[发明专利]羟基脂肪酸衍生物作为燃料添加剂的应用

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及生物燃料领域，更具体地说，本发明涉及羟基脂肪酸低级烷基酯和/或羟基脂肪酸盐作为生物燃料和/或燃料添加剂的应用。

背景技术

[0002]能源是人类活动的物质基础。目前人类正面临化石燃料能源资源枯竭的问题，而且由化石燃料带来的环境污染严重。今天，几乎所有的工业国家都面临着能源供应的危机。

[0003]可再生能源是清洁能源，是指在自然界中可以不断再生、永续利用的资源。其中比较引人注目的是生物柴油和燃料乙醇。生物柴油是由动植物油脂与短链醇经过酯交换反应得到的各种脂肪酸单酯的混合液体燃料，可在内燃机中直接使用。燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料，可由再生能源生产。但是大规模生产生物燃料可能需要大片的土地，而且扩大乙醇等生物燃料的生产还会对粮价产生影响。因此，新型能源的开发是一项迫在眉睫的任务。

[0004]聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHA)是微生物在生长不平衡的环境下积累的能源和碳源贮藏物(Doi & Steinbüchel，2002)。组成PHA的单体多种多样，截至目前，已发现组成PHA的单体有100多种(Doi & Steinbüchel，2002)。3-羟基丁酸(3HB)是组成PHA的最常见的单体。典型地，PHA可以用以下通式表示：

其中n＝1、2、3或4；通常n＝1，即为聚-3-羟基脂肪酸酯。m表示聚合度，决定分子量的大小。R是可变基团，可为饱和或不饱和、直链或含侧链及取代基的烷基。

[0005]当“R-”基团为短于三个碳原子的取代基(即CH₃-或CH₃CH₂-)时，PHA称为短链PHA(Short Chain Length PHA，简称sclPHA)。具体地，当“R-”基团为CH₃-时，PHA称为“聚-3-羟基丁酸酯(Poly-3-hydroxybutyrate简称PHB)”；当“R-”基团为CH₃CH₂-时，这种PHA称为“聚-3-羟基戊酸酯(Poly-3-hydroxyvalerate简称PHV)”。3-羟基丁酸和3-羟基戊酸聚合，可以形成聚-3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯(Poly-3-hydroxybutyrate-3-hydroxyvalerate简称PHBV)。短链PHA的常见例子是PHB和PHBV。当“R-”基团为包含3个或3个以上碳原子的取代基时，可称为中长链。

[0006]在硫酸催化的醇解作用下，PHA中的酯键会断裂，形成一个一个的单体。但是，当加入甲醇或乙醇进行醇解的时候，PHA降解生成的羟基脂肪酸(HA)单体中的羧基(-COOH)会和甲醇或乙醇的羟基(-OH)反应，生成相应的3-羟基脂肪酸甲酯或3-羟基脂肪酸乙酯(例如3-羟基丁酸甲酯或3-羟基丁酸乙酯；中长链羟基脂肪酸甲酯或中长链羟基脂肪酸乙酯)。

发明内容

[0007]本发明一方面提供了式(I)化合物作为燃料的用途，

其中，m为0-3的整数；R₁选自C₁-C₅的烷基；R₂选自H和C₁-C₁₇的烷基。

[0008]优选地，R₁为C₁、C₂或C₃的烷基。

[0009]优选地，R₂选自C₁-C₉的烷基；更优选地，R₂为C₁、C₂或C₃的烷基。

[0010]根据本发明一个优选的实施方式，式(I)化合物选自由以下成员构成的组：3-羟基丁酸甲酯；3-羟基丁酸乙酯；4-羟基丁酸甲酯；3-羟基戊酸甲酯；3-羟基戊酸乙酯；3-羟基己酸甲酯；3-羟基己酸乙酯；乳酸甲酯；乳酸乙酯。

[0011]本发明另一方面提供了式(I)化合物作为燃料添加剂的用途，

其中，m为0-3的整数；R₁选自C₁-C₅的烷基和碱金属离子；R₂选自H和C₁-C₁₇的烷基。