Способ получения метилметакрилата - RU2019119200A
Код документа: RU2019119200A
Формула
1. Способ получения метилметакрилата (MMA), где способ включает этапы:
a) получения микроорганизмов в ферментационной среде в условиях, в которых указанные микроорганизмы продуцируют сложный C3-C12-эфир метакриловой кислоты;
b) получения органической фазы в контакте с ферментационной средой, где указанная органическая фаза содержит сложный C3-C12-эфир метакриловой кислоты в более высокой концентрации, чем концентрация в ферментационной среде;
c) удаления органической фазы, содержащей указанный сложный C3-C12-эфир метакриловой кислоты, из контакта с ферментационной средой; и
d) переэтерификации выделенного сложного C3-C12-эфира метакриловой кислоты с метанолом, необязательно после отделения от органической фазы, с получением метилметакрилата.
2. Способ по п. 1, где сложный эфир метакриловой кислоты выбран из сложного C3-C12-алкилового, гидроксиалкилового, алкенилового, алкиларилового или алкениларилового эфира метакриловой кислоты.
3. Способ по п. 1 или 2, где сложный эфир метакриловой кислоты выбран из н-пропил-, изопропил-, изобутил-, н-бутил-, трет-бутил-, изопентил-, гексил-, циклогексил-, гептил-, октил-, 2-этилгексил-, децил-, додецил-, гидроксиэтил-, гидроксипропил-, изоборнил-, аллил- или циннамилметакрилата, более предпочтительно, изопропил- или н-бутилметакрилата.
4. Способ по любому из пп. 1-3, где микроорганизм включает E. coli, Corynebacterium glutamicum, Pseudomonas fluorescens или Pseudomonas putida.
5. Способ по любому из пп. 1-4, где микроорганизм генетически модифицирован с получением более сложного C3-C12-эфира метакриловой кислоты, чем у дикого типа.
6. Способ по любому из пп. 1-5, где микроорганизм экспрессирует один или несколько ферментов, которые могут преобразовывать изобутирил-КоА в метакрилил-КоА.
7. Способ по любому из пп. 1-6, где микроорганизм экспрессирует один или несколько ферментов, которые могут преобразовывать метакрилил-КоА в сложный C3-C12-эфир метакриловой кислоты, более типично - в сложный C3-C8-эфир метакриловой кислоты, как правило, в присутствии подходящего C3-C12-, более типично, C3-C8-спирта.
8. Способ по любому из пп. 1-7, где микроорганизм экспрессирует ферменты оксидазу, дегидрогеназу или оксидоредуктазу и фермент алкогольацилтрансферазу.
9. Способ по п. 8, где оксидаза представляет собой ацил-КоА-оксидазу.
10. Способ по п. 8 или 9, где оксидаза представляет собой ACX4 Arabidopsis thaliana.
11. Способ по любому из пп. 1-10, где микроорганизм экспрессирует один или несколько ферментов, которые могут преобразовывать 2-кетоизовалериановую кислоту в изобутирил-КоА.
12. Способ по п. 11, где фермент включает ферментный комплекс дегидрогеназы кетокислот с разветвленной цепью или фермент оксидоредуктазу.
13. Способ по п. 12, где ферментный комплекс дегидрогеназы кетокислот с разветвленной цепью включает дегидрогеназу кетокислот с разветвленной цепью (BCKD) P. putida, BCKD Bacillus subtilis, BCKD P. aeuruginosa, BCKD A. thaliana, BCKD Streptomyces coelicolor или BCKD from Thermus thermophiles.
14. Способ по любому из пп. 1-13, где переэтерификация на этапе d) происходит в присутствии метанола и катализатора.
15. Способ по п. 14, где катализатор представляет собой основный катализатор.
16. Способ по п. 14 или 15, где катализатор выбран из оксида, гидроксида, карбоната, ацетата (ацетаноата), оксалата, алкоксида, гидрокарбоната, четвертичного аммонийного соединения одного из указанных выше, алкил- или фениламина, диазабициклоундецена и диазабициклононана.
17. Способ по любому из пп. 14-16, где катализатор выбран из одного или нескольких из приводимых ниже: LiOH, NaOH, KOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2, CsOH, Sr(OH)2, RbOH, NH4OH, Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, Rb2CO3, Cs2CO3, MgCO3, CaCO3, SrCO3, BaCO3, (NH4)2CO3, LiHCO3, NaHCO3, KHCO3, RbHCO3, CsHCO3, Mg(HCO3)2, Ca(HCO3)2, Sr(HCO3)2, Ba(HCO3)2, NH4HCO3, Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O, MgO, CaO, SrO, BaO, Li(OR1), Na(OR1), K(OR1), Rb(OR1), Cs(OR1), Mg(OR1)2, Ca(OR1)2, Sr(OR1)2, Ba(OR1)2, NH4(OR1), где R1 представляет собой любую разветвленную, неразветвленную или циклическую алкильную группу, необязательно замещенную одной или несколькими функциональными группами; NH4(R2CO2), Li(R2CO2), Na(R2CO2), K(R2CO2), Rb(R2CO2), Cs(R2CO2), Mg(R2CO2)2, Ca(R2CO2)2, Sr(R2CO2)2 или Ba(R2CO2)2, где R2CO2 представляет собой ацетат; (NH4)2(CO2R3CO2), Li2(CO2R3CO2), Na2( CO2R3CO2), K2(CO2R3CO2), Rb2(CO2R3CO2), Cs2(CO2R3CO2), Mg(CO2R3CO2), Ca(CO2R3CO2), Sr(CO2R3CO2), Ba(CO2R3CO2), (NH4)2(CO2R3CO2), где CO2R3CO2 представляет собой оксалат; метиламин, этиламин, пропиламин, бутиламин, пентиламин, гексиламин, циклогексиламин, анилин; R4NOH, где R представляет собой метил, этил, пропил, бутил; диазабициклоундецен и диазабициклононан.
18. Способ по любому из пп. 14-17, где катализатор выбран из солей металлов группы I или группы II.
19. Способ по любому из пп. 14-18, где катализатор выбран из оксидов, гидроксидов, карбонатов, ацетатов, оксалатов, алкоксидов и гидрокарбонатов металлов группы I или группы II.
20. Способ по любому из пп. 14-19, где катализатор представляет собой соль металла группы I.
21. Способ по любому из пп. 14-20, где катализатор представляет собой метоксид металла группы I.
22. Способ по любому из пп. 14-21, где катализатор представляет собой гомогенный катализатор.
23. Способ по любому из пп. 14-22, где катализатор выбран из группы, состоящей из метоксида натрия, метоксида лития, метоксида калия, гидроксида натрия, гидроксида лития, гидроксида калия и их смесей.
24. Способ по любому из пп. 1-23, где переэтерификация на этапе d) происходит в условиях, где молярный % воды относительно катализатора составляет меньше или равно 50%, например, 40%, 30%, 35%, 20%, 10%, 5%, 4%, 3%, 2% или 1%.
25. Способ по любому из пп. 1-24, где до переэтерификации на этапе d) проводят этап сушки органической фазы, необязательно, посредством возгонки.
26. Способ по любому из пп. 1-25, где переэтерификация на этапе d) происходит в отсутствие воды.
27. Способ по любому из пп. 1-26, где титр сложного C3-C12-эфира метакриловой кислоты в ферментационной среде составляет приблизительно 220 мг/л.
28. Способ по любому из пп. 1-27, где органическая фаза, указанная на этапе b), обеспечена сложным C3-C12-эфиром метакриловой кислоты, продуцируемым микроорганизмом.
29. Способ по любому из пп. 1-28, где органическая фаза, указанная на этапе b), содержит внешний органический растворитель в контакте с ферментационной средой.
30. Способ по п. 29, где органический растворитель является биосовместимым.
31. Способ по п. 29 или 30, где значение logPo/w органического растворителя больше или равно 3,0.
32. Способ по любому из пп. 29-31, где растворитель выбран из группы, состоящей из трибутирина, изопропилбензола, н-пропилбензола, циклогептана, гексана, гептана, циклооктана, изооктана, 1,4-диизопропилбензола, октана, нонана, декана, ундекана, додекана и их смесей.
33. Способ по любому из пп. 1-32, где способ дополнительно включает очистку сложного C3-C12-эфира метакриловой кислоты в указанной органической фазе.
