[发明专利]包括氢化的复分解方法及与其相关的组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2006年10月13日递交的标题为“METATHESISMETHODS INVOLVING DYDROGENATION AND COMPOSITIONSRELATING TO SAME”的美国临时申请No.60/851628的权益，并将其内容通过引用结合在本文中。 

背景技术

复分解是一种催化反应，涉及通过碳碳双键的形成和断裂在烯烃之间交换亚烷基单元。复分解反应可以发生在两个相同类型的分子之间(称为自身复分解)，和/或可以发生在不同类型的分子之间(称为交叉复分解)。复分解是一种公知的用于生产工业化学品的合成步骤。复分解反应通常由过渡金属卡宾配合物(例如包含钌、钼、锇、铬、铼或钨的配合物)催化。 

当用多不饱和烃作为原料进行复分解时，反应的成本和复杂程度都增加。体系中的每个碳碳双键不仅是复分解催化剂的潜在反应位点，而且还是使催化剂失活的潜在位点。非期望的反应位点导致催化剂需求量增大，并且提高了反应产物混合物的复杂性。这种情况在多不饱和脂肪酸酯的自身复分解中尤为明显，这种自身复分解的复分解产物是多种二酯、单酯和内烯烃的复杂混合物。 

对于包含多不饱和物质(例如，多不饱和多元醇酯、多不饱和脂肪酸或多不饱和游离脂肪酯)的天然油，存在特殊的问题。这些油中大多数普遍天然存在亚甲基中断的顺顺构型，可以形成6碳结构，例如在环中不同位置具有碳碳双键的环己二烯。作为产物的一部分，这些分子代表挥发性有机组分(VOC)，导致产量损失并且造成潜在的安全性危害。因此，为了使催化剂效率更高、减少VOC产生和降低产物损失，相对于包含单不 饱和物质的组合物，选择性地减少多不饱和组合物中的双键数量是有利的。 

发明概述 

本发明提供了用于进行复分解的改善方法，该方法使用例如在天然油和脂肪中发现的那些多不饱和脂肪酸组合物作为原料(例如，多不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酯(包括多不饱和单酯和含有至少一种多不饱和脂肪酸的多元醇酯))。本发明的方法包括复分解之前的多不饱和脂肪酸组合物的氢化，从而提供部分氢化的组合物，该组合物比初始的多不饱和脂肪酸组合物具有相对更高量的单不饱和脂肪酸物质(例如，单不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酯或包含一种或更多种单不饱和脂肪酸的多元醇酯)。然后，可对部分氢化的组合物进行复分解，以提供包含工业有用化合物的复分解产物组合物。例如，当部分氢化的产品是进行自身复分解的游离脂肪酸或游离脂肪酯时，复分解产物组合物可相应地包含单不饱和二酸或单不饱和二酯。此外，例如，当部分氢化的产物是用末端烯烃进行交叉复分解的脂肪酸或酯时，复分解产物组合物可包含线性脂肪酸或酯的混合物。线性脂肪酯可以水解形成线性脂肪酸。有利地，后一种方法提供了制备具有末端双键的线性脂肪酸的有效方法。 

在某些实施方式中，末端线性脂肪酸的链长度为3-n个碳原子(其中，n是部分氢化之后在2～(n-1)位上具有双键的部分氢化组分的链长度)。在其它实施方式中，末端脂肪酸的链长度为5～(n-1)个碳原子(其中，n是部分氢化之后在4～(n-2)位上具有双键的部分氢化组合物的链长度)。在示例性实施方式中，末端脂肪酸的链长度为5-17个碳原子。 

在某些实施方式中，单不饱和二酯或二酸的链长度为4～(2n-2)个碳原子(其中，n是部分氢化之后在2～(n-1)位上具有双键的部分氢化组合物的链长度)。在其它实施方式中，单不饱和二酯或二酸的链长度为8～(2n-4)个碳原子(其中，n是部分氢化之后在4～(n-2)位上具有双键的部分氢化组合物的链长度)。在示例性实施方式中，单不饱和二酯或二酸的链长度为8-32个碳原子。根据本发明，原料包括可例如衍生自天然脂肪或油 的多不饱和脂肪酸组合物。在某些实施方式中，所述油是植物油，例如豆油。植物油中的主要不饱和脂肪酸是亚麻酸(9(顺)，12(顺)，5(顺)-十八碳三烯酸，C18:3)、亚油酸(9(顺)，12(顺)-十八碳二烯酸，C18:2)和油酸(9(顺)-十八碳烯酸，C18:1)。天然油的脂肪酸中多不饱和现象的存在可以是复分解反应效率低的原因(例如，提高催化剂需求量、增加反应副产物等等)。本发明的方法可以利用可更新资源来产生工业用的化合物。在优选的方面，本发明的方法可以提供更有效的复分解反应条件。