[发明专利]包括不饱和脂肪腈的加氢甲酰化步骤的氨基酸制备方法

说明书

获得本发明的研究工作以欧盟名义以项目编号No.241718 EUROBIOREF在7ème Programme Cadre(FP7/2007-2013)框架中接受了资助。

发明领域

本发明涉及可用于合成可用于聚合物工业(特别地聚酰胺)中的ω-氨基链烷酸的新型方法，所述方法包括不饱和脂肪腈的加氢甲酰化步骤。

术语“不饱和脂肪腈”用来表示任何式(1)化合物：R₁-CH=CH-[(CH₂)_q-CH=CH]_m-(CH₂)_r-CN，其中R₁是H或包含1至11个碳原子，必要时包含羟基官能团的烷基，和q、m和r是整数指数，使得q=0或1，0≤m≤2和4≤r≤13，和它们的混合物。当前，已知如何从不饱和脂肪酸或酯化合物或从包含羟基官能团的饱和化合物制备这些不饱和脂肪腈化合物，其可以是化石来源和可再生来源的。

对于本发明来说，术语“ω-氨基链烷酸”，在下文“ω-氨基酸”或简单地“氨基酸”实际上用于表示任何长链ω-氨基酸，即其链包含至少8个碳原子。

实际上，本发明的目标聚酰胺是工程聚酰胺，即性能聚酰胺、高性能聚酰胺、甚至特高性能聚酰胺，其由包含至少8个碳原子，优选至少10个碳原子的单体制备，与所谓“commodité”聚酰胺相反，如“耐纶6”，其销售量(volumes)比工程聚酰胺高许多并且其成本比工业聚酰胺低许多。

现有技术：

聚酰胺工业使用由二胺和二酸、由内酰胺，尤其由ω-氨基酸形成的整个范围的单体。后者通过分开两个酰胺官能团CO-NH-的亚甲基链(-CH₂)_n的长度进行定义。这些单体通常通过使用C₂至C₄烯烃、环烷烃或苯(来自化石源的烃)作为原材料的化学合成的途径进行制备。例如，C₂烯烃用来制备在壬酸(Pelargon russe)中使用的C₉氨基酸；C₄烯烃用来制备己二胺；月桂内酰胺和己内酰胺由环烷烃进行制备；己二酸，耐纶6和耐纶6,6由苯进行制备。

关于从不饱和腈化合物制备聚酰胺，专利US7026473描述了在CO(一氧化碳)和分别地水或醇存在时，戊烯腈的羟基羰基化或甲氧基羰基化以得到5-氰戊酸或酯(6个C原子)。实际上仅仅举例说明了使用甲醇的甲氧基羰基化。借助于还原，该5-氰戊酸(酯)形成6-氨基己酸(酯)，其随后通过环化得到ε-己内酰胺(这是尼龙-6的单体)。在所述文件中描述的方法具有多个缺点。甲氧基羰基化步骤是缓慢的并且在催化剂方面昂贵的。该转化不是完全的并且要求长的反应时间。此外，形成许多副产物，特别地支化产物，其必须从希望制备的线性产品分离出。所述文件不涉及包含加氢甲酰化步骤的方法，也不涉及具有至少等于8的碳数的氨基酸的制备。描述的方法使用具有短链(5个碳)的腈化合物以制备具有与本发明寻求的化学性质非常不同化学性质的6个碳的产物。此外，所述文件不涉及生物来源的氨基酸的制备。

专利文献WO97/33854描述了用于通过烯烃(如己烯，丁二烯)，3-戊烯酸甲基酯或3-戊烯腈的加氢甲酰化制备末端醛的方法。所述文件显示从腈(3-戊烯腈)比从酯来获得线性醛(低比例的获得的线性醛)是难得多的。此外，在从现有技术的腈开始的加氢甲酰化的情况下，由于通过催化剂使双键氢化，获得高比例(21%，16.3%)的还原产物(戊腈)，即不再包含醛。而且，在现有技术中线性产物的获得以牺牲转化率为代价。再一次，所述文件不涉及制备具有至少等于8的碳数的氨基酸。该描述的方法使用具有短链(5个碳)的腈化合物，以制备具有6个碳的产物，其具有与本发明寻求的化学性质非常不同的化学性质。此外，所述文件不涉及生物来源的氨基酸的制备。

关于环境的当前发展导致在能量和化学领域优先开发来源于可再生来源的天然原材料。当前只有少数单体从生物来源的原材料，如蓖麻油(其允许制备以商标Rilsan?销售的聚酰胺11)、芥酸油(其允许制备聚酰胺13/13)或羟基廿碳烯油(huile lesquérolique)(其允许制备聚酰胺13)进行制备。

典型地，用于制备11-氨基十一烷酸的方法包含下列步骤：

1) 使蓖麻油醇解(甲醇分解)为蓖麻油酸甲酯(RM)，

2) 使RM裂化(热解)，

3) 蒸馏以便回收十一碳烯酸甲酯