[發明專利]一種制備奇碳脂肪酸金屬皂及其奇碳脂肪酸的方法

有效

• 申請號: 201310691104.7
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103724180A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 方云;黃霄霄;夏詠梅;胡學一
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C07C53/126
• 分類號: C07C53/126;C07C53/122;C07C51/42;C07C51/02
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所 11305
• 代理人: 呂世靜

【技術領域】

本發明涉及一種制備奇碳脂肪酸金屬皂及其奇碳脂肪酸的新方法，屬于有機化合物合成技術領域。

【背景技術】

隨著石油及天然氣資源日益匱乏和價格不斷上漲，人類社會在不斷地尋求可以替代石油等不可再生的資源，因此油脂化學品的開發與應用已逐漸成為全世界的研究熱點。天然油脂中的脂肪酸組成主要是偶碳脂肪酸同系物，而奇碳脂肪酸同系物品種很少且天然豐度極小。但奇碳脂肪酸及其金屬皂在有機合成、潤滑劑、表面活性劑、洗滌劑、醫藥中間體等領域均具有較大的應用潛能，因此開發奇碳脂肪酸及其金屬皂的制備方法對提升傳統行業和開發新應用領域都具有重要意義。

傳統合成奇碳脂肪酸及其金屬皂的方法均受到各種限制，如石油餾分經氧化裂解后單離奇碳酸的方法產物復雜，三廢嚴重，在全世界范圍內已被棄用；利用金屬有機化合物的碳-碳延長反應方法則試劑昂貴、反應條件苛刻，長鏈偶碳烷醇及其衍生物與高毒性腈類化合物加成后水解的方法更是一種環境非友好型模式，只宜小規模制備化學試劑；從天然偶碳脂肪酸資源獲得奇碳脂肪酸的唯一途徑是利用不飽和脂肪酸的氧化裂解反應，如油酸氧化制備壬二酸的同時副產壬酸，蓖麻油酸甲酯裂解制備十一碳烯酸等，但選擇性差、步驟繁瑣、環境污染，且不能獲得奇碳脂肪酸的系列產品。因此，目前尚無系列奇碳脂肪酸及其金屬皂的規模化生產，因此其應用受限。

本發明者前期已經開發了由天然脂肪酸α-單氯代合成α-氯代脂肪酸系列產品的方法并獲得了中國發明專利（ZL200810021288.5），隨后又以α-氯代脂肪酸為原料合成了α-羥基脂肪酸金屬皂并申請了中國發明專利（201110072181.5）。本申請正是以α-羥基偶碳脂肪酸金屬皂為原料，利用脫羧反應，由此獲得比原料α-羥基偶碳脂肪酸金屬皂減少一個碳原子的奇碳脂肪酸金屬皂或相應奇碳脂肪酸的系列產品。

【發明內容】

[要解決的技術問題]

本發明的目的是提供一種制備奇碳脂肪酸金屬皂的方法。

本發明的另一個目的是提供一種制備奇碳脂肪酸的方法。

本發明的另一個目的是提供所述方法制備得到的奇碳脂肪酸金屬皂。

本發明的另一個目的是提供所述方法制備得到的奇碳脂肪酸。

本發明的另一個目的是提供所述將α-羥基偶碳脂肪酸金屬皂作為原料用于制備比原料減少一個碳原子的奇碳脂肪酸金屬皂及其奇碳脂肪酸的用途。

[技術方案]

本發明的目的在于以天然偶碳脂肪酸經氯代、水解反應制備得到的α-羥基脂肪酸金屬皂為原料，提供一種制備比之減少一個碳原子的奇碳脂肪酸金屬皂或其相應脂肪酸的合成方法，本發明開發一條高效利用生物質脂肪酸的新途徑。所述α-羥基脂肪酸金屬皂是按照中國發明專利ZL200810021288.5，以及申請號CN201110072181.5的中國發明專利文件中記載的方法制備得到。

本發明的主要化學反應式如下所示：

即α-羥基羧酸金屬皂在高溫下發生氧化脫羧反應生成減少一個碳原子的羧酸金屬皂。

本發明是通過下述技術方案實現的：

一種以α-羥基偶碳脂肪酸金屬皂為原料制備比該原料減少一個碳原子的奇碳脂肪酸金屬皂的合成方法，將原料α-羥基偶碳脂肪酸金屬皂于200～300℃條件下加熱反應1～5h，由此獲得比原料減少一個碳原子的奇碳脂肪酸金屬皂，其中α-羥基偶碳脂肪酸金屬皂的碳原子數為4～24中的偶數。

根據本發明的實施方式，所述原料α-羥基偶碳脂肪酸金屬皂為具有如下結構通式的一種或多種同系物的混合物：

式中R為通式為C_nH_2n+1的直鏈烷基，其中n為2～22的偶數；式中M為第一主族元素中的金屬元素，第二主族元素中除鐳以外的金屬元素，鋁以及第四周期中的鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅金屬元素中的任意一種；式中m為金屬元素M的化合價。

根據本發明的實施方式，所述產物奇碳脂肪酸金屬皂為具有如下結構通式的一種或多種同系物的混合物：

(RCOO)_mM

式中R為通式為C_nH_2n+1的直鏈烷基，其中n為2～22的偶數；式中M為第一主族元素中的金屬元素，第二主族元素中除鐳以外的金屬元素，鋁以及第四周期中的鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅金屬元素中的任意一種；式中m為金屬元素M的化合價。

根據本發明的另一種優選實施方式，n=10～16中的偶數。

根據本發明的另一種優選實施方式，所述反應溫度為220～280℃。