[发明专利]来自天然油复分解的脂肪酰胺及衍生物

说明书

发明领域

本发明涉及源自可再生资源的脂肪酰胺和衍生物组合物，特别是源自天然油及其复分解产物的脂肪酰胺和衍生物组合物。

发明背景

脂肪酰胺是脂肪酸或酯（包括油和甘油三酯）与胺的反应产物。胺可以是氨或者伯胺或仲胺（例如，二甲基胺、乙醇胺、异丙醇胺或二乙醇胺）。另一类重要的脂肪酰胺产品是通过将脂肪酸或酯与二乙烯三胺（DETA）、(2-氨基乙基)乙醇胺（AEEA）等反应而制备的咪唑啉。咪唑啉是特别有意义的，因为它们可以被季铵化以提高水溶性并扩展其适用性。脂肪酰胺包括咪唑啉及其季铵盐化合物，在多种最终用途应用中是有用的，所述最终用途包括柔软织物（参见第7,304,026号美国专利和第2007/0054835号美国专利申请）、头发护理（第3,642,977号和第6,306,805号美国专利，以及第2006/0128601号美国专利申请）、洗涤剂（第3,696,043号、第3,759,847号、和第6,057,283号美国专利）、洗手皂（第4,668,422号美国专利）、农业助剂（第5,622,911号美国专利和第2011/0124505号美国专利申请）、和官能化的单体（第2009/0143527号美国专利申请）。

用于制备脂肪酰胺的脂肪酸或酯通常是由甘油三酯的水解或酯交换制备的，所述甘油三酯通常为动物或植物脂肪。因此，酸或酯的脂肪酸部分通常具有6-22个碳，具有饱和和内部不饱和链的混合。根据来源，脂肪酸或酯的C₁₆至C₂₂组分通常是占优势的。例如，豆油的甲醇分解提供了饱和的棕榈酸（C₁₆）和硬脂酸（C₁₈）的甲酯，和不饱和的油酸（C18单不饱和）、亚油酸（C₁₈双不饱和）和α-亚麻酸（C₁₈三不饱和）的甲酯。在这些酸中的不饱和基仅为或主要为顺式构型。

近来复分解催化剂的改进（参见J.C.Mol,Green Chem.4(2002)5）提供了由富C₁₆至C₂₂天然油如豆油或棕榈油来生成链长度降低的单不饱和原料的机会，所述单不饱和原料对于制备洗涤剂和表面活性剂是有价值的。豆油和棕榈油可以比例如椰子油更加经济，所述椰子油是用于制备洗涤剂的传统的起始原料。如Mol教授所说明的，复分解依赖于通过由过渡金属卡宾复合物引起的碳-碳双键的断裂和重整，将烯烃转化为新产物。不饱和脂肪酸酯的自复分解可以提供起始原料、内部不饱和的烃、和不饱和二酯的平衡混合物。例如，油酸甲酯（顺式-9-十八碳烯酸甲酯）部分转化为9-十八碳烯和9-十八碳烯-1,18-二酸二甲酯，两种产物均主要由反式异构体组成。复分解有效地使油酸甲酯的顺式双键异构化以在“未转化的”起始原料和复分解产物中得到顺式和反式异构体的平衡混合物，以反式异构体为主。

不饱和脂肪酸酯与烯烃的交叉复分解生成新的烯烃和具有降低的链长度和可能难以制备的新的不饱和酯。例如，油酸甲酯和3-己烯的交叉复分解提供了3-十二碳烯和9-十二碳烯酸甲酯（也参见第4,545,941号美国专利）。末端烯烃是特别希望的合成目标，并且Elevance Renewable Sciences,Inc.最近描述了通过内烯烃和α-烯烃在钌亚烷基催化剂的存在下的交叉复分解反应制备末端烯烃的改进的方式（参见第2010/0145086号美国专利申请公开）。描述了涉及α-烯烃和不饱和脂肪酸酯（作为内烯烃来源）的各种交叉复分解反应。因此，例如豆油与丙烯反应接着水解得到（其中包括）1-癸烯、2-十一碳烯、9-癸烯酸、和9-十一碳烯酸。尽管具有降低的链长度和/或主要具有反式构型的不饱和基的不饱和脂肪酸酯是可得的（来自天然油和烯烃的交叉复分解），但是由这些原料制备的脂肪酰胺及其衍生物似乎是未知的。此外，脂肪酰胺及其衍生物还没有由C₁₈不饱和二酯制备过，所述C₁₈不饱和二酯可以容易地通过天然油的自复分解制备。