+1.2重量% Pt)，然後在頂部填充1.0mm玻璃珠至約18cm深。
通過使用連接至裝有溫度控制裝置之儲罐的具有連續油流之油夾套來控制經填充反應器管之溫度。藉由質量流量控制器、泵及科氏流量計(Coriolis flow meter)分別調節氣體(壓縮乾燥空氣)及液體流。使用壓力控制閥調節反應器壓力。將葡萄糖之30重量%溶液在2種不同
流動條件下饋入反應器：第一流動條件=每小時1.3kg葡萄糖溶液流，以及在775psi壓力及700標準公升/小時流速下之空氣流。第二流動條件=每小時0.65kg葡萄糖溶液流，以及在775psi壓力及350標準公升/小時流速下之空氣流。在兩種條件下，催化劑床保持在140℃之溫度下。自反應器出口收集之產物藉由離子層析法進行分析。使用裝有Corona CAD偵測器之Dionex ICS-3000層析系統(Thermo Scientific)。首先用去離子水將樣品稀釋至適合之濃度，然後在Ionpac® AS11-HC管柱上分離且藉由電導率及Corona CAD偵測通過與校正標準比較進行定量。對代表性樣品之產物分析顯示於表1中(莫耳產率)。流動條件1之代表性樣品係在連續運轉操作約1200小時時獲取。對於流動條件2，代表性樣品係在再運轉50小時後獲取。
在此實例中使用之依序模擬移動床(SSMB-6)系統係由Novasep構建，且包含六個塔，其中兩種不同物流可藉由兩個泵饋送，且兩個不同出口連接至各塔。各塔裝有五個自動閥。對各入口物流進行流量控制及監測，同時對出口進行壓力控制以確保塔中之穩定流速，外加一個用泵及流量計進行之環路控制。將該等塔裝上夾套以提供準確溫度控制。對於各個塔，兩個入口閥選擇饋料流(饋料或溶離劑)，一個閥允許連接至下一個塔，且兩個出口
閥選擇出口物流(萃取物或殘液)。六個塔串聯連接。
用於依序SMB(SSMB)分離之樹脂為Lanxess Lewatit MDS 4368，其為一種具有1.4當量/公升交換容量及0.3mm珠粒大小之苯乙烯/二乙烯基苯交聯大孔陰離子交換樹脂(75-80%弱鹼+25-20%強鹼官能基)。在加載於SSMB單元中之前，通過用1M葡糖二酸溶液(通過將D-葡糖二酸-1,4：6,3-雙內酯於水中之溶液在室溫下水解24小時而製備)處理將遊離鹼及OH-形式之樹脂轉化成葡糖二酸鹽形式。在處理之後，將樹脂用DI水徹底洗滌(藉由電導率監測)以移除過量葡糖二酸。
將呈葡糖二酸鹽形式之樹脂加載至六塔SSMB單元中。各塔直徑為2.5cm且長度為2m，各含有約1L樹脂。將塔溫度調節在60℃下。溶離劑由預加熱至60℃之脫氣且去礦物質水組成。饋料溶液係藉由在40℃及100毫巴真空下操作之管狀上升流連續蒸發器中將來自實例1之氧化反應器之產物濃縮至48重量%溶解固體(DS)來製備。將饋料預加熱至60℃。
饋料、萃取物及殘液流之組分分析係使用離子層析法(IC)來進行，其中電導率及Corona CAD偵測如先前關於實例1所描述。
對284L濃縮饋料進行分離，分別收集920L萃取物及330L殘液。來自SSMB分離之萃取物及殘液溶液分別濃縮(使用與饋料溶液相同之蒸發設備及條件)至120L及175L。表2、3及4顯示a)mM濃度，b)溶解固
體之mol%，及c)濃縮饋料、萃取物及殘液流之組分的質量平衡。表5顯示殘液流中之正常路徑中間物之回收率%。表6顯示SSMB之操作參數，包括分離產量及溶離劑(水)/饋料比率。圖2及3展示濃縮饋料及萃取物流之離子層析譜圖。
表3表明SSMB使葡糖二酸含量能夠自饋料溶液中之47.9mol%富集至萃取物中之90.1mol%。此外，表5表明在殘液流中大多數(97質量%)未轉化葡萄糖及正常路徑中間物得以濃縮，因此可用於循環回氧化反應器。表6表明SSMB分離可就所分離之單位質量產物所需要之樹脂體積而言以極高產量實現，其以低於3.5之低水饋料比進行。
過載測試提供關於在過載條件下葡糖二酸與
葡糖酸在分離樹脂上之競爭吸收的資訊，且指示在工業模擬移動床層析系統中所要配備之樹脂的可行性。
過載測試係使用以下所列設備進行：
˙層析塔(1m床長度及2.5cm直徑，配有雙重夾套)。
˙用於溫度控制之連接至層析塔雙重夾套之水浴。
˙具有經調節流速控制裝置之泵。
˙饋料罐。
˙含有去礦物質水之溶離罐。
˙級分收集器。
將層析塔填充Finex AA 543，其為一種來自Finex Oy,Kotka,Finland之400-500μm直徑丙烯酸二乙烯基苯弱鹼陰離子交換樹脂。測試了草酸鹽、葡糖二酸鹽及硫酸鹽形式之樹脂。藉由使含有相應酸(亦即分別草酸、葡糖二酸及硫酸)之溶液沿向上方向流經塔將樹脂轉化成草酸鹽及葡糖二酸鹽形式。對於過載測試將水浴溫度設定為30℃。
以兩個階段進行過載測試：(1)產物加載及吸附；及(2)脫附及用溶離劑溶離，使用如下描述之方案。將兩個床體積之含有345g/L葡糖二酸及181g/L葡糖酸之產物溶液以下降流模式以2.5m/h之流速泵送穿過塔，其後將塔用亦在2.5m/h之流速下的6.5床體積之水沖洗。有規律地自塔之出口收集級分，且使用配有Ionpac AS 15離子交換柱及用葡糖酸及葡糖二酸校正標準校正之
電導率偵測系統的Dionex HPLC分析葡糖酸及葡糖二酸濃度。
過載測試中之樹脂效能係藉由確定參數1-4而得出：
1)甜味添加(Sweet-on)滯留時間：在吸附階段期間，對應於葡糖酸或葡糖二酸達到進料濃度之50%的(液體流之)床體積。
2)甜味去除(Sweet-off)滯留時間：在脫附階段期間，對應於葡糖酸或葡糖二酸達到進料濃度之50%的(液體流之)床體積。
3)解析：葡糖酸及葡糖二酸之甜味添加及甜味去除滯留時間之間的床體積差異。
4)沖洗體積：在脫附階段期間，沖洗葡糖二酸至低於10g/L之濃度所需之溶離劑體積
關於代表性分離之參數1-4說明於圖4中。
圖4表明化合物B比化合物A吸附更強烈，從而導致部分分離。圖4中之甜味添加及甜味去除差異(解析)表明在用於工業模擬移動床層析系統中時，樹脂可進行化合物A與化合物B之有效分離。低於三個床體積之沖洗體積將使經分離化合物之稀釋減至最小程度，此對使產物分離成本保持較低為重要的。
表7顯示使用水作為溶離劑使用呈草酸鹽、葡糖二酸鹽及硫酸鹽形式之Finex AA 543陰離子交換樹脂進行之過載測試的資料。表7證實葡糖酸與葡糖二酸之
有效分離可使用水作為溶離劑使用呈草酸鹽及葡糖二酸鹽形式之Finex AA 543陰離子交換樹脂來進行。
其他過載測試係用草酸鹽及葡糖二酸鹽形式之以下樹脂且使用水作為溶離劑來進行：Finex AA532(一種強鹼陰離子2型PS/DVB樹脂)、Finex乙胺(一種弱鹼陰離子PS-DVB樹脂)、Finex二甲胺(一種64%弱鹼陰離子/36%強鹼陰離子PS-DVB樹脂)、Finex丁胺(一種弱鹼陰離子PS-DVB樹脂)、Mitsubishi UMA150(強鹼陰離子1型PS-DVB樹脂)、Mitsubishi WAG-M1(弱鹼陰離子聚丙烯酸DVB樹脂)、Lanxess MDS 4368(75-80%弱鹼陰離子/20-25%強鹼陰離子PS-DVB樹脂)、Lanxess MDS 4468(92%弱鹼陰離子/8%強鹼陰離子PS-DVB樹脂)、Lanxess MDS 4568(弱鹼陰離子PS-DVB樹脂)、Lanxess MDS
FO36ZII(弱鹼陰離子PS-DVB樹脂)及Lanxess KPN 19494(79.5弱鹼陰離子/20.5弱酸陽離子PS-DVB樹脂)。此等樹脂之結果類似於Finex AA543之結果且證實葡糖酸與葡糖二酸之有效分離可使用此等樹脂且使用水作為溶離劑來進行。
表8顯示使用呈草酸鹽、葡糖二酸鹽及硫酸鹽形式之Finex AA 543陰離子交換樹脂但使用各種含酸溶液作為溶離劑(亦即草酸、葡糖二酸(呈葡糖二酸雙內脂之溶液形式)及硫酸)進行之過載測試的資料。
為進一步說明，以下闡述本發明之其他非限制性實施例。
舉例而言，實施例A1為一種用於製備包含二羧酸之萃取物的方法，該方法包括：使分離區中之分離介質與包含該二羧酸及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分該二羧酸與該第二組分分離，且形成包含至少一部分該第二組分之殘液；自該分離區移除該殘液；及用包含水之溶離劑自該分離介質溶離該二羧酸，以形成包含該二羧酸之該萃取物，其中在與該分離介質接觸之前，該溶離劑之外來酸濃度小於約1重量%，小於約0.5重量%，小於約0.2重量%，小於約0.1重量%，小於約0.05重量%或小於約0.01重量%。
在以下實施例中之任一者中，當分離介質與饋料混合物接觸時，至少一部分二羧酸及第二組分保留於分離介質上。另外，藉由用溶離劑自分離介質溶離至少一部分第二組分來形成包含第二組分之殘液。作為此等分離方法之結果，萃取物中二羧酸與第二組分之重量比大於饋料混合物及/或殘液中二羧酸與第二組分之重量比。
另外，雖然以下實施例提及各種單羧酸及二羧酸，本發明之方法包括至少一部分此等酸呈鹽形式(諸如鈉、鉀、鈣及鎂鹽，例如葡糖二酸鈉等)之彼等。
實施例A2為實施例A1之方法，其中該溶離劑為補充水及/或由該萃取物、殘液或該饋料混合物之濃縮獲得的製程水。
實施例A3為實施例A1或A2之方法，其中
該溶離劑基本上由水組成。
實施例A4為實施例A1至A3中任一項之方法，其中該溶離劑不含任何外來酸。
實施例A5為實施例A1至A4中任一項之方法，其中該溶離劑為水。
實施例A6為實施例A1至A5中任一項之方法，其中該溶離劑之pH值在約5與約7.5之間、約5.5與約7.5之間、約6與約7.5之間、約6.5與約7.5之間、約5與約7之間、約5.5與約7之間、約6與約7之間、約6.5與約7之間或約中性。
實施例A7為實施例A1至A6中任一項之方法，其中該分離介質包含鹼性層析介質。
實施例A8為實施例A7之方法，其中該鹼性層析介質包含鹼性層析樹脂。
實施例A9為實施例A8之方法，其中該鹼性層析樹脂包含陰離子交換層析樹脂。
實施例A10為實施例A9之方法，其中該陰離子交換層析樹脂包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
實施例A11為實施例A10之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含C2-C6二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂。
實施例A12為實施例A11之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含醛醣二酸鹽形式
之該陰離子交換層析樹脂。
實施例A13為實施例A11之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂選自由以下組成之群：草酸鹽、丙醇二酸鹽、丙二酸鹽、酒石酸鹽、丁二酸鹽、木糖二酸鹽、阿拉伯糖二酸鹽、核糖二酸鹽、戊二酸鹽、葡糖二酸鹽、己二酸鹽及其混合物。
實施例A14為實施例A10至A13中任一項之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂係藉由用二羧酸調節該陰離子交換層析樹脂來製備。
實施例A15為實施例A14之方法，其中用於調節該陰離子交換層析樹脂之該二羧酸包含存在於該饋料混合物中之二羧酸。
實施例A16為實施例A15之方法，其中用於調節該陰離子交換層析介質之該二羧酸包含存在於該饋料混合物中且亦為該饋料混合物中之最高濃度二羧酸的二羧酸。
實施例A17為實施例A14或A16之方法，其中用於調節該陰離子交換層析介質之該二羧酸包含存在於該饋料混合物中且亦為該饋料混合物中具有最低pKa之二羧酸的二羧酸。
實施例A18為實施例A7至A17中任一項之方法，其中該鹼性層析介質包含弱鹼性陰離子交換層析樹脂。
實施例A19為實施例A7至A18中任一項之
方法，其中該鹼性層析介質包含約60%至約100%、約60%至約90%、約70%至約90%、約70%至約85%、約70%至約80%或約75%至約80%弱鹼官能基。
實施例A20為實施例A7至A16中任一項之方法，其中該鹼性層析介質包含約0%至約40%、約10%至約25%、約0%至約10%、約5%至約40%、約5%至約25%、約5%至約10%、約10%至約40%、約10%至約35%、約15%至約35%、約15%至約30%、約20%至約30%或約20%至約25%強鹼官能基。
實施例A21為實施例A1至A20中任一項之方法，其中該萃取物包含該饋料混合物中至少約50重量%、至少約60重量%、至少約70重量%、至少約80重量%或至少約90重量%之二羧酸含量。
實施例A22為實施例A1至A20中任一項之方法，其中該萃取物包含該饋料混合物中約55重量%至約100重量%、約55重量%至99重量%、約55重量%至約95重量%、約55重量%至約90重量%、約55重量%至約85重量%、約55重量%至約80重量%、約60重量%至約90重量%、約60重量%至約85重量%、約60重量%至約80重量%、約70重量%至約90重量%、約70重量%至約85重量%或約70重量%至約80重量%之二羧酸含量。
實施例A23為實施例A1至A22中任一項之方法，其中該殘液包含該饋料混合物中至少約60重量%、至少約70重量%、至少約80重量%、至少約90重量
%或至少約95重量%之第二組分含量。
實施例A24為實施例A1至A22中任一項之方法，其中該殘液包含該饋料混合物中約60重量%至約100重量%、約60重量%至約95重量%、約60重量%至約90重量%、約70重量%至約100重量%、約70重量%至約95重量%、約70重量%至約90重量%、約80重量%至約100重量%、約80重量%至約95重量%或約80重量%至約90重量%之第二組分含量。
實施例A25為實施例A1至A24中任一項之方法，其中該饋料混合物中之二羧酸濃度為溶解固體含量之至少約20重量%、至少約30重量%、至少約40重量%或至少約50重量%。
實施例A26為實施例A1至A24中任一項之方法，其中該饋料混合物中之二羧酸濃度為溶解固體含量之約20重量%至約70重量%、約20重量%至約60重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約60重量%、約40重量%至約70重量%或約40重量%至約60重量%。
實施例A27為實施例A1至A26中任一項之方法，其中該饋料混合物中之第二組分濃度為溶解固體含量之約10重量%至約80重量%、約20重量%至約80重量%、約30重量%至約80重量%、約20重量%至約50重量%、約30重量%至約50重量%、約30重量%至約40重量%、約35重量%至約50重量%或約35重量%至約45重
量%。
實施例A28為實施例A1至A27中任一項之方法，其中該第二組分包含單羧酸。
實施例A29為實施例A28之方法，其中該單羧酸包含C1至C6單羧酸。
實施例A30為實施例A1至A29中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的單羧酸：C2單羧酸、C3單羧酸、C4單羧酸、C5單羧酸、C6單羧酸及其混合物。
實施例A31為實施例A1至A30中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的C6單羧酸：葡糖酸、古羅糖醛酸、葡糖醛酸及其混合物。
實施例A32為實施例A1至A31中任一項之方法，其中該第二組分包含至少一種C5醛醣酸。
實施例A33為實施例A32之方法，其中該C5醛醣酸包含至少一種選自由以下組成之群的酸：木糖酸、核糖酸、阿拉伯糖酸及其混合物。
實施例A34為實施例A1至A33中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的糖：戊醣、己醣及其混合物。
實施例A35為實施例A1至A34中任一項之方法，其中該第二組分包含葡萄糖。
實施例A36為實施例A1至A35中任一項之方法，其中該第二組分包含戊醣。
實施例A37為實施例A36之方法，其中該戊醣包含至少一種選自由以下組成之群的糖：木糖、核糖、阿拉伯糖及其混合物。
實施例A38為實施例A1至A37中任一項之方法，其中該二羧酸包含C2至C6二羧酸。
實施例A39為實施例A38之方法，其中該二羧酸包含一或多種選自由以下組成之群的酸：草酸、丙醇二酸、丙二酸、酒石酸、丁二酸、木糖二酸、阿拉伯糖二酸、核糖二酸、戊二酸、葡糖二酸、己二酸及其混合物。
實施例A40為實施例A1至A39中任一項之方法，其中該二羧酸包含C6二羧酸。
實施例A41為實施例A1至A40中任一項之方法，其中該二羧酸包含葡糖二酸。
實施例A42為實施例A1至A41中任一項之方法，其中該二羧酸包含C5二羧酸。
實施例A43為實施例A1至A42中任一項之方法，其中該二羧酸包含C5醛醣二酸。
實施例A44為實施例A43之方法，其中該C5醛醣二酸包含至少一種選自由以下組成之群的酸：木糖二酸、核糖二酸、阿拉伯糖二酸及其混合物。
實施例A45為實施例A1至A44中任一項之方法，其中該饋料混合物包含溶解於水中之該二羧酸及該第二組分。
實施例A46為實施例A1至A45中任一項之
方法，其中該方法為連續分離方法。
實施例A47為實施例A1至A46中任一項之方法，其中該分離區為模擬移動床層析階段。
實施例A48為實施例A47之方法，其中該分離區包含多個層析床。
實施例A49為實施例A47或A48之方法，其中該模擬移動床層析階段包含依序模擬移動床層析。
實施例A50為實施例A47或A48之方法，其中該模擬移動床層析階段包含連續模擬移動床層析。
實施例A51為實施例A1至A50中任一項之方法，其中使該分離介質與該饋料混合物接觸；自該分離區移除該殘液；及自該分離介質溶離該二羧酸係連續進行。
實施例A52為實施例A1至A51中任一項之方法，其中該饋料混合物之溶解固體含量為至少約20重量%、至少約30重量%、至少約40重量%或至少約50重量%或至少約60重量%。
實施例A53為實施例A1至A51中任一項之方法，其中該饋料混合物之溶解固體含量為約20重量%至約70重量%、約20重量%至約60重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約60重量%、約30重量%至約50重量%或約40重量%至約60重量%。
實施例A54為實施例A1到A53中任一項之方法，其中該外來酸選自包含以下之群：硫酸、鹽酸、乙
酸、草酸及甲酸。
實施例A55為實施例A1至A54中任一項之方法，其中該第二組分包含混合物，該混合物包含葡糖酸、古羅糖醛酸、葡糖醛酸、一或多種酮基葡糖酸。
實施例A56為實施例A1至A55中任一項之方法，其中該溶離劑至該分離區之流速為至少約1、至少約10、至少約50、至少約100、至少約500、至少約1000kg/h或至少10,000kg/h。
實施例A57為實施例A1至A56中任一項之方法，其進一步包含沖洗該分離介質。
實施例A58為實施例A1至A57中任一項之方法，其進一步包含將包含該二羧酸之該萃取物再循環至該分離區。
實施例B1為一種用於製備包含二羧酸之萃取物的方法，該方法包括：使分離區中之分離介質與包含該二羧酸及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分該二羧酸與該第二組分分離，且形成包含至少一部分該第二組分之殘液；自該分離區移除該殘液；及用溶離劑自該分離介質溶離該二羧酸，以形成包含該二羧酸之該萃取物，其中該溶離劑為(i)補充水及/或(ii)包含水及視情況存在之饋料混合物成分的製程水。
實施例B2為實施例B1之方法，其中該製程水為獲自一或多個用於濃縮該萃取物、殘液及/或饋料混
合物之階段的水。
實施例B3為實施例B1或B2之方法，其中該製程水中之饋料混合物成分之濃度不大於約1重量%。
實施例B4為實施例B1至B3中任一項之方法，其中補充水選自由去離子水及蒸餾水組成之群。
實施例B5為實施例B1至B4中任一項之方法，其中在與該分離介質接觸之前，該溶離劑具有小於約1重量%、小於約0.5重量%、小於約0.2重量%、小於約0.1重量%、小於約0.05重量%或小於約0.01重量%之外來酸濃度。
實施例B6為實施例B1至B5中任一項之方法，其中該溶離劑之pH值在約5與約7.5之間、約5.5與約7.5之間、約6與約7.5之間、約6.5與約7.5之間、約5與約7之間、約5.5與約7之間、約6與約7之間、約6.5與約7之間或約中性。
實施例B7為實施例B1至B6中任一項之方法，其中該分離介質包含鹼性層析介質。
實施例B8為實施例B7之方法，其中該鹼性層析介質包含鹼性層析樹脂。
實施例B9為實施例B8之方法，其中該鹼性層析樹脂包含陰離子交換層析樹脂。
實施例B10為實施例B9之方法，其中該陰離子交換層析樹脂包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
實施例B11為實施例B10之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含C2-C6二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂。
實施例B12為實施例B11之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含醛醣二酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂。
實施例B13為實施例B11之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂選自由以下組成之群：草酸鹽、丙醇二酸鹽、丙二酸鹽、酒石酸鹽、丁二酸鹽、木糖二酸鹽、阿拉伯糖二酸鹽、核糖二酸鹽、戊二酸鹽、葡糖二酸鹽、己二酸鹽及其混合物。
實施例B14為實施例B10至B13中任一項之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂係藉由用二羧酸調節該陰離子交換層析樹脂來製備。
實施例B15為實施例B14之方法，其中用於調節該陰離子交換層析樹脂之該二羧酸包含存在於該饋料混合物中之二羧酸。
實施例B16為實施例B15之方法，其中用於調節該陰離子交換層析介質之該二羧酸包含存在於該饋料混合物中且亦為該饋料混合物中之最高濃度二羧酸的二羧酸。
實施例B17為實施例B14或B16之方法，其中用於調節該陰離子交換層析介質之該二羧酸包含存在於該饋料混合物中且亦為該饋料混合物中具有最低pKa之二
羧酸的二羧酸。
實施例B18為實施例B7至B17中任一項之方法，其中該鹼性層析介質包含弱鹼性陰離子交換層析樹脂。
實施例B19為實施例B7至B18中任一項之方法，其中該鹼性層析介質包含約60%至約100%、約60%至約90%、約70%至約90%、約70%至約85%、約70%至約80%或約75%至約80%弱鹼官能基。
實施例B20為實施例B7至B16中任一項之方法，其中該鹼性層析介質包含約0%至約40%、約10%至約25%、約0%至約10%、約5%至約40%、約5%至約25%、約5%至約10%、約10%至約40%、約10%至約35%、約15%至約35%、約15%至約30%、約20%至約30%或約20%至約25%強鹼官能基。
實施例B21為實施例B1至B20中任一項之方法，其中該萃取物包含該饋料混合物中至少約50重量%、至少約60重量%、至少約70重量%、至少約80重量%或至少約90重量%之二羧酸含量。
實施例B22為實施例B1至B20中任一項之方法，其中該萃取物包含該饋料混合物中約55重量%至約100重量%、約55重量%至99重量%、約55重量%至約95重量%、約55重量%至約90重量%、約55重量%至約85重量%、約55重量%至約80重量%、約60重量%至約90重量%、約60重量%至約85重量%、約60重量%至
約80重量%、約70重量%至約90重量%、約70重量%至約85重量%或約70重量%至約80重量%之二羧酸含量。
實施例B23為實施例B1至B22中任一項之方法，其中該殘液包含該饋料混合物中至少約60重量%、至少約70重量%、至少約80重量%、至少約90重量%或至少約95重量%之第二組分含量。
實施例B24為實施例B1至B22中任一項之方法，其中該殘液包含該饋料混合物中約60重量%至約100重量%、約60重量%至約95重量%、約60重量%至約90重量%、約70重量%至約100重量%、約70重量%至約95重量%、約70重量%至約90重量%、約80重量%至約100重量%、約80重量%至約95重量%或約80重量%至約90重量%之第二組分含量。
實施例B25為實施例B1至B24中任一項之方法，其中該饋料混合物中之二羧酸濃度為溶解固體含量之至少約20重量%、至少約30重量%、至少約40重量%或至少約50重量%。
實施例B26為實施例B1至B24中任一項之方法，其中該饋料混合物中之二羧酸濃度為溶解固體含量之約20重量%至約70重量%、約20重量%至約60重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約60重量%、約40重量%至約70重量%或約40重量%至約60重量%。
實施例B27為實施例B1至B26中任一項之
方法，其中該饋料混合物中之第二組分濃度為溶解固體含量之約10重量%至約80重量%、約20重量%至約80重量%、約30重量%至約80重量%、約20重量%至約50重量%、約30重量%至約50重量%、約30重量%至約40重量%、約35重量%至約50重量%或約35重量%至約45重量%。
實施例B28為實施例B1至B27中任一項之方法，其中該第二組分包含單羧酸。
實施例B29為實施例B28之方法，其中該單羧酸包含C1至C6單羧酸。
實施例B30為實施例B1至B29中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的單羧酸：C2單羧酸、C3單羧酸、C4單羧酸、C5單羧酸、C6單羧酸及其混合物。
實施例B31為實施例B1至B30中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的C6單羧酸：葡糖酸、古羅糖醛酸、葡糖醛酸及其混合物。
實施例B32為實施例B1至B31中任一項之方法，其中該第二組分包含至少一種C5醛醣酸。
實施例B33為實施例B32之方法，其中該C5醛醣酸包含至少一種選自由以下組成之群的酸：木糖酸、核糖酸、阿拉伯糖酸及其混合物。
實施例B34為實施例B1至B33中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的糖：戊
醣、己醣及其混合物。
實施例B35為實施例B1至B34中任一項之方法，其中該第二組分包含葡萄糖。
實施例B36為實施例B1至B35中任一項之方法，其中該第二組分包含戊醣。
實施例B37為實施例B36之方法，其中該戊醣包含至少一種選自由以下組成之群的糖：木糖、核糖、阿拉伯糖及其混合物。
實施例B38為實施例B1至B37中任一項之方法，其中該二羧酸包含C2至C6二羧酸。
實施例B39為實施例B38之方法，其中該二羧酸包含一或多種選自由以下組成之群的酸：草酸、丙醇二酸、丙二酸、酒石酸、丁二酸、木糖二酸、阿拉伯糖二酸、核糖二酸、戊二酸、葡糖二酸、己二酸及其混合物。
實施例B40為實施例B1至B39中任一項之方法，其中該二羧酸包含C6二羧酸。
實施例B41為實施例B1至B40中任一項之方法，其中該二羧酸包含葡糖二酸。
實施例B42為實施例B1至B41中任一項之方法，其中該二羧酸包含C5二羧酸。
實施例B43為實施例B1至B42中任一項之方法，其中該二羧酸包含C5醛醣二酸。
實施例B44為實施例B43之方法，其中該C5醛醣二酸包含至少一種選自由以下組成之群的酸：木糖二
酸、核糖二酸、阿拉伯糖二酸及其混合物。
實施例B45為實施例B1至B44中任一項之方法，其中該饋料混合物包含溶解於水中之該二羧酸及該第二組分。
實施例B46為實施例B1至B45中任一項之方法，其中該方法為連續分離方法。
實施例B47為實施例B1至B46中任一項之方法，其中該分離區為模擬移動床層析階段。
實施例B48為實施例B47之方法，其中該分離區包含多個層析床。
實施例B49為實施例B47或B48之方法，其中該模擬移動床層析階段包含依序模擬移動床層析。
實施例B50為實施例B47或B48之方法，其中該模擬移動床層析階段包含連續模擬移動床層析。
實施例B51為實施例B1至B50中任一項之方法，其中使該分離介質與該饋料混合物接觸；自該分離區移除該殘液；及自該分離介質溶離該二羧酸係連續進行。
實施例B52為實施例B1至B51中任一項之方法，其中該饋料混合物之溶解固體含量為至少約20重量%、至少約30重量%、至少約40重量%或至少約50重量%或至少約60重量%。
實施例B53為實施例A1至B51中任一項之方法，其中該饋料混合物之溶解固體含量為約20重量%
至約70重量%、約20重量%至約60重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約60重量%、約30重量%至約50重量%或約40重量%至約60重量%。
實施例B54為實施例B5至B53中任一項之方法，其中該外來酸包含硫酸、鹽酸、乙酸、草酸及甲酸。
實施例B55為實施例B1至B54中任一項之方法，其中該第二組分包含混合物，該混合物包含葡糖酸、古羅糖醛酸、葡糖醛酸及一或多種酮基葡糖酸。
實施例B56為實施例B1至B55中任一項之方法，其中該溶離劑到達該分離區之流速為至少約1、至少約10、至少約50、至少約100、至少約500、至少約1000kg/h或至少10,000kg/h。
實施例B57為實施例B1至B56中任一項之方法，其進一步包括沖洗該分離介質。
實施例B58為實施例B1至B57中任一項之方法，其進一步包括將包含該二羧酸之該萃取物再循環至該分離區。
實施例C1為一種用於製備包含二羧酸之萃取物的方法，該方法包括：使分離區中之分離介質與包含該二羧酸及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分該二羧酸與該第二組分分離，且形成包含至少一部分該第二組分之殘液；自該分離區移除該殘液；及
用包含水之溶離劑自該分離介質溶離該二羧酸，以形成包含該二羧酸之該萃取物，其中該分離介質包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
實施例C2為實施例C1之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含C2-C6二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂。
實施例C3為實施例C1或C2之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含醛醣二酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂。
實施例C4為實施例C2之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含選自由以下組成之群的形式：草酸鹽、丙醇二酸鹽、丙二酸鹽、酒石酸鹽、丁二酸鹽、木糖二酸鹽、阿拉伯糖二酸鹽、核糖二酸鹽、戊二酸鹽、葡糖二酸鹽、己二酸鹽及其混合物。
實施例C5為實施例C1至C4中任一項之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂係藉由用二羧酸調節該陰離子交換層析樹脂來製備。
實施例C6為實施例C5之方法，其中用於調節該陰離子交換層析樹脂之該二羧酸包含存在於該饋料混合物中之二羧酸。
實施例C7為實施例C6之方法，其中用於調節該陰離子交換層析介質之該二羧酸包含存在於該饋料混合物中且亦為該饋料混合物中之最高濃度二羧酸的二羧酸。
實施例C8為實施例C6或C7之方法，其中用於調節該陰離子交換層析介質之該二羧酸包含存在於該饋料混合物中且亦為該饋料混合物中具有最低pKa之二羧酸的二羧酸。
實施例C9為實施例C1至C8中任一項之方法，其中該陰離子交換層析樹脂包含弱鹼性陰離子交換層析樹脂。
實施例C10為實施例C1至C9中任一項之方法，其中該陰離子交換層析樹脂包含約60%至約100%、約60%至約90%、約70%至約90%、約70%至約85%、約70%至約80%或約75%至約80%弱鹼官能基。
實施例C11為實施例C1至C10中任一項之方法，其中該陰離子交換層析樹脂包含約0%至約40%、約10%至約25%、約0%至約10%、約5%至約40%、約5%至約25%、約5%至約10%、約10%至約40%、約10%至約35%、約15%至約35%、約15%至約30%、約20%至約30%或約20%至約25%強鹼官能基。
實施例C12為實施例C1至C11中任一項之方法，其中該萃取物包含該饋料混合物中至少約50重量%、至少約60重量%、至少約70重量%、至少約80重量%或至少約90重量%之二羧酸含量。
實施例C13為實施例C1至C11中任一項之方法，其中該萃取物包含該饋料混合物中約55重量%至約100重量%、約55重量%至99重量%、約55重量%至
約95重量%、約55重量%至約90重量%、約55重量%至約85重量%、約55重量%至約80重量%、約60重量%至約90重量%、約60重量%至約85重量%、約60重量%至約80重量%、約70重量%至約90重量%、約70重量%至約85重量%或約70重量%至約80重量%之二羧酸含量。
實施例C14為實施例C1至C13中任一項之方法，其中該殘液包含該饋料混合物中至少約60重量%、至少約70重量%、至少約80重量%、至少約90重量%或至少約95重量%之第二組分含量。
實施例C15為實施例C1至C13中任一項之方法，其中該殘液包含該饋料混合物中約60重量%至約100重量%、約60重量%至約95重量%、約60重量%至約90重量%、約70重量%至約100重量%、約70重量%至約95重量%、約70重量%至約90重量%、約80重量%至約100重量%、約80重量%至約95重量%或約80重量%至約90重量%之第二組分含量。
實施例C16為實施例C1至C15中任一項之方法，其中該饋料混合物中之二羧酸濃度為溶解固體含量之至少約20重量%、至少約30重量%、至少約40重量%或至少約50重量%。
實施例C17為實施例C1至C15中任一項之方法，其中該饋料混合物中之二羧酸濃度為溶解固體含量之約20重量%至約70重量%、約20重量%至約60重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約60重量
%、約40重量%至約70重量%或約40重量%至約60重量%。
實施例C18為實施例C1至C17中任一項之方法，其中該饋料混合物中之第二組分濃度為溶解固體含量之約10重量%至約80重量%、約20重量%至約80重量%、約30重量%至約80重量%、約20重量%至約50重量%、約30重量%至約50重量%、約30重量%至約40重量%、約35重量%至約50重量%或約35重量%至約45重量%。
實施例C19為實施例C1至C18中任一項之方法，其中該第二組分包含單羧酸。
實施例C20為實施例C19之方法，其中該單羧酸包含C1至C6單羧酸。
實施例C21為實施例C1至C20中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的單羧酸：C2單羧酸、C3單羧酸、C4單羧酸、C5單羧酸、C6單羧酸及其混合物。
實施例C22為實施例C1至C21中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的C6單羧酸：葡糖酸、古羅糖醛酸、葡糖醛酸及其混合物。
實施例C23為實施例C1至C22中任一項之方法，其中該第二組分包含至少一種C5醛醣酸。
實施例C24為實施例C23之方法，其中該C5醛醣酸包含至少一種選自由以下組成之群的酸：木糖酸、
核糖酸、阿拉伯糖酸及其混合物。
實施例C25為實施例C1至C24中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的糖：戊醣、己醣及其混合物。
實施例C26為實施例C1至C25中任一項之方法，其中該第二組分包含葡萄糖。
實施例C27為實施例C1至C26中任一項之方法，其中該第二組分包含戊醣。
實施例C28為實施例C27之方法，其中該戊醣包含至少一種選自由以下組成之群的糖：木糖、核糖、阿拉伯糖及其混合物。
實施例C29為實施例C1至C28中任一項之方法，其中該二羧酸包含C2至C6二羧酸。
實施例C30為實施例C29之方法，其中該二羧酸包含一或多種選自由以下組成之群的酸：草酸、丙醇二酸、丙二酸、酒石酸、丁二酸、木糖二酸、阿拉伯糖二酸、核糖二酸、戊二酸、葡糖二酸、己二酸及其混合物。
實施例C31為實施例C1至C30中任一項之方法，其中該二羧酸包含C6二羧酸。
實施例C32為實施例C1至C31中任一項之方法，其中該二羧酸包含葡糖二酸。
實施例C33為實施例C1至C32中任一項之方法，其中該二羧酸包含C5二羧酸。
實施例C34為實施例C1至C33中任一項之
方法，其中該二羧酸包含C5醛醣二酸。
實施例C35為實施例C34之方法，其中該C5醛醣二酸包含至少一種選自由以下組成之群的酸：木糖二酸、核糖二酸、阿拉伯糖二酸及其混合物。
實施例C36為實施例C1至C35中任一項之方法，其中該饋料混合物包含溶解於水中之該二羧酸及該第二組分。
實施例C37為實施例C1至C36中任一項之方法，其中該方法為連續分離方法。
實施例C38為實施例C1至C37中任一項之方法，其中該分離區為模擬移動床層析階段。
實施例C39為實施例C38之方法，其中該分離區包含多個層析床。
實施例C40為實施例C38或C39之方法，其中該模擬移動床層析階段包含依序模擬移動床層析。
實施例C41為實施例C38或C39之方法，其中該模擬移動床層析階段包含連續模擬移動床層析。
實施例C42為實施例C1至C41中任一項之方法，其中使該分離介質與該饋料混合物接觸；自該分離區移除該殘液；及自該分離介質溶離該二羧酸係連續進行。
實施例C43為實施例C1至C42中任一項之方法，其中該饋料混合物之溶解固體含量為至少約20重量%、至少約30重量%、至少約40重量%或至少約50重
量%或至少約60重量%。
實施例C44為實施例C1至C42中任一項之方法，其中該饋料混合物之溶解固體含量為約20重量%至約70重量%、約20重量%至約60重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約60重量%、約30重量%至約50重量%或約40重量%至約60重量%。
實施例C45為實施例C1至C44中任一項之方法，其中該第二組分包含混合物，該混合物包含葡糖酸、古羅糖醛酸、葡糖醛酸及一或多種酮基葡糖酸。
實施例C46為實施例C1至C45中任一項之方法，其中該溶離劑到達該分離區之流速為至少約1、至少約10、至少約50、至少約100、至少約500、至少約1000kg/h或至少10,000kg/h。
實施例C47為實施例C1至C46中任一項之方法，其進一步包括沖洗該分離介質。
實施例C48為實施例C1至C47中任一項之方法，其進一步包括將包含該二羧酸之該萃取物再循環至該分離區。
實施例D1為一種用於製備醛醣二酸之方法，該方法包括：在氧化反應區中在氧化催化劑存在下用氧氣氧化醛醣，以形成包含該醛醣二酸及該醛醣二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在該氧化催化劑存在下移除該氧化產物；及
製備包含如實施例A1-A58、B1-B58或C1-C48中任一項中所闡述之醛醣二酸的萃取物，其中該饋料混合物包含獲自該氧化產物之作為該二羧酸之該醛醣二酸及作為該第二組分的該醛醣二酸之正常路徑中間物。
實施例D2為實施例D1之方法，其進一步包括將該等正常路徑中間物再循環至該氧化反應區。
實施例D3為實施例D1或D2之方法，其中該醛醣二酸包含選自由以下組成之群的C5或C6酸：木糖二酸、葡糖二酸及其混合物。
實施例E1為一種用於製備葡糖二酸之方法，該方法包括：在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使葡萄糖與氧氣反應，以形成包含葡糖二酸及葡糖二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在該氧化催化劑存在下移除該氧化產物；及製備包含如實施例A1-A58、B1-B58或C1-C48中任一項中所闡述之葡糖二酸的萃取物，其中該饋料混合物包含獲自該氧化產物之作為該二羧酸之葡糖二酸及作為該第二組分的葡糖二酸之正常路徑中間物。
實施例E2為實施例E1之方法，其中在反應終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在該反應終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率不超過約30%、約40%、約45%、約50%或約60%。
實施例E3為實施例E1之方法，其中在反應
終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在該反應終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率為約30%至約65%、約30%至約60%、約30%至約50%、約40%至約65%、約40%至約60%、約50%至約65%或約50%至約60%。
實施例E4為實施例E1至E3中任一項之方法，其中在反應終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在該反應終點，作為(a)葡糖二酸、葡糖酸、古羅糖醛酸及葡糖醛酸之莫耳產率與(b)未轉化葡萄糖之百分比的總和的正常路徑百分比為至少約60%、至少約70%、至少約75%或至少約80%、至少約85%或至少約90%。
實施例E5為實施例E1至E3中任一項之方法，其中在反應終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在該反應終點，作為(a)葡糖二酸、葡糖酸、古羅糖醛酸及葡糖醛酸與(b)未轉化葡萄糖之百分比的總和的正常路徑百分比為約60%至約100%、約65%至約100%、約70%至約100%、約60%至約99%、約65%至約99%、約70%至約99%、約60%至約95%、約65%至約95%或約70%至約95%。
實施例E6為實施例E1至E5中任一項之方法，其進一步包括將該等正常路徑中間物再循環至該氧化反應區。
實施例E7為實施例E1至E6中任一項之方法，其中未轉化葡萄糖與該等正常路徑中間物一起再循環
至該氧化反應區。
實施例F1為一種用於製備葡糖二酸之方法，該方法包括：在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使葡萄糖與氧氣反應，以形成包含葡糖二酸及葡糖二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在反應終點，在該氧化催化劑存在下移除該氧化產物，其中在該反應終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率不超過約30%、約40%、約45%、約50%或約60%，且在該反應終點，作為(a)葡糖二酸、葡糖酸、古羅糖醛酸及葡糖醛酸之莫耳產率與(b)未轉化葡萄糖之百分比的總和的正常路徑百分比為至少約60%、至少約70%、至少約75%或至少約80%、至少約85%或至少約90%；將在該氧化產物中獲得之葡糖二酸產物與葡糖二酸之正常路徑中間物分離；及將該等正常路徑中間物再循環至該氧化反應區。
實施例F2為實施例F1之方法，其中在反應終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在該反應終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率為約30%至約65%、約30%至約60%、約30%至約50%、約40%至約65%、約40%至約60%、約50%至約65%或約50%至約60%。
實施例F3為實施例F1或F2之方法，其中在反應終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在
該反應終點，正常路徑百分比為約60%至約100%、約65%至約100%、約70%至約100%、約60%至約99%、約65%至約99%、約70%至約99%、約60%至約95%、約65%至約95%或自約70%至約95%。
實施例F4為實施例F1至F3中任一項之方法，其中未轉化葡萄糖與該等正常路徑中間物一起再循環至該氧化反應區。
實施例F5為實施例F1至F3中任一項之方法，其中該葡糖二酸產物為根據如實施例A1-A58、B1-B58或C1-C48中任一項所闡述之分離方法製備之萃取物，其中該饋料混合物包含獲自該氧化產物之作為該二羧酸之葡糖二酸及作為該第二組分的葡糖二酸之正常路徑中間物。
實施例G1為一種分離介質，其包含呈二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
實施例G2為實施例G1之分離介質，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含C2-C6二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂。
實施例G3為實施例G1之分離介質，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含醛醣二酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂。
實施例G4為實施例G2之分離介質，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂為選自由以下組成之群的形式：草酸鹽、丙醇二酸鹽、丙二酸鹽、酒石酸
鹽、丁二酸鹽、木糖二酸鹽、阿拉伯糖二酸鹽、核糖二酸鹽、戊二酸鹽、葡糖二酸鹽、己二酸鹽及其混合物。
實施例G5為實施例G4之分離介質，其中該形式之該陰離子交換層析樹脂為該葡糖二酸鹽形式。
實施例G6為實施例G4之分離介質，其中該形式之該陰離子交換層析樹脂為該木糖二酸鹽形式。
實施例G7為實施例G1至G6中任一項之分離介質，其中該樹脂包含苯乙烯-二乙烯基苯(DVB)共聚物。
實施例G8為實施例G1至G6中任一項之分離介質，其中該樹脂包含丙烯腈、丙烯酸或甲基丙烯酸之交聯聚合物或共聚物。
實施例G9為實施例G1至G8中任一項之分離介質，其中該樹脂包含丙烯酸酯-二乙烯基苯(DVB)共聚物或丙烯酸甲酯-二乙烯基苯(DVB)共聚物。
實施例H1為一種用於製備己二酸之方法，該方法包括：在含鹵素化合物及催化劑存在下在加氫脫氧反應區中，使至少一部分在實施例E1至E7或F1至F4中任一項之方法中所獲得的該葡糖二酸及其內酯與氫氣反應，以形成己二酸。
實施例I1為一種葡糖二酸產物，其包含：約20重量%至約65重量%葡糖二酸，約25重量%至約70重量%葡糖酸，
小於約10重量%之一或多種酮基葡糖酸，小於約5重量%之一或多種C2-C5二酸，及小於約5重量%葡萄糖，其中各重量百分比係以該葡糖二酸產物之溶解固體含量計。
實施例I2為實施例I1之葡糖二酸產物，其進一步包含以溶解固體含量計約1重量%至約10重量%或約1重量%至約5重量%古羅糖醛酸。
實施例I3為實施例I1或I2之葡糖二酸產物，其中葡糖二酸濃度為溶解固體含量之約25重量%至約65重量%葡糖二酸、約30重量%至約65重量%葡糖二酸、約40重量%至約65重量%、約40重量%至約60重量%、約45重量%至約65重量%、約45重量%至約60重量%、約50重量%至約65重量%或約50重量%至約60重量%。
實施例I4為實施例I1至I3中任一項之葡糖二酸產物，其中葡糖酸濃度為溶解固體含量之約25重量%至約65重量%、約25重量%至約60重量%、約25重量%至約55重量%、約25重量%至約50重量%、約25重量%至約45重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約65重量%、約30重量%至約60重量%、約30重量%至約55重量%、約30重量%至約50重量%、約30重量%至約45重量%、約30重量%至約40重量%或約50重量%至約70重量%。
實施例I5為實施例I1至I4中任一項之葡糖
二酸產物，其中該酮基葡糖酸之濃度為溶解固體含量之小於約5重量%、約1重量%至約10重量%或約1重量%至約5重量%。
實施例I6為實施例I1至I5中任一項之葡糖二酸產物，其中該酮基葡糖酸為2-酮基葡糖酸，3-酮基葡糖酸，4-酮基葡糖酸及5-酮基葡糖酸。
實施例I7為實施例I1至I6中任一項之葡糖二酸產物，其中該等C2-C5二酸之濃度為溶解固體含量之約1重量%至約5重量%。
實施例I8為實施例I1至I7中任一項之葡糖二酸產物，其中葡萄糖濃度為溶解固體含量之小於約2.5重量%、約0.01重量%至約5重量%或約0.1重量%至約2.5重量%或約0.001重量%至約2.5重量%。
實施例I9為實施例I1至I8中任一項之葡糖二酸產物，其中該等C2-C5二酸包含木糖二酸、酒石酸、丙醇二酸及草酸。
實施例I10為實施例I1至I9中任一項之葡糖二酸產物，其進一步包含以溶解固體含量計約0.01重量%至約1重量%或約0.01重量%至約0.5重量%葡糖醛酸。
實施例I11為實施例I1至I10中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物具有以該葡糖二酸產物之總重量計小於約5重量%、小於約1重量%或小於約0.1重量%之未溶解固體含量。
實施例I12為實施例I1至I11中任一項之葡
糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物具有以該葡糖二酸產物之總重量計小於約1重量%、小於約0.1重量%、小於約0.01重量%、小於約0.001重量%、小於約1ppm或小於約0.1ppm之金屬含量。
實施例I13為實施例I1至I12中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物具有以該葡糖二酸產物之總重量計小於約1重量%、小於約0.1重量%、小於約0.01重量%、小於約0.001重量%、小於約1ppm或小於約0.1ppm之過渡金屬含量。
實施例I14為實施例I1至I13中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物具有以該葡糖二酸產物之總重量計小於約1重量%、小於約0.1重量%、小於約0.01重量%、小於約0.001重量%、小於約1ppm或小於約0.1ppm之貴金屬含量。
實施例J1為一種濃縮葡糖二酸產物，其包含：約85重量%至約99重量%葡糖二酸，小於約5重量%葡糖酸，小於約2.5重量%之一或多種酮基葡糖酸，小於約10重量%之一或多種C2-C5二酸，及小於約1重量%葡萄糖，其中各重量百分比係以該濃縮葡糖二酸產物之溶解固體含量計。
實施例J2為實施例J1之濃縮葡糖二酸產物，其進一步包含以溶解固體含量計約0.1重量%至約5重量
%或約0.1重量%至約2.5重量%古羅糖醛酸。
實施例J3為實施例J1或J2之濃縮葡糖二酸產物，其中葡糖二酸濃度為溶解固體含量之約90重量%至約99重量%或約90重量%至約95重量%。
實施例J4為實施例J1至J3中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中葡糖酸濃度為溶解固體含量之約1重量%至約5重量%或約1重量%至約2.5重量%。
實施例J5為實施例J1至J4中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中該酮基葡糖酸之濃度為溶解固體含量之小於約1重量%、小於約0.5重量%、小於約0.1、小於約0.01重量%或約0.01重量%至約1重量%。
實施例J6為實施例J1至J5中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中該酮基葡糖酸為2-酮基葡糖酸、3-酮基葡糖酸、4-酮基葡糖酸及5-酮基葡糖酸之混合物。
實施例J7為實施例J1至J6中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中該等C2-C5二酸之濃度為溶解固體含量之小於約7.5重量%、小於約5重量%、約1重量%至約10重量%、約1重量%至約7.5重量%或約2.5重量%至約7.5重量%。
實施例J8為實施例J1至J7中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中葡萄糖濃度為溶解固體含量之小於約0.5重量%、小於約0.1或小於約0.01重量%。
實施例J9為實施例J1至J8中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中該等C2-C5二酸為木糖二酸、酒石
酸、丙醇二酸及草酸。
當引入本發明之元素或其較佳實施例時，冠詞「一個(種)(a/an)」、「該(該等)(the/said)」旨在意謂存在一或多個(種)所述元素。術語「包含」、「包括」及「具有」旨在為包括端點或開放性的，且意謂可存在不同於所列元素之其他元素，且不排除未列舉之元素或步驟。
鑒於以上內容，將可見本發明之若干目標得以達成且其他有利結果得以實現。
由於在以上產物及方法中可作出各種變化而不會脫離本發明之範疇，故以上描述中所含之所有內容應視為說明性的且不具限制意義。
1‧‧‧氧化反應器饋料
2‧‧‧氧化反應區
3‧‧‧氧化產物
4‧‧‧濃縮區
5‧‧‧製程水
6‧‧‧濃縮物
7‧‧‧分離區
8‧‧‧溶離劑
9‧‧‧殘液
10‧‧‧萃取物
11‧‧‧濃縮區
12‧‧‧製程水
13‧‧‧濃縮萃取物
14‧‧‧吹掃
15‧‧‧補充水
16‧‧‧再循環回路
Claims (99)
- 一種用於製備包含二羧酸或其鹽之萃取物的方法，該方法包括：使分離區中之分離介質與包含該二羧酸或其鹽及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分該二羧酸或其鹽及該第二組分保留於該分離介質上；用溶離劑自該分離介質溶離至少一部分該第二組分，以形成包含該第二組分之殘液；自該分離區移除該殘液；及用包含水之溶離劑自該分離介質溶離該二羧酸或其鹽，以形成包含該二羧酸或其鹽之該萃取物，其中該分離介質包含二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該饋料混合物及該萃取物包含二羧酸。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含C2-C6二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含醛醣二酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂包含選自由以下組成之群的形式：草酸鹽、丙醇二酸鹽、丙二酸 鹽、酒石酸鹽、丁二酸鹽、木糖二酸鹽、阿拉伯糖二酸鹽、核糖二酸鹽、戊二酸鹽、葡糖二酸鹽、己二酸鹽及其混合物。
- 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之方法，其中該二羧酸鹽形式之該陰離子交換層析樹脂係藉由用二羧酸調節該陰離子交換層析樹脂來製備。
- 如申請專利範圍第6項之方法，其中用於調節該陰離子交換層析樹脂之該二羧酸包含存在於該饋料混合物中之二羧酸。
- 如申請專利範圍第7項之方法，其中用於調節該陰離子交換層析介質之該二羧酸包含存在於該饋料混合物中之最高濃度二羧酸。
- 如申請專利範圍第7項或第8項之方法，其中用於調節該陰離子交換層析介質之該二羧酸包含作為在該饋料混合物中具有最低pKa之二羧酸的二羧酸。
- 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項之方法，其中包含該二羧酸之該饋料混合物用於調節該陰離子交換層析介質。
- 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項之方法，其中該陰離子交換層析樹脂包含弱鹼性陰離子交換層析樹脂。
- 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項之方法，其中該陰離子交換層析樹脂包含約60%至約100%、約60%至約90%、約70%至約90%、約70%至約85%、約 70%至約80%或約75%至約80%弱鹼官能基。
- 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之方法，其中該陰離子交換層析樹脂包含約0%至約40%、約10%至約25%、約0%至約10%、約5%至約40%、約5%至約25%、約5%至約10%、約10%至約40%、約10%至約35%、約15%至約35%、約15%至約30%、約20%至約30%或約20%至約25%強鹼官能基。
- 如申請專利範圍第1項至第13項中任一項之方法，其中該萃取物包含該饋料混合物中至少約50重量%、至少約60重量%、至少約70重量%、至少約80重量%或至少約90重量%之二羧酸含量。
- 如申請專利範圍第1項至第13項中任一項之方法，其中該萃取物包含該饋料混合物中約55重量%至約100重量%、約55重量%至99重量%、約55重量%至約95重量%、約55重量%至約90重量%、約55重量%至約85重量%、約55重量%至約80重量%、約60重量%至約90重量%、約60重量%至約85重量%、約60重量%至約80重量%、約70重量%至約90重量%、約70重量%至約85重量%或約70重量%至約80重量%之二羧酸含量。
- 如申請專利範圍第1項至第15項中任一項之方法，其中該殘液包含該饋料混合物中至少約60重量%、至少約70重量%、至少約80重量%、至少約90重量%或至少約95重量%之第二組分含量。
- 如申請專利範圍第1項至第15項中任一項之方 法，其中該殘液包含該饋料混合物中約60重量%至約100重量%、約60重量%至約95重量%、約60重量%至約90重量%、約70重量%至約100重量%、約70重量%至約95重量%、約70重量%至約90重量%、約80重量%至約100重量%、約80重量%至約95重量%或約80重量%至約90重量%之第二組分含量。
- 如申請專利範圍第1項至第17項中任一項之方法，其中該饋料混合物中之二羧酸濃度為溶解固體含量之至少約20重量%、至少約30重量%、至少約40重量%或至少約50重量%。
- 如申請專利範圍第1項至第17項中任一項之方法，其中該饋料混合物中之二羧酸濃度為溶解固體含量之約20重量%至約70重量%、約20重量%至約60重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約60重量%、約40重量%至約70重量%或約40重量%至約60重量%。
- 如申請專利範圍第1項至第19項中任一項之方法，其中該饋料混合物中之第二組分濃度為溶解固體含量之約10重量%至約80重量%、約20重量%至約80重量%、約30重量%至約80重量%、約20重量%至約50重量%、約30重量%至約50重量%、約30重量%至約40重量%、約35重量%至約50重量%或約35重量%至約45重量%。
- 如申請專利範圍第1項至第20項中任一項之方法，其中該第二組分包含單羧酸。
- 如申請專利範圍第21項之方法，其中該單羧酸包含C1至C6單羧酸。
- 如申請專利範圍第1項至第22項中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的單羧酸：C2單羧酸、C3單羧酸、C4單羧酸、C5單羧酸、C6單羧酸及其混合物。
- 如申請專利範圍第1項至第23項中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的C6單羧酸：葡糖酸、古羅糖醛酸、葡糖醛酸及其混合物。
- 如申請專利範圍第1項至第24項中任一項之方法，其中該第二組分包含至少一種C5醛醣酸。
- 如申請專利範圍第25項之方法，其中該C5醛醣酸包含至少一種選自由以下組成之群的酸：木糖酸、核糖酸、阿拉伯糖酸及其混合物。
- 如申請專利範圍第1項至第26項中任一項之方法，其中該第二組分包含選自由以下組成之群的糖：戊醣、己醣及其混合物。
- 如申請專利範圍第1項至第27項中任一項之方法，其中該第二組分包含葡萄糖。
- 如申請專利範圍第1項至第28項中任一項之方法，其中該第二組分包含戊醣。
- 如申請專利範圍第29項之方法，其中該戊醣包含至少一種選自由以下組成之群的糖：木糖、核糖、阿拉伯糖及其混合物。
- 如申請專利範圍第1項至第30項中任一項之方法，其中該二羧酸包含C2至C6二羧酸。
- 如申請專利範圍第31項之方法，其中該二羧酸包含一或多種選自由以下組成之群的酸：草酸、丙醇二酸、丙二酸、酒石酸、丁二酸、木糖二酸、阿拉伯糖二酸、核糖二酸、戊二酸、葡糖二酸、己二酸及其混合物。
- 如申請專利範圍第1項至第32項中任一項之方法，其中該二羧酸包含C6二羧酸。
- 如申請專利範圍第1項至第33項中任一項之方法，其中該二羧酸包含葡糖二酸。
- 如申請專利範圍第1項至第34項中任一項之方法，其中該二羧酸包含C5二羧酸。
- 如申請專利範圍第1項至第35項中任一項之方法，其中該二羧酸包含C5醛醣二酸。
- 如申請專利範圍第36項之方法，其中該C5醛醣二酸包含至少一種選自由以下組成之群的酸：木糖二酸、核糖二酸、阿拉伯糖二酸及其混合物。
- 如申請專利範圍第1項至第37項中任一項之方法，其中該饋料混合物包含溶解於水中之該二羧酸及該第二組分。
- 如申請專利範圍第1項至第38項中任一項之方法，其中該方法為連續分離方法。
- 如申請專利範圍第1項至第39項中任一項之方法，其中該分離區為模擬移動床層析台。
- 如申請專利範圍第40項之方法，其中該分離區包含多個層析床。
- 如申請專利範圍第40項或第41項之方法，其中該模擬移動床層析階段包含依序模擬移動床層析。
- 如申請專利範圍第40項或第41項之方法，其中該模擬移動床層析階段包含連續模擬移動床層析。
- 如申請專利範圍第1項至第43項中任一項之方法，其中使該分離介質與該饋料混合物接觸；自該分離區移除該殘液；及自該分離介質溶離該二羧酸係連續進行。
- 如申請專利範圍第1項至第44項中任一項之方法，其中該饋料混合物中之溶解固體含量為至少約20重量%、至少約30重量%、至少約40重量%或至少約50重量%或至少約60重量%。
- 如申請專利範圍第1項至第44項中任一項之方法，其中該饋料混合物之溶解固體含量為約20重量%至約70重量%、約20重量%至約60重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約60重量%、約30重量%至約50重量%或約40重量%至約60重量%。
- 如申請專利範圍第1項至第46項中任一項之方法，其中該第二組分包含混合物，該混合物包含葡糖酸、古羅糖醛酸、葡糖醛酸及一或多種酮基葡糖酸。
- 如申請專利範圍第1項至第47項中任一項之方法，其中該溶離劑到達該分離區之流速為至少約1、至少約10、至少約50、至少約100、至少約500、至少約 1000kg/h或至少10,000kg/h。
- 如申請專利範圍第1項至第48項中任一項之方法，其進一步包括沖洗該分離介質。
- 如申請專利範圍第1項至第49項中任一項之方法，其進一步包括將包含該二羧酸之該萃取物再循環至該分離區。
- 一種用於製備醛醣二酸之方法，該方法包括：在氧化反應區中在氧化催化劑存在下用氧氣氧化醛醣，以形成包含該醛醣二酸及該醛醣二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在該氧化催化劑存在下移除該氧化產物；及根據如申請專利範圍第1項至第50項中任一項之方法製備包含該醛醣二酸之萃取物，其中該饋料混合物包含獲自該氧化產物之作為該二羧酸之該醛醣二酸及作為該第二組分之該醛醣二酸之正常路徑中間物。
- 如申請專利範圍第51項之方法，其進一步包括將該等正常路徑中間物再循環至該氧化反應區。
- 如申請專利範圍第51項或第52項之方法，其中該醛醣二酸包含選自由以下組成之群的C5或C6酸：木糖二酸、葡糖二酸及其混合物。
- 如申請專利範圍第53項之方法，其中該醛醣包含葡萄糖，且該醛醣二酸包含葡糖二酸。
- 如申請專利範圍第54項之方法，其中在反應終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在該反應 終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率不超過約30%、約40%、約45%、約50%或約60%。
- 如申請專利範圍第54項之方法，其中在反應終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在該反應終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率為約30%至約65%、約30%至約60%、約30%至約50%、約40%至約65%、約40%至約60%、約50%至約65%或約50%至約60%。
- 如申請專利範圍第54項至第56項中任一項之方法，其中在反應終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在該反應終點，作為(a)葡糖二酸、葡糖酸、古羅糖醛酸及葡糖醛酸之莫耳產率與(b)未轉化葡萄糖之百分比的總和的正常路徑百分比為至少約60%、至少約70%、至少約75%或至少約80%、至少約85%或至少約90%。
- 如申請專利範圍第54項至第56項中任一項之方法，其中在反應終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在該反應終點，作為(a)葡糖二酸、葡糖酸、古羅糖醛酸及葡糖醛酸之莫耳產率與(b)未轉化葡萄糖之百分比的總和的正常路徑百分比為約60%至約100%、約65%至約100%、約70%至約100%、約60%至約99%、約65%至約99%、約70%至約99%、約60%至約95%、約65%至約95%或約70%至約95%。
- 如申請專利範圍第54項至第58項中任一項之方法，其中未轉化葡萄糖與該等正常路徑中間物一起再循環至該氧化反應區。
- 一種用於製備葡糖二酸之方法，該方法包括：在氧化反應區中在氧化催化劑存在下使葡萄糖與氧氣反應，以形成包含葡糖二酸及葡糖二酸之正常路徑中間物的氧化產物；在反應終點，在該氧化催化劑存在下移除該氧化產物，其中在該反應終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率不超過約30%、約40%、約45%、約50%或約60%，且在該反應終點，作為(a)葡糖二酸、葡糖酸、古羅糖醛酸及葡糖醛酸之莫耳產率與(b)未轉化葡萄糖之百分比的總和的正常路徑百分比為至少約60%、至少約70%、至少約75%或至少約80%、至少約85%或至少約90%；將在該氧化產物中獲得之葡糖二酸產物與葡糖二酸之正常路徑中間物分離；及將該等正常路徑中間物再循環至該氧化反應區。
- 如申請專利範圍第62項之方法，其中在反應終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在該反應終點，葡糖二酸及其內酯之莫耳產率為約30%至約65%、約30%至約60%、約30%至約50%、約40%至約65%、約40%至約60%、約50%至約65%或約50%至約60%。
- 如申請專利範圍第60項或第61項之方法，其中在反應終點該氧化產物在該氧化催化劑存在下移除，其中在該反應終點，正常路徑百分比為約60%至約100%、約65%至約100%、約70%至約100%、約60%至約99%、約65%至約99%、約70%至約99%、約60%至約95%、約 65%至約95%或約70%至約95%。
- 如申請專利範圍第60項至第62項中任一項之方法，其中未轉化葡萄糖與該等正常路徑中間物一起再循環至該氧化反應區。
- 如申請專利範圍第60項至第63項中任一項之方法，其中該葡糖二酸產物為根據如申請專利範圍第1項至第50項中任一項中所闡述之分離方法製備之萃取物，其中該饋料混合物包含獲自該氧化產物之作為該二羧酸之葡糖二酸及作為該第二組分之葡糖二酸之正常路徑中間物。
- 一種用於製備己二酸之方法，該方法包括：在加氫脫氧反應區中，在含鹵素化合物及催化劑存在下，使至少一部分在如申請專利範圍第54項至第64項中任一項之方法中所獲得之葡糖二酸及其內酯與氫氣反應，以形成己二酸。
- 一種葡糖二酸產物，其包含：約20重量%至約65重量%葡糖二酸或其鹽，約25重量%至約70重量%葡糖酸或其鹽，小於約10重量%之一或多種酮基葡糖酸或其鹽，小於約5重量%之一或多種C2-C5二酸或其鹽，及小於約5重量%葡萄糖，其中各重量百分比係以該葡糖二酸產物之溶解固體含量計。
- 如申請專利範圍第66項之葡糖二酸產物，其進一步包含以溶解固體含量計約1重量%至約20重量%、約1重量%至約15重量%、約1重量%至約10重量%、約1 重量%至約5重量%、約5重量%至約20重量%、約5重量%至約15重量%或約5重量%至約10重量%古羅糖醛酸。
- 如申請專利範圍第66項或第67項之葡糖二酸產物，其中葡糖二酸濃度為溶解固體含量之約25重量%至約65重量%葡糖二酸、約30重量%至約65重量%葡糖二酸、約40重量%至約65重量%、約40重量%至約60重量%、約45重量%至約65重量%、約45重量%至約60重量%、約50重量%至約65重量%或約50重量%至約60重量%。
- 如申請專利範圍第66項至第68項中任一項之葡糖二酸產物，其中葡糖酸濃度為溶解固體含量之約25重量%至約65重量%、約25重量%至約60重量%、約25重量%至約55重量%、約25重量%至約50重量%、約25重量%至約45重量%、約30重量%至約70重量%、約30重量%至約65重量%、約30重量%至約60重量%、約30重量%至約55重量%、約30重量%至約50重量%、約30重量%至約45重量%、約30重量%至約40重量%或約50重量%至約70重量%。
- 如申請專利範圍第66項至第69項中任一項之葡糖二酸產物，其中該等酮基葡糖酸之濃度為溶解固體含量之小於約5重量%、約1重量%至約10重量%或約1重量%至約5重量%。
- 如申請專利範圍第66項至第70項中任一項之葡 糖二酸產物，其中該等酮基葡糖酸為2-酮基葡糖酸、3-酮基葡糖酸、4-酮基葡糖酸及5-酮基葡糖酸。
- 如申請專利範圍第66項至第71項中任一項之葡糖二酸產物，其中該等C2-C5二酸之濃度為溶解固體含量之約1重量%至約5重量%。
- 如申請專利範圍第66項至第72項中任一項之葡糖二酸產物，其中葡萄糖濃度為溶解固體含量之小於約2.5重量%、約0.01重量%至約5重量%或約0.1重量%至約2.5重量%或約0.001重量%至約2.5重量%。
- 如申請專利範圍第66項至第73項中任一項之葡糖二酸產物，其中該等C2-C5二酸包含木糖二酸、酒石酸、丙醇二酸及草酸。
- 如申請專利範圍第66項至第74項中任一項之葡糖二酸產物，其進一步包含以溶解固體含量計約0.01重量%至約1重量%或約0.01重量%至約0.5重量%葡糖醛酸。
- 如申請專利範圍第66項至第75項中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物包含：約30重量%至約50重量%葡糖二酸，約20重量%至約45重量%葡糖酸，約5重量%至約15重量%古羅糖醛酸，小於約2重量%之葡糖醛酸，小於約6重量%之一或多種酮基葡糖酸，小於約5重量%之一或多種C2-C5二酸，及 小於約2重量%葡萄糖，其中各重量百分比係以該葡糖二酸產物之溶解固體含量計。
- 如申請專利範圍第66項至第79項中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物包含：約35重量%至約45重量%葡糖二酸，約25重量%至約40重量%葡糖酸，約5重量%至約15重量%古羅糖醛酸，小於約2重量%之葡糖醛酸，小於約6重量%之一或多種酮基葡糖酸，小於約5重量%之一或多種C2-C5二酸，及小於約2重量%葡萄糖，其中各重量百分比係以該葡糖二酸產物之溶解固體含量計。
- 如申請專利範圍第66項至第77項中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物具有以該葡糖二酸產物之總重量計小於約5重量%、小於約1重量%或小於約0.1重量%之未溶解固體含量。
- 如申請專利範圍第66項至第78項中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物具有以該葡糖二酸產物之總重量計小於約1重量%、小於約0.1重量%、小於約0.01重量%、小於約0.001重量%、小於約1ppm或小於約0.1ppm之金屬含量。
- 如申請專利範圍第66項至第79項中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物具有以該葡糖二酸產物之總重量計小於約1重量%、小於約0.1重量%、小於約 0.01重量%、小於約0.001重量%、小於約1ppm或小於約0.1ppm之過渡金屬含量。
- 如申請專利範圍第66項至第80項中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物具有以該葡糖二酸產物之總重量計小於約1重量%、小於約0.1重量%、小於約0.01重量%、小於約0.001重量%、小於約1ppm或小於約0.1ppm之貴金屬含量。
- 如申請專利範圍第66項至第81項中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物基本上不含硝酸及其鹽。
- 如申請專利範圍第66項至第82項中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物含有小於約0.1重量%或小於約0.01重量%之硝酸及其鹽。
- 如申請專利範圍第66項至第83項中任一項之葡糖二酸產物，其中該葡糖二酸產物不含硝酸及其鹽。
- 一種濃縮葡糖二酸產物，其包含：約85重量%至約99重量%葡糖二酸或其鹽，小於約5重量%葡糖酸或其鹽，小於約2.5重量%之一或多種酮基葡糖酸或其鹽，小於約10重量%或一或多種C2-C5二酸或其鹽，及小於約1重量%葡萄糖，其中各重量百分比係以該濃縮葡糖二酸產物之溶解固體含量計。
- 如申請專利範圍第85項之濃縮葡糖二酸產物，其進一步包含以溶解固體含量計約0.1重量%至約5重量 %或約0.1重量%至約2.5重量%古羅糖醛酸。
- 如申請專利範圍第85項或第86項之濃縮葡糖二酸產物，其中葡糖二酸濃度為溶解固體含量之約90重量%至約99重量%或約90重量%至約95重量%。
- 如申請專利範圍第85項至第87項中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中葡糖酸濃度為溶解固體含量之約1重量%至約5重量%或約1重量%至約2.5重量%。
- 如申請專利範圍第85項至第88項中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中該等酮基葡糖酸之濃度為溶解固體含量之小於約1重量%、小於約0.5重量%、小於約0.1、小於約0.01重量%或約0.01重量%至約1重量%。
- 如申請專利範圍第85項至第89項中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中該等酮基葡糖酸為2-酮基葡糖酸、3-酮基葡糖酸、4-酮基葡糖酸及5-酮基葡糖酸之混合物。
- 如申請專利範圍第85項至第90項中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中該等C2-C5二酸之濃度為溶解固體含量之小於約7.5重量%、小於約5重量%、約1重量%至約10重量%、約1重量%至約7.5重量%或約2.5重量%至約7.5重量%。
- 如申請專利範圍第85項至第91項中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中葡萄糖濃度為溶解固體含量之小於約0.5重量%、小於約0.1或小於約0.01重量%。
- 如申請專利範圍第85項至第92項中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中該等C2-C5二酸為木糖二酸、酒石 酸、丙醇二酸及草酸。
- 如申請專利範圍第85項至第93項中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中該濃縮葡糖二酸產物基本上不含硝酸及其鹽。
- 如申請專利範圍第85項至第94項中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中該濃縮葡糖二酸產物含有小於約0.1重量%或小於約0.01重量%之硝酸及其鹽。
- 如申請專利範圍第85項至第95項中任一項之濃縮葡糖二酸產物，其中該濃縮葡糖二酸產物不含硝酸及其鹽。
- 一種用於製備包含二羧酸或其鹽之萃取物的方法，該方法包括：使分離區中之分離介質與包含二羧酸或其鹽及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分該二羧酸或其鹽及該第二組分保留於該分離介質上；用包含水之溶離劑自該分離介質溶離至少一部分該第二組分，以形成包含該第二組分之殘液；自該分離區移除該殘液；及用該包含水之溶離劑自該分離介質溶離該二羧酸或其鹽，以形成包含該二羧酸或其鹽之該萃取物，其中在與該分離介質接觸之前，該溶離劑之外來酸濃度小於約1重量%、小於約0.5重量%，小於約0.2重量%，小於約0.1重量%，小於約0.05重量%或小於約0.01重量%。
- 一種用於製備包含二羧酸或其鹽之萃取物的方法，該方法包括：使分離區中之分離介質與包含二羧酸或其鹽及第二組分之饋料混合物接觸，其中至少一部分該二羧酸或其鹽及該第二組分保留於該分離介質上；用溶離劑自該分離介質溶離至少一部分該第二組分，以形成包含該第二組分之殘液；自該分離區移除該殘液；及用該溶離劑自該分離介質溶離該二羧酸或其鹽，以形成包含該二羧酸或其鹽之該萃取物，其中該溶離劑為(i)補充水及/或(ii)包含水及視情況存在之饋料混合物成分的製程水。
- 一種分離介質，其包含呈二羧酸鹽形式之陰離子交換層析樹脂。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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