[发明专利]一种以脂肪酸或其衍生物为原料制备得到的长碳链二元酸及其制备方法有效
申请号: | 200610029784.6 | 申请日: | 2006-08-07 |
公开(公告)号: | CN101121653A | 公开(公告)日: | 2008-02-13 |
发明(设计)人: | 李乃强;胡兵;邱勇隽 | 申请(专利权)人: | 上海凯赛生物技术研发中心有限公司;上海凯赛控股有限公司 |
主分类号: | C07C55/02 | 分类号: | C07C55/02;C07C57/13;C12P7/44;C12R1/74 |
代理公司: | 上海天翔知识产权代理有限公司 | 代理人: | 陈学雯 |
地址: | 201203上海市浦东新*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 脂肪酸 衍生物 原料 制备 得到 长碳链 二元酸 及其 方法 | ||
技术领域
本发明提供一种以脂肪酸或其衍生物为原料制备得到的长碳链二元酸产品,以及相应的该产品的制备方法。该方法制备得到的二元酸可以替代目前大量使用的化学法制备的长碳链二元酸或者以烷烃为原料制备的长碳链二元酸,可以用于生产特种尼龙、聚碳酸酯、粉末涂料、香料、热熔胶、特种润滑剂等,可作为合成香料、工程塑料、耐寒增塑剂、高级润滑油和聚酰胺热熔胶、粉末涂料等产品的重要原料。
背景技术
长碳链二元酸(DCA)是一系列特种合成材料的基础单体原料。长碳链二元酸作为二元酸中的一个分支,除了具有二元酸的通性外,还拥有长烷基链赋与它的一些特性。长碳链二元酸及其衍生单体可以生产特种尼龙树脂、聚碳酸酯、粉末涂料、香料、热熔胶、特种润滑剂等,是合成香料、工程塑料、耐寒增塑剂、高级润滑油和聚酰胺热熔胶等产品的重要原料,还可以用作粉末涂料的固化剂、金属加工的防锈剂以及高分子材料加工中的增塑剂等。事实上,长碳链二元酸的用途已经覆盖多种产业领域。尽管长碳链二元酸的优异性能使其在化工行业具有广泛潜在用途,但由于化学法生产长碳链二元酸需要高温、高压且经过多步化学反应,生产成本高,环境污染严重,产品品种单一等一系列问题致使长碳链二元酸衍生产品的应用受到限制。
发酵法生产DCA是70年代兴起的微生物发酵技术在石油化工领域的应用,具有原料来源广、反应专一性强和反应条件温和等优点,在国内外受到普遍重视。长期以来国际市场上只有化学法生产十二碳二元酸和半合成法生产九碳和十一碳长碳链二元酸单体,在工业规模上应用于以上产品中。生物法可提供从C9到C18甚至C22的系列长碳链二元酸单体,这些新型特种长碳链二元酸单体可以以更优良的性能竞争化学法生产的已有长碳链二元酸市场,同时,不同性质的系列特种长碳链二元酸单体将会衍生一系列具有不同性质的新功能材料,国内已经实现了以烷烃为底物发酵生产长碳链二元酸的产业化,生物法制备得到十一至十四碳二元酸已投放市场。随着石油资源的日趋枯竭,石油价格近两年来不断上涨,以烷烃为原料发酵生产长碳链二元酸面临着日益严重的成本压力和原料供应压力,因此,寻找可再生的、廉价的烷烃替代品作为原料,成为长碳链二元酸产业所面临的重大挑战。
目前国内长碳链二元酸的专利技术都是以烷烃为底物利用生物发酵法生产或者利用脂肪酸为底物以化学法合成二元酸,缺乏以脂肪酸为底物用生物发酵法生产二元酸的报道。国外有以脂肪酸为底物发酵产生二元酸的报道,但都停留在摇瓶规模,且水平较低,如美国专利4,965,201报道了以C8-C14脂肪酸为底物,发酵生产C8-C10的二元酸,产酸水平仅有10g/L,且不能生产C11-C18的二元酸。对于主要用于聚合(生产聚酰胺、聚酯)的长碳链二元酸而言,产品中如果残留有微量的脂肪酸(一元酸、仅含一个功能基团)将严重影响聚合过程,导致聚合反应终止从而严重影响产品质量,而如何从以脂肪酸为底物发酵得到的二元酸发酵液中提取得到二元酸成品国内外更没有相关文献专利的报道,对于从以脂肪酸为底物发酵得到的二元酸发酵液中提取二元酸所会面临的问题,目前没有任何报道。
发明内容
本发明所提到的“份”和“%”来说,如果没有特别的标记,都以重量为准。
本发明所要解决的技术问题之一在于是提供一种以脂肪酸或其衍生物为原料制备得到的长碳链二元酸,该长碳链二元酸达到了以化学法或者生物法以烷烃为原料制备得到的长碳链二元酸的质量标准。
本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种制备上述长连二元酸所使用的方法,该方法由脂肪酸或脂肪酸衍生物出发,以生物发酵的方法生产长碳链二元酸,经过特别的分离、提取、精制工艺后,得到成品长碳链二元酸。解决了以脂肪酸或脂肪酸为原料生产长碳链二元酸时所面临的发酵工艺控制(解决起泡、底物残留)和最终产品中脂肪酸残留问题。
作为本发明第一方面的长碳链二元酸产品,其碳原子数在九到二十之间。
本发明中所述长碳链二元酸,是指总二元酸含量不低于95%、一元酸含量不超过0.5%的长碳链二元酸。通过进一步精制,其总二元酸含量不低于98.5%、一元酸含量不超过0.05%。
作为本发明第二方面的长碳链二元酸的制备方法,包括生物发酵步骤和分离、提取、精制步骤,其中生物发酵步骤是首先将特定的脂肪酸或脂肪酸衍生物通过生物发酵的方法生产长碳链二元酸,在发酵过程中通过补料控制发酵液中脂肪酸或脂肪酸衍生物的浓度,在发酵结束后分离除去菌体,脱色酸化分离得到粗品二元酸的同时分离去除大部分残留的脂肪酸,粗品经过有机溶剂结晶,最终得到合格的长碳链二元酸产品。
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