[发明专利]一种制备奇碳脂肪酸金属皂及其奇碳脂肪酸的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种制备奇碳脂肪酸金属皂及其奇碳脂肪酸的新方法，属于有机化合物合成技术领域。

【背景技术】

随着石油及天然气资源日益匮乏和价格不断上涨，人类社会在不断地寻求可以替代石油等不可再生的资源，因此油脂化学品的开发与应用已逐渐成为全世界的研究热点。天然油脂中的脂肪酸组成主要是偶碳脂肪酸同系物，而奇碳脂肪酸同系物品种很少且天然丰度极小。但奇碳脂肪酸及其金属皂在有机合成、润滑剂、表面活性剂、洗涤剂、医药中间体等领域均具有较大的应用潜能，因此开发奇碳脂肪酸及其金属皂的制备方法对提升传统行业和开发新应用领域都具有重要意义。

传统合成奇碳脂肪酸及其金属皂的方法均受到各种限制，如石油馏分经氧化裂解后单离奇碳酸的方法产物复杂，三废严重，在全世界范围内已被弃用；利用金属有机化合物的碳-碳延长反应方法则试剂昂贵、反应条件苛刻，长链偶碳烷醇及其衍生物与高毒性腈类化合物加成后水解的方法更是一种环境非友好型模式，只宜小规模制备化学试剂；从天然偶碳脂肪酸资源获得奇碳脂肪酸的唯一途径是利用不饱和脂肪酸的氧化裂解反应，如油酸氧化制备壬二酸的同时副产壬酸，蓖麻油酸甲酯裂解制备十一碳烯酸等，但选择性差、步骤繁琐、环境污染，且不能获得奇碳脂肪酸的系列产品。因此，目前尚无系列奇碳脂肪酸及其金属皂的规模化生产，因此其应用受限。

本发明者前期已经开发了由天然脂肪酸α-单氯代合成α-氯代脂肪酸系列产品的方法并获得了中国发明专利（ZL200810021288.5），随后又以α-氯代脂肪酸为原料合成了α-羟基脂肪酸金属皂并申请了中国发明专利（201110072181.5）。本申请正是以α-羟基偶碳脂肪酸金属皂为原料，利用脱羧反应，由此获得比原料α-羟基偶碳脂肪酸金属皂减少一个碳原子的奇碳脂肪酸金属皂或相应奇碳脂肪酸的系列产品。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种制备奇碳脂肪酸金属皂的方法。

本发明的另一个目的是提供一种制备奇碳脂肪酸的方法。

本发明的另一个目的是提供所述方法制备得到的奇碳脂肪酸金属皂。

本发明的另一个目的是提供所述方法制备得到的奇碳脂肪酸。

本发明的另一个目的是提供所述将α-羟基偶碳脂肪酸金属皂作为原料用于制备比原料减少一个碳原子的奇碳脂肪酸金属皂及其奇碳脂肪酸的用途。

[技术方案]

本发明的目的在于以天然偶碳脂肪酸经氯代、水解反应制备得到的α-羟基脂肪酸金属皂为原料，提供一种制备比之减少一个碳原子的奇碳脂肪酸金属皂或其相应脂肪酸的合成方法，本发明开发一条高效利用生物质脂肪酸的新途径。所述α-羟基脂肪酸金属皂是按照中国发明专利ZL200810021288.5，以及申请号CN201110072181.5的中国发明专利文件中记载的方法制备得到。

本发明的主要化学反应式如下所示：

即α-羟基羧酸金属皂在高温下发生氧化脱羧反应生成减少一个碳原子的羧酸金属皂。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种以α-羟基偶碳脂肪酸金属皂为原料制备比该原料减少一个碳原子的奇碳脂肪酸金属皂的合成方法，将原料α-羟基偶碳脂肪酸金属皂于200～300℃条件下加热反应1～5h，由此获得比原料减少一个碳原子的奇碳脂肪酸金属皂，其中α-羟基偶碳脂肪酸金属皂的碳原子数为4～24中的偶数。

根据本发明的实施方式，所述原料α-羟基偶碳脂肪酸金属皂为具有如下结构通式的一种或多种同系物的混合物：

式中R为通式为C_nH_2n+1的直链烷基，其中n为2～22的偶数；式中M为第一主族元素中的金属元素，第二主族元素中除镭以外的金属元素，铝以及第四周期中的铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌金属元素中的任意一种；式中m为金属元素M的化合价。

根据本发明的实施方式，所述产物奇碳脂肪酸金属皂为具有如下结构通式的一种或多种同系物的混合物：

(RCOO)_mM

式中R为通式为C_nH_2n+1的直链烷基，其中n为2～22的偶数；式中M为第一主族元素中的金属元素，第二主族元素中除镭以外的金属元素，铝以及第四周期中的铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌金属元素中的任意一种；式中m为金属元素M的化合价。

根据本发明的另一种优选实施方式，n=10～16中的偶数。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述反应温度为220～280℃。