[发明专利]一种中长链脂肪醇及其酯的制备方法

说明书

本发明提供了一种制备中长链脂肪醇及其酯的方法，所述方法包括：使所述第一反应物与所述第二反应物参与第一步缩合反应，将所述第一反应物的所述羰基的C＝O键的碳连接到第二反应物中的羰基的α碳并转变为C＝C键，形成缩合产物；以及在加氢脱氧催化剂与路易斯酸的共催化体系的存在下，将所获得的缩合产物在氢压力下进行第二步反应，在有机酸体系中将所述缩合产物中的呋喃环开环并同时加氢脱氧以饱和碳链，得到中长链脂肪酯；任选地，将所获得的中长链脂肪酯在碱的存在下水解成相应的醇。本发明的方法可以由廉价的短链醇制备中长链脂肪醇及其酯，原料经济、工艺路线简单、产物收率高。

技术领域

本发明涉及一种中长链脂肪醇及其酯的制备方法，尤其涉及一种由含有羰基基团的呋喃类化合物与含有羰基或醛基基团的化合物制备中长链脂肪醇酯的方法，例如，由糠醛及其衍生物和包含羰基或醛基并含有具有氢原子的羰基α碳原子的化合物制备中长链脂肪醇及其酯的方法。

背景技术

中长链脂肪醇可以由中长链脂肪醇酯经过简单的皂化反应得到。中长链脂肪醇广泛用于中间体合成和各种化学品制造，如洗涤剂、表面活性剂、药物、润滑剂、增塑剂、油脂、香水、尼龙等聚合物，同时是人体内必不可少的重要组成部分，也是一种常见的抗菌药物。

中长链脂肪醇的传统制备方法通常是通过动植物油脂，即中长链脂肪酸甘油三酯，经皂化反应得到中长链脂肪酸，中长链脂肪酸再经过还原得到。这种方法不仅通常难于制备奇数碳原子的中长链脂肪醇(奇数碳原子的中长链脂肪酸甘油三酯十分罕见于动植物油脂中)，并且难于制备含有支链的中长链脂肪醇(含有支链的中长链脂肪酸甘油三酯同样十分罕见于动植物油脂中)。此外，动植物油脂尽管是一种可再生的碳资源，但相对于纤维素和半纤维素等可再生生物质资源，来源受限。因此，以可以不受限而广泛获取的纤维素和半纤维素这种可再生生物质资源制备中长链脂肪醇具有重要意义。

本发明意外发现路易斯酸尤其是三氟甲磺酸金属盐可以催化羧酸与醇生成酯类；同时，考虑到含有呋喃环的糠醛类化合物作为典型的糖类水解产物，可以在加氢脱氧催化剂和路易斯酸的催化下，在氢气氛围下，呋喃环可以在酸体系中开环形成相应醇的酯。基于此，将缩合产物在加氢脱氧催化剂与路易斯酸的共催化体系的存在下，在氢压力下进行选择性加氢脱氧反应，得到的羟基在有机酸体系中酯化反应得到中长链脂肪酯。

发明内容

本发明的一个方面是提供了一种制备中长链脂肪醇及其酯的方法，所述方法包括以下步骤：

提供第一反应物，所述第一反应物为含有羰基基团的呋喃类化合物；

提供第二反应物，所述第二反应物为含有羰基或醛基并且含有具有氢原子的羰基α碳原子的化合物，并且能够与所述第一反应物的所述羰基基团参与缩合反应；

使所述第一反应物与所述第二反应物参与第一步缩合反应，将所述第一反应物的所述羰基的C＝O键的碳连接到第二反应物中的羰基的α碳并转变为C＝C键，形成缩合产物；

在加氢脱氧催化剂与路易斯酸的共催化体系的存在下，在氢压力下进行第二步反应，将所述缩合产物中的呋喃环开环并同时加氢脱氧，并使碳链饱和，得到中长链脂肪酯。

优选地，所述路易斯酸是金属价态为+1至+6价的三氟甲磺酸金属盐。

优选地，所述脂肪醇及其酯为主链包含8-20个碳的脂肪醇酯。

优选地，所述第一反应物由以下式(I)表示：

其中R₁选自由以下各项组成的组：氢，C1-C5的直链或支链烷基；

其中R₂选自由以下各项组成的组：氢，C1-C10的直链或支链烷基。

优选地，所述第一反应物与所述第二反应物的摩尔比为10∶1至1∶10，优选为5∶1至1∶5，最优选为4∶1至1∶2。