丙酮缩二丁醇的制备

背景及概述^[1]

丙酮缩二丁醇可用作有机合成中间体和医药合成中间体，主要用作实验室研发和化工医药合成过程中。如果吸入丙酮缩二丁醇，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。

制备^[1]

丙酮缩二丁醇制备如下：

1)制备正丁醇。

底物是玉米穗轴，将穗轴（5.5吨）在STAKE机器中在13至14巴的压力下连续蒸汽预处理3分钟。将分成两个等同批次的预处理生物质在25m3反应器中用TrichodermareseiiCL847的纤维素酶以每克干物质30FPU（滤纸单位）的速率进行酶水解24小时。在操作结束时和两个水解产物组合后，通过离心和50m3澄清的水解产物除去悬浮的不溶物质，其糖组成如下：葡萄糖41.5g/l，木糖23g/l得到阿拉伯糖和1g/l。糖水解产物补充有0.5g/lKH2PO4，0.2g/lMgSO4，7H2O，10mgFeSO4，7H2O和3g/l酵母提取物。

在110℃下对水解产物灭菌40分钟后，在严格的无菌条件下，以5％（v/v）的接种率接种丙酮丁醇梭菌NCIB2951菌株的预培养物。在酸性生长阶段期间，通过添加氨水将pH值设定为5.5。培养50小时后，得到最终必须含有7.8克/升丙酮，12.4克/升丁醇和0.3克/升乙醇，释放的气体代表31升/升培养基。在加热至97℃后，必须将发酵送至蒸馏。在该分离阶段，夹带蒸汽中的丁醇，丙酮和90％乙醇。冷凝物含有约50％（v/v）水和50％溶剂。将其送至ABE蒸馏，其中乙醇加丙酮与水和丁醇分离。然后“丙酮-乙醇”蒸馏分离这两种产物。倾析出ABE蒸馏残余物，以分离丁醇和水。在该过程结束时，获得362升丙酮，575升丁醇和12升乙醇。

2）将步骤中制备的全部正丁醇，即575升或约465.7kg（6294摩尔）加入装有搅拌系统，回流塔和包括水冷盘管系统的温度控制系统的反应器中。。然后引入115升，即从实施例1中收集的丙酮中取出的约91kg（1573摩尔）丙酮，以及3kgAmberlyst15磺酸树脂，即约14摩尔当量的酸官能团。将介质保持搅拌1小时，同时控制温度以保持在环境温度，然后使介质回流6小时。在返回到环境温度后，通过过滤器的重力使反应器排空，以便将固体催化剂留在反应器中。然后将得到的混合物送至蒸馏塔，在此处分离残留的丙酮，过量的正丁醇和冷凝水，得271kg丙酮缩二丁醇的液体。

主要参考资料

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