[发明专利]由天然脂肪酸合成ω-氨基链烷酸或其酯的方法

说明书

本发明涉及用于合成超分子材料的新方法，本发明还涉及所获得的材料及其用途。

本发明涉及由单不饱和(monounsaturated)天然脂肪酸合成ω-氨基链烷酸或其酯的方法，包括至少一个形成与该初始脂肪酸对应的不饱和二酸的步骤。

聚酰胺工业使用由长链ω-氨基酸组成的各种各样的单体，聚酰胺通常称作尼龙，其通过将各酰胺官能团-CO-NH₂-分开的亚甲基链(-CH₂)_n的长度表征。因此如下进行称谓：尼龙-6、尼龙6-6、尼龙6-10、尼龙7、尼龙8、尼龙9、尼龙11、尼龙13等。为了简化起见，这些尼龙聚合物通常被称作PA(指代聚酰胺)，并且将PA与分子的碳原子数组合：例如，尼龙8＝PA 8。

这些单体例如通过化学合成(特别是使用C₂～C₄烯烃、环烷烃或苯作为原材料，但是也使用蓖麻油(尼龙11)、芥酸或14-羟基-顺-11-二十碳烯酸油(lesquerolic oil)(尼龙13)等作为原材料)制造。

目前环境方面的变化正导致在能源和化学领域中优选地开发源自可再生来源的天然原材料。为此，从工业的观点看来，已经进行了一些研究以开发使用脂肪酸/脂肪酸酯作为原材料制造这些单体的方法。

这种类型的方法只具有少数工业实例。使用脂肪酸作为原材料的工业方法的不多的实例之一是由从蓖麻油提取的蓖麻油酸制造11-氨基十一烷酸(其为合成Rilsan的基础)。该方法描述于由Editions TECHNIP(1986)出版的A.Chauvel等人的书“Les Procédés de Pétrochimie”[Petrochemistry processes]中。以若干步骤得到11-氨基十一烷酸。第一个步骤在于蓖麻油在碱性介质中的甲醇分解，产生蓖麻油酸甲酯，然后使该蓖麻油酸甲酯经历热解以一方面得到庚醛，另一方面得到十一烯酸甲酯。通过水解将十一烯酸甲酯转化为酸形式。然后，使形成的酸经历氢溴化以得到ω-溴酸，并将该ω-溴酸通过胺化转化为11-氨基十一烷酸。

已经进行了许多工作以从天然来源的油酸合成与尼龙9对应的9-氨基壬酸或9-氨基壬二酸。

可提及J.Wiley和Sons编辑的1977版的书“n-Nylons，Their Synthesis，Structure and Properties”，其第2.9章(第381～389页)专门针对9-尼龙。该文章概述了对于该主题进行的制备和研究。其中在第384页提及日本开发的使用来自豆油的油酸作为原材料的方法，该方法显然是工业方法。相应的描述参考A.Ravve的书“Organic Chemistry of Macromolecules”(1967)，MarcelDekker，Inc.，其第15节专门针对聚酰胺和该书的第279页提及这种方法的存在。

关于该主题的现有技术，为了完整，应提及由E.H.Pryde等人在1962年到1975年之间在Journal of the American Oil Chemists’Society中发表的许多文章“Aldehydic Materials by the Ozonization of Vegetable Oils”，第39卷，第496～500页；“Pilot Run，Plant Design and Cost Analysis for ReductiveOzonolysis of Methyl Soyate”，第49卷，第643～648页和“Nylon-9fromunsaturated Fatty Derivatives：Preparation and Characterization”，第52卷，第473～477页。这些文章基本上专门针对不饱和脂肪酸的臭氧化物还原分解的反应。具体而言，由于公知二酸的合成可通过不饱和脂肪酸的氧化降解得到(如Ullmann encyclopedia第5版，第A8卷，第523～539页所述)，因此，必要的是氧化反应在较温和的条件下进行以阻止该反应和得到醛酸CHO-R-COOH(其为ω-氨基酸的前体)。

本发明的目的是提出由源自可再生来源的天然脂肪酸合成长链ω-氨基酸的新途径。

提出的解决方案在于从由天然的长链单不饱和脂肪酸组成的原材料开始。术语“天然脂肪酸”意指得自植物或动物环境(包括藻类)、更一般地得自植物界并且因此可再生的酸。这种酸含有烯属不饱和性并且每个分子含有至少10个、优选至少14个碳原子。