[發明專利]一種以脂肪酸或其衍生物為原料制備得到的長碳鏈二元酸及其制備方法

有效

• 申請號: 200610029784.6
• 申請日: 2006-08-07
• 公開（公告）號: CN101121653A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 李乃強;胡兵;邱勇雋
• 申請（專利權）人: 上海凱賽生物技術研發中心有限公司;上海凱賽控股有限公司
• 主分類號: C07C55/02
• 分類號: C07C55/02;C07C57/13;C12P7/44;C12R1/74
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳學雯

技術領域

本發明提供一種以脂肪酸或其衍生物為原料制備得到的長碳鏈二元酸產品，以及相應的該產品的制備方法。該方法制備得到的二元酸可以替代目前大量使用的化學法制備的長碳鏈二元酸或者以烷烴為原料制備的長碳鏈二元酸，可以用于生產特種尼龍、聚碳酸酯、粉末涂料、香料、熱熔膠、特種潤滑劑等，可作為合成香料、工程塑料、耐寒增塑劑、高級潤滑油和聚酰胺熱熔膠、粉末涂料等產品的重要原料。

背景技術

長碳鏈二元酸(DCA)是一系列特種合成材料的基礎單體原料。長碳鏈二元酸作為二元酸中的一個分支，除了具有二元酸的通性外，還擁有長烷基鏈賦與它的一些特性。長碳鏈二元酸及其衍生單體可以生產特種尼龍樹脂、聚碳酸酯、粉末涂料、香料、熱熔膠、特種潤滑劑等，是合成香料、工程塑料、耐寒增塑劑、高級潤滑油和聚酰胺熱熔膠等產品的重要原料，還可以用作粉末涂料的固化劑、金屬加工的防銹劑以及高分子材料加工中的增塑劑等。事實上，長碳鏈二元酸的用途已經覆蓋多種產業領域。盡管長碳鏈二元酸的優異性能使其在化工行業具有廣泛潛在用途，但由于化學法生產長碳鏈二元酸需要高溫、高壓且經過多步化學反應，生產成本高，環境污染嚴重，產品品種單一等一系列問題致使長碳鏈二元酸衍生產品的應用受到限制。

發酵法生產DCA是70年代興起的微生物發酵技術在石油化工領域的應用，具有原料來源廣、反應專一性強和反應條件溫和等優點，在國內外受到普遍重視。長期以來國際市場上只有化學法生產十二碳二元酸和半合成法生產九碳和十一碳長碳鏈二元酸單體，在工業規模上應用于以上產品中。生物法可提供從C9到C18甚至C22的系列長碳鏈二元酸單體，這些新型特種長碳鏈二元酸單體可以以更優良的性能競爭化學法生產的已有長碳鏈二元酸市場，同時，不同性質的系列特種長碳鏈二元酸單體將會衍生一系列具有不同性質的新功能材料，國內已經實現了以烷烴為底物發酵生產長碳鏈二元酸的產業化，生物法制備得到十一至十四碳二元酸已投放市場。隨著石油資源的日趨枯竭，石油價格近兩年來不斷上漲，以烷烴為原料發酵生產長碳鏈二元酸面臨著日益嚴重的成本壓力和原料供應壓力，因此，尋找可再生的、廉價的烷烴替代品作為原料，成為長碳鏈二元酸產業所面臨的重大挑戰。

目前國內長碳鏈二元酸的專利技術都是以烷烴為底物利用生物發酵法生產或者利用脂肪酸為底物以化學法合成二元酸，缺乏以脂肪酸為底物用生物發酵法生產二元酸的報道。國外有以脂肪酸為底物發酵產生二元酸的報道，但都停留在搖瓶規模，且水平較低，如美國專利4,965,201報道了以C8-C14脂肪酸為底物，發酵生產C8-C10的二元酸，產酸水平僅有10g/L，且不能生產C11-C18的二元酸。對于主要用于聚合(生產聚酰胺、聚酯)的長碳鏈二元酸而言，產品中如果殘留有微量的脂肪酸(一元酸、僅含一個功能基團)將嚴重影響聚合過程，導致聚合反應終止從而嚴重影響產品質量，而如何從以脂肪酸為底物發酵得到的二元酸發酵液中提取得到二元酸成品國內外更沒有相關文獻專利的報道，對于從以脂肪酸為底物發酵得到的二元酸發酵液中提取二元酸所會面臨的問題，目前沒有任何報道。

發明內容

本發明所提到的“份”和“％”來說，如果沒有特別的標記，都以重量為準。

本發明所要解決的技術問題之一在于是提供一種以脂肪酸或其衍生物為原料制備得到的長碳鏈二元酸，該長碳鏈二元酸達到了以化學法或者生物法以烷烴為原料制備得到的長碳鏈二元酸的質量標準。

本發明所要解決的技術問題之二在于提供一種制備上述長連二元酸所使用的方法，該方法由脂肪酸或脂肪酸衍生物出發，以生物發酵的方法生產長碳鏈二元酸，經過特別的分離、提取、精制工藝后，得到成品長碳鏈二元酸。解決了以脂肪酸或脂肪酸為原料生產長碳鏈二元酸時所面臨的發酵工藝控制(解決起泡、底物殘留)和最終產品中脂肪酸殘留問題。

作為本發明第一方面的長碳鏈二元酸產品，其碳原子數在九到二十之間。

本發明中所述長碳鏈二元酸，是指總二元酸含量不低于95％、一元酸含量不超過0.5％的長碳鏈二元酸。通過進一步精制，其總二元酸含量不低于98.5％、一元酸含量不超過0.05％。

作為本發明第二方面的長碳鏈二元酸的制備方法，包括生物發酵步驟和分離、提取、精制步驟，其中生物發酵步驟是首先將特定的脂肪酸或脂肪酸衍生物通過生物發酵的方法生產長碳鏈二元酸，在發酵過程中通過補料控制發酵液中脂肪酸或脂肪酸衍生物的濃度，在發酵結束后分離除去菌體，脫色酸化分離得到粗品二元酸的同時分離去除大部分殘留的脂肪酸，粗品經過有機溶劑結晶，最終得到合格的長碳鏈二元酸產品。