141-72-0 / 丙酮縮二丁醇的制備

背景及概述^[1]

丙酮縮二丁醇可用作有機合成中間體和醫藥合成中間體，主要用作實驗室研發和化工醫藥合成過程中。如果吸入丙酮縮二丁醇，請將患者移到新鮮空氣處；如果皮膚接觸，應脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚，如有不適感，就醫；如果眼晴接觸，應分開眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗，并立即就醫；如果食入，立即漱口，禁止催吐，應立即就醫。

制備^[1]

丙酮縮二丁醇制備如下：

1)制備正丁醇。

底物是玉米穗軸，將穗軸（5.5噸）在STAKE機器中在13至14巴的壓力下連續蒸汽預處理3分鐘。將分成兩個等同批次的預處理生物質在25m3反應器中用TrichodermareseiiCL847的纖維素酶以每克干物質30FPU（濾紙單位）的速率進行酶水解24小時。在操作結束時和兩個水解產物組合后，通過離心和50m3澄清的水解產物除去懸浮的不溶物質，其糖組成如下：葡萄糖41.5g/l，木糖23g/l得到阿拉伯糖和1g/l。糖水解產物補充有0.5g/lKH2PO4，0.2g/lMgSO4，7H2O，10mgFeSO4，7H2O和3g/l酵母提取物。

在110℃下對水解產物滅菌40分鐘后，在嚴格的無菌條件下，以5％（v/v）的接種率接種丙酮丁醇梭菌NCIB2951菌株的預培養物。在酸性生長階段期間，通過添加氨水將pH值設定為5.5。培養50小時后，得到最終必須含有7.8克/升丙酮，12.4克/升丁醇和0.3克/升乙醇，釋放的氣體代表31升/升培養基。在加熱至97℃后，必須將發酵送至蒸餾。在該第一分離階段，夾帶蒸汽中的丁醇，丙酮和90％乙醇。冷凝物含有約50％（v/v）水和50％溶劑。將其送至ABE蒸餾，其中乙醇加丙酮與水和丁醇分離。然后“丙酮-乙醇”蒸餾分離這兩種產物。傾析出ABE蒸餾殘余物，以分離丁醇和水。在該過程結束時，獲得362升丙酮，575升丁醇和12升乙醇。

2）將步驟中制備的全部正丁醇，即575升或約465.7kg（6294摩爾）加入裝有攪拌系統，回流塔和包括水冷盤管系統的溫度控制系統的反應器中。。然后引入115升，即從實施例1中收集的丙酮中取出的約91kg（1573摩爾）丙酮，以及3kgAmberlyst15磺酸樹脂，即約14摩爾當量的酸官能團。將介質保持攪拌1小時，同時控制溫度以保持在環境溫度，然后使介質回流6小時。在返回到環境溫度后，通過過濾器的重力使反應器排空，以便將固體催化劑留在反應器中。然后將得到的混合物送至蒸餾塔，在此處分離殘留的丙酮，過量的正丁醇和冷凝水，得271kg丙酮縮二丁醇的液體。

主要參考資料

[1] US8870982 Process for transformation of biomass into products containing acetal groups and their use as biofuels