[发明专利]一种长链二元酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机高分子化合物的制备方法，特别是一种以二聚酸和二元醇为原料制备C58以上长链二元酸的方法。

背景技术

十个碳以上的的长链二元酸，虽然是一类精细化工品，有着重要和广泛的工业用途，但他们在自然界中不单独存在，目前其来源主要有以下三个途径：

第一种途径：植物油裂解制取

一部分长链二元酸，可以从植物油裂解制取，如癸二酸是从蓖麻油裂解而得到；十三碳二元酸(DC13)需从菜籽油中提取出甘油芥酸酯，然后再经过臭氧氧化制取，但用此法制取的DC13其纯度只有70％左右，不符合化工上合成麝香-T香料的纯度要求；而十五碳二元酸，是从蒜头果油中提取一种脑神经酸，再经过裂解才得到。以上三种二元酸，虽可分别从三种植物油中制取，但因受农田和气候等条件的限制，其产量都不大。

第二种途径：化工方法合成制取

所有的长链二元酸都不可能用化工方法，即从石油中的正构烷烃直接氧化制取，因为化学氧化时，正构烷烃发生断裂而得不到和正构烷烃相应链长的单一、二元酸，虽然所有的长链二元酸都可以从某一低碳链的二元酸开始，通过酯化、还原、溴化、氰化和睛的水解等一系列化学反应步骤，合成两个或者三个碳原子的二元酸，但目前这种合成方法仅在实验室应用，由于步骤多，条件复杂，收率低，成本高，没有工业生产的价值。迄今，仅有十二碳二元酸可以通过化工方法合成，进行工业化生产。它是以丁二烯为原料，经过九个复杂的反应步骤合成的。美国杜邦公司就用此法生产十二碳二元酸，年产量2000多吨。而且安全性能差，1998年美国杜邦公司就曾发生爆炸。目前国际上十二碳二元酸的年产量只有几千吨，远不能满足市场需要。

第三种途径：生物工程技术生产

1956年，Lada等最早用棒状杆菌(Corynebacterium)进行试验，发现从正癸烷(nC10)可生成戊二酸，但由于鉴定资料和数据不充分，以此作为微生物两端氧化正烷烃的发现是不完整的。因此1960年和1963年Foster等人报告微生物两端氧化正烷烃直到现在仍作为最早期的知识被人们所接收。后来，科学家们发现，微生物具有一种特异的氧化能力，通过胞内酶的作用，可在常温常压下，氧化石油中的正构烷烃两端两个甲基，一步加上4个氧原子，生成与基质正构烷烃相应链长的各种长链二元酸。此法开辟了长链二元酸的新来源，弥补了化学工业的不足。目前，从正构烷到正十八烷发酵生产癸二酸到十八碳二元酸都有文献报道，而其中的DC12、DC13和DC15都通过了中试和进行工业化生产。微生物也能氧化脂肪族醇、酸和酯，生成相应链长的饱和或不饱和二元酸。关于微生物发酵C19以上的烷烃生成C19以上的长链二元酸，至今未见文献报道。

发明内容

本发明的目的是用二聚酸与二元醇类化合物，在钛酸酯或对甲苯磺酸催化剂的存在下，在一定温度下反应制得C58-C62的长链二元酸。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种长链二元酸的制备方法，其特征在于它在钛酸酯或对甲苯磺酸催化剂作用下，由二聚酸和二元醇类化合物反应制得，包括如下步骤：

①将二聚酸与二元醇类化合物按摩尔比1∶2.01-2.05加入反应器中；所述的二元醇化合物为二乙二醇、丙二醇、乙二醇中的一种或几种混合物；所述的二聚酸为天然油脂的二个不饱和脂肪酸自聚得到的二元羧酸。

②向上述反应器中加入催化剂；所述催化剂为钛酸酯或对甲苯磺酸的一种或两种混合物。催化剂的量为二聚酸与二元醇类化合物总量的0.01～0.5％。

③上述反应器在搅拌状态下升温至120～200℃，保温反应1-4小时，反应后期真空状态下脱除水分。

④再向反应器中加入二聚酸，加入量为初始所加二聚酸摩尔数2倍，在120～220℃下反应3-5小时，反应后期真空状态下脱除水分。

⑤将上述反应产物进行脱气、精制、过滤等工序，得到C58-C62的长链二元酸。

本发明用二聚酸与二元醇类化合物，在钛酸酯或对甲苯磺酸催化剂的存在下，在一定温度下反应制得长链二元酸。其制备工艺原料来源丰富，条件温和，工艺简单，规模大，成本低，环境污染少等优势，因此极具市场竞争力。

具体实施方式

实例1

将二聚酸560克，二乙二醇220克，催化剂钛酸酯1克，一起加入反应器中，升温，在搅拌状态下升温至120～200℃，保温反应1～4小时，反应后期真空状态下脱除水分。