[发明专利]一种低碳饱和脂肪酸的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有2～6个碳原子的低碳饱和脂肪酸的制备方法，包括：在水溶液中，在加氢脱氧催化剂的存在下，使具有α‑羟基的低碳脂肪酸与氢气进行反应，得到所述低碳饱和脂肪酸。本发明提供了一种基于可再生生物质基原料生产低碳饱和脂肪酸的方法，过程绿色，收率高。

技术领域

本发明涉及一种低碳饱和脂肪酸的制备方法，具体涉及一种由具有α-羟基的低碳脂肪酸制备低碳饱和脂肪酸的方法。

背景技术

脂肪酸(fatty acid)，是指一端含有一个羧基的脂肪族碳氢链，主要用于制造日用化妆品、洗涤剂、工业脂肪酸盐、涂料、油漆、橡胶、肥皂等。其中，具有2～6个碳原子的低碳饱和脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸等，在化工、食品和医药行业都有着非常重要的应用。例如，乙酸是大宗化工产品，主要可用于生产乙酸乙烯、乙酐、乙酸酯和乙酸纤维素等；在食品工业中，乙酸可以用作酸化剂，增香剂和香料。丙酸主要用作食品防腐剂和防霉剂，还可用作啤酒等中黏性物质抑制剂。正丁酸是一种重要的合成香料以及其他精细化工产品的原料，主要用于丁酸酯类和纤维素丁酸酯的合成。

目前，低碳饱和脂肪酸的生产主要依赖于生物发酵提取或石油基原料的催化氧化转化。生物发酵提取法存在产能低、周期长、操作复杂和条件苛刻等缺陷。而基于石油基原料的化学法则存在原料依赖不可再生的化石资源，生产过程中污染较大、环境不友好等问题。近年来，随着生物质转化技术的发展，为已有的重要化学品的生产提供了新的原料和方法。

CN106117035B公开了一种乳酸转化产丙酸的方法，该方法将乳酸、催化剂、还原剂加入水中，在惰性气体氛围下进行水热反应得到丙酸产物，其中还原剂为Al、Fe、Mn或Zn等金属单质粉末，在反应过程中被氧化消耗。而这种金属还原剂的加入不仅在产物中引入了难以分离的金属离子，还提高了该方法的成本。

发明内容

本发明提供一种低碳饱和脂肪酸的制备方法，该方法不需要惰性氛围和还原剂，绿色环保，收率高。

具有2～6个碳原子的α-羟基脂肪酸是一类常见的生物质转化中间产品，如2-羟基乙酸(乙醇酸)、2-羟基丙酸(乳酸及其手性异构体)、2-羟基丁酸、2-羟基己酸等等。本申请发明人发现，选用具有催化加氢脱氧功能的催化剂，可以选择性地脱除其羧基α碳上的羟基，即可得到所对应的低碳饱和脂肪酸，从而绿色高效地合成低碳饱和脂肪酸。

本发明提供一种C2～C6低碳饱和脂肪酸的制备方法，包括：在水溶液中，在加氢脱氧催化剂的存在下，使具有α-羟基的C2～C6低碳脂肪酸与氢气进行反应，得到所述低碳饱和脂肪酸。

其中，所述具有α-羟基的C2～C6低碳脂肪酸的化学结构式为：

R为氢原子或具有1～4个碳原子的饱和直链或支链烷基；

所述C2～C6低碳饱和脂肪酸的化学结构式为：

R为氢原子或具有1～4个碳原子的饱和直链或支链饱和烷基。

根据本发明，所述加氢脱氧催化剂选自下述a、b或c中的一种或多种：

a、负载型金属催化剂与至少一种金属氧化物的混合物；

b、负载型金属催化剂与至少一种负载型金属氧化物催化剂和/或至少一种负载型杂多酸催化剂的混合物；

c、至少一种金属与至少一种金属氧化物和/或至少一种杂多酸共负载形成的催化剂。

在上述加氢脱氧催化剂a、b、c中：

所述负载型金属催化剂包括载体和负载于所述载体上的金属，所述金属的负载量为0.25％～10％，优选0.5～5％，更优选1～3％。