通过复分解反应和氢氰化反应制备有机化合物的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过复分解反应和氢氰化反应制备有机化合物的方法。本发明专利技术的方法可被用于例如制备重要的有机化合物，例如二酸、二酯、酸－胺、酸－醇、酸－腈、酯－胺、酯－醇和酯－腈。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 相关申请的交叉引用本申请要求于2006年10月13日递交的题名为"METHODS OF MAKING ORGANIC COMPOUNDS BY METATHESIS AND CATALYTIC MODIFICATION"的美国临时申请60/851,367的优先权，该专利申请公开 的内容通过引用插入本文。
技术介绍
人们希望使用可再生的原料(例如天然油料衍生的脂肪酸或脂肪酯) 作为原料来合成通常由石油原料制造的在工业上重要的有机化合物。对天 然油料衍生的原料的结构进行修饰的一个有用的反应是复分解反应。复分 解反应是催化反应，其涉及碳碳双键的断裂以及重新形成。当复分解反应 被直接应用于许多天然油料衍生的原料时，得到混合的产物。例如，当复 分解反应被用于脂肪酸酯的混合物中时，所得的复分解产物包括具有各种 链长的一酯和二酯的混合物。由于产物的分子量和功能性类似，因而很难 从其它复分解产物中分离出所需产物(例如具有特定链长的二酯)。考虑 到前述情况，需要这样一种方法，通过该方法有机化合物易于由天然油料 衍生的原料合成。
技术实现思路
本专利技术涉及一种通过复分解反应和氢氰化反应制备有机化合物的方 法。氢氰化反应起到的作用是将氰基引入有机化合物中。所述氰基可以转 化成氨基、醛基、醇基或羧酸基。本专利技术的方法可被用于制备重要的有机 化合物，例如二羧酸(二酸)、二酯、酸-胺、酸-醇、酸-腈、酉旨-胺、酉旨-醇、酯-腈和酸-酯。9有利地，本专利技术的方法利用与短链烯烃的交叉复分解步骤，从而在化 学上改性起始组合物并且生成具有预定碳碳双键位置的官能化烯烃中间 体。在分离官能化烯烃中间体以后，通过氢氰化反应对碳碳双键进行改 性，从而将氰基引入该分子中。交叉复分解步骤允许使用含有多个不饱和 物质(例如包括多不饱和物质)的起始组合物，从而制成所需有机酸化合 物。相应地，含有多不饱和物质的起始组合物可以直接用在所述方法中， 而无需预先纯化。一方面，本专利技术提供了一种通过复分解和催化改性制备有机化合物的 方法。本专利技术的方法包括如下步骤(a) 提供含有不饱和脂肪酸、不饱和脂肪酯、不饱和脂肪酸盐或其 混合物的起始组合物；(b) 在复分解催化剂的存在下，使步骤(a)的起始组合物与短链烯烃进行交叉复分解，从而形成交叉复分解产物，所述交叉复分解产物含有(i) 一种或多种烯烃；和(ii) 具有至少一个碳碳双键的酸官能化、酯官能化或盐官能化的烯烃；(c) 将至少一部分酸官能化、酯官能化或盐官能化烯烃从所述交叉 复分解产物中分离出来；(d) 通过氢氰化反应对所述酸官能化、酯官能化或盐官能化烯烃的 碳碳双键进行催化改性，从而引入腈基。可用的起始组合物包括不饱和化合物(例如不饱和脂肪酸、不饱和脂 肪酯和不饱和脂肪酸的羧酸盐)，这些不饱和化合物通常由诸如植物油或 动物脂肪的天然油料衍生。在许多实施方式中，起始组合物包括不饱和多 元醇酯。当由植物油衍生时，可用植物油包括大豆油、油菜籽油、玉米油、芝 麻油、棉花子油、向日葵油、卡诺拉油、红花油、棕榈油、棕榈核油、亚 麻子油、蓖麻油、橄榄油、花生油及其混合物。在本专利技术的方法中，起始组合物在复分解催化剂的存在 与短链烯烃 进行交叉复分解。在一些实施方式中，短链烯烃具有如下结构E/RsC=CRyRlu其中，R7、 R8、 W和R^各自独立地是氢或有机基团，前提条件是R7 或RS中的至少一个是有机基团。在许多实施方式中，短链烯烃是短链内烯 烃。例如，短链内烯烃可具有如下结构R7R8C=CR9R1()其中，R7、 R8、尺9和R"各自独立地是氢或有机基团，前提条件是R7 或R8中的至少一个是有机基团，并且W或Rie中的至少一个是有机基 团。可用的短链内烯烃可以是对称的或不对称的。当短链内烯烃对称时， 其可以具有如下结构R7CH=CHR9其中f和W是相同的有机基团。对称短链内烯烃的实例包括2-丁 烯、3-己烯和4-辛烯。不对称短链内烯烃的实例包括2-戊烯、2-己烯、2-庚烯、3-庚烯、2-辛烯、3-辛烯、2-壬烯、3-壬烯和4-壬烯。在一些实施方 式，短链烯烃是具有如下结构的a-烯烃CH2=CH-R10其中-R"是有机基团。a-烯烃的实例包括l-丙烯、l-丁烯、l-戊烯、1-己烯、l-庚烯、l-辛烯和l-壬烯。在交叉复分解后，将至少一部分酸官能化、酯官能化或盐官能化的烯 烃从其余的交叉复分解产物中分离出来。可用的分离工艺包括蒸熘、反应 性蒸馏、色谱法、分段结晶、薄膜分离、液/液萃取或其组合。分离后，对分离出的酸官能化、酯官能化或盐官能化烯烃的碳碳双键 通过氢氰化反应进行催化改性，从而引入腈基。在引入腈基后，可以使腈 进一步反应从而改变化合物的官能团。例如，在一些实施方式中，为了使 腈基转化成醛基或醇基，对腈基进行还原。在其它实施方式中，为了使腈 基转化成羧酸，对腈基进行水解。在另外的实施方式中，为了使腈基转化 成胺，对腈基进行氢化。在许多实施方式中，根据本专利技术制成的有机化合物的链长在约8至16 个碳原子的范围内，例如具有12个碳原子。ii具体实施例方式本专利技术涉及一种通过复分解反应和氢氰化反应制备有机化合物的方 法。本专利技术的方法可被用于制备重要的有机化合物，例如二酸、二酯、酸-胺、酸-醇、酸-腈、酯-胺、酯-醇和酯-腈。起始组合物(歩骤(a))本专利技术的方法使用不饱和脂肪酸、不饱和脂肪酯、不饱和脂肪酸的盐 或混合物作为起始组合物。本文所用术语"不饱和脂肪酸"指具有带末端 羧酸基团的烯烃链的化合物。烯烃链可以是直链或支链，并且除了羧酸基 团以外可选含有一个或多个官能团。例如， 一些羧酸包含一个或多个羟基。烯烃链通常含有约4至约30个碳原子，更常见含有约4至约22个碳 原子。在一些实施方式中，烯烃链含有18个碳原子(即C18脂肪酸)。 不饱和脂肪酸的烯烃链上具有至少一个碳碳双键(即单不饱和脂肪酸)， 而且烯烃链上可以具有一个以上双键(即多不饱和脂肪酸)。在示例性的 实施方式中，不饱和脂肪酸的烯烃链上具有l-3个碳碳双键。不饱和脂肪酯也可被用作起始组合物。本文所用术语"不饱和脂肪 酯"指具有带末端酯基的烯烃链的化合物。烯烃链可以是直链或支链，并 且除了酯基以外可选含有一个或多个官能团。例如， 一些不饱和脂肪酯除 了酯基以外还包含一个或多个羟基。不饱和脂肪酯包括"不饱和单酯"和 "不饱和多元醇酯"。不饱和单酯具有终止于酯基(例如诸如甲酯的烷酯 基)的烯烃链。不饱和单酯的烯烃链通常含有约4至约30个碳原子，更 常见含有约4至约22个碳原子。在示例性实施方式中，烯烃链含有18个 碳原子(即C18脂肪酯)。不饱和单酯的烯烃链上具有至少一个碳碳双 键，而且烯烃链上可以具有一个以上双键。在示例性的实施方式中，不饱 和脂肪酯的烯烃链上具有1-3个碳碳双键。不饱和脂肪酸的金属盐(即不饱和脂肪酸的羧酸盐)也可被用作起始 组合物。金属盐可以是碱金属(例如IA族金属诸如Li、 Na、 K、 Rb和 Cs)的盐；碱土金属(例如IIA族金属诸如Be、 Mg、 Ca、 Sr和Ba)的 盐；IIIA族金属(例如B、 Al、 Ga、 In和Tl)的盐；IVA族金属(例如<table>table see original document page 13&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备有机化合物的方法，所述方法包括如下步骤：　（ａ）提供含有不饱和脂肪酸、不饱和脂肪酯、不饱和脂肪酸的羧酸盐或其混合物的起始组合物；　（ｂ）在复分解催化剂的存在下，使步骤（ａ）的起始组合物与短链烯烃进行交叉复分解，从而形成交 叉复分解产物，所述交叉复分解产物含有　（ｉ）一种或多种烯烃化合物；和　（ｉｉ）一种或多种具有至少一个碳碳双键的酸官能化、酯官能化或盐官能化的烯烃；　（ｃ）将至少一部分所述一种或多种酸官能化、酯官能化或盐官能化烯烃从所述交叉 复分解产物中分离出来；　（ｄ）通过氢氰化反应对所述酸官能化、酯官能化或盐官能化烯烃的碳碳双键进行催化改性，从而引入腈基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西W亚伯拉罕，阶堂弘树，李忠武，理查德L帕德森，亚恩切洛蒂，迈克尔约翰图披，亚历山大勒A普莱特奈威，
申请(专利权)人：埃莱文斯可更新科学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]