[發明專利]制備脂肪酸的方法

有效

• 申請號: 201710777788.0
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107602372B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 鄧晉;傅堯
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C07C51/377
• 分類號: C07C51/377;C07C53/126
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 程紓孟

本申請公開了一種制備脂肪酸的方法，所述方法包括以下步驟：提供第一反應物，所述第一反應物為含有羰基基團的呋喃類化合物；提供第二反應物，所述第二反應物為含有羧基或酯基或酸酐基團的化合物，并且能夠與所述第一反應物的所述羰基基團參與縮合反應；使所述第一反應物與所述第二反應物參與第一步縮合反應，將所述第一反應物的所述羰基的C＝O鍵的碳連接到第二反應物中的羰基的α碳并轉變為C＝C鍵，形成縮合產物；在加氫催化劑與路易斯酸的共催化體系的存在下，在氫壓力下進行第二步反應，將所述縮合產物中的呋喃環開環并同時加氫脫氧，除去除了羧基中的氧之外的所有氧，并使碳鏈飽和，得到脂肪酸。

技術領域

本發明涉及脂肪酸的制備方法，尤其涉及一種由含有羰基基團的呋喃類化合物與含有羧基或酯基或酸酐基團的化合物制備脂肪酸的方法，例如，由糠醛及其衍生物和包含羧基或酯基并含有具有氫原子的羰基的α碳原子的化合物制備脂肪酸的方法。

背景技術

中長鏈脂肪酸廣泛用于中間體合成和各種化學品制造，如洗滌劑、表面活性劑、藥物、潤滑劑、增塑劑、油脂、香水、尼龍等聚合物。同時是人體內必不可少的重要組成部分，是生物膜和甘油脂的重要結構單元，在各種生物活性制劑如前列腺素和內源性大麻素中扮演著重要的角色。

中長鏈脂肪酸的傳統制備方法通常是通過動植物油脂，即中長鏈脂肪酸甘油三酯，經皂化反應制備。這種方法不僅通常難于制備奇數碳原子的中長鏈脂肪酸(奇數碳原子的中長鏈脂肪酸甘油三酯十分罕見于動植物油脂中)，并且難于制備含有支鏈的中長鏈脂肪酸(含有支鏈的中長鏈脂肪酸甘油三酯同樣十分罕見于動植物油脂中)。此外，動植物油脂盡管是一種可再生的碳資源，但相對于纖維素和半纖維素等可再生生物質資源，來源受限。因此，以可以不受限而廣泛獲取的纖維素和半纖維素這種可再生生物質資源制備中長鏈脂肪酸具有重要意義。

然而，眾所周知，組成纖維素和半纖維素的結構單元為六個碳的葡萄糖和五個碳的木糖。直接以其為原料，只能獲得不超過六個碳的羧酸。例如，葡萄糖水解產物乙酰丙酸(五個碳原子)、發酵產物琥珀酸(四個碳原子)、乳酸(三個碳原子)和乙酸(兩個碳原子)。

因此，以纖維素或半纖維素類可再生的生物質基糖類衍生物為原料，制備中長鏈脂肪酸有兩大困難：1、碳鏈的延長；2、選擇性地保留羧酸基團而去除醇氧、醚氧和酯氧等其它含氧基團。

發明內容

本發明提供了一種制備脂肪酸的方法，所述方法包括以下步驟：

提供第一反應物，所述第一反應物為含有羰基基團的呋喃類化合物；

提供第二反應物，所述第二反應物為含有羧基或酯基或酸酐基團的化合物，并且能夠與所述第一反應物的所述羰基基團參與縮合反應；

使所述第一反應物與所述第二反應物參與第一步縮合反應，將所述第一反應物的所述羰基的C＝O鍵的碳連接到第二反應物中的羰基的α碳并轉變為C＝C鍵，形成縮合產物；

在加氫催化劑與路易斯酸的共催化體系的存在下，在氫壓力下進行第二步反應，將所述縮合產物中的呋喃環開環并同時加氫脫氧，除去除了羧基中的氧之外的所有氧，并使碳鏈飽和，得到脂肪酸。

優選地，所述第一步縮合反應為aldol縮合反應，Perkin反應，Wittig反應，Wittig-Horner反應或Reformatsky反應。

優選地，所述第二反應物中的酯基為C1-C10直鏈烷基酯基或C1-C10支鏈烷基酯基。

優選地，所述脂肪酸為主鏈包含7-20個碳的脂肪酸。

優選地，所述第一反應物由以下式(I)表示：

其中R₁選自由以下各項組成的組：氫，C1-C5的直鏈和支鏈烷基；