[发明专利]将(甲基)丙烯酸直接添加到生物基油的方法

说明书

技术领域

本公开涉及将(甲基)丙烯酸直接添加到生物基油和/或它们的衍生物中。

背景技术

(甲基)丙烯酸酯官能的生物基油(衍生自植物和动物)和生物基油衍生物是化学品的重要平台。例如，丙烯酸酯化的环氧化大豆油可以是用于涂料、粘合剂、增塑剂、油墨、油漆、润滑剂和其他应用的起始物。(甲基)丙烯酸酯官能的油传统上通过两步法来合成：1)油的烃结构中的不饱和基团的环氧化，之后进行2)环氧基团的(甲基)丙烯酸酯化以产生期望的产物。方案I示出了使用大豆油和丙烯酸作为示例性起始物的此类全局反应方案。

方案I

发明内容

本公开提供了对与制备(甲基)丙烯酸酯官能的生物基油及其衍生物相关联的方法的改善。

在第一个实施例中，本公开提供了在酸催化剂的存在下制备(甲基)丙烯酸酯的方法，该方法包括使(甲基)丙烯酸与包含至少一个不饱和基团的至少一种生物基油、其衍生物或它们的组合反应。酸催化剂包括具有存在于其上的至少一个氧原子的强无机酸或强有机酸，并且该无机酸或有机酸至少一个酸官能度，该至少一个酸官能度具有具有在水中的不大于3的电离常数。

在本公开的示例性实施例中获得各种意外的结果和优点。本公开的示例性实施例的一个此类优点是将(甲基)丙烯酸直接添加到一种或多种生物基油和/或它们的衍生物中可减少与制造(甲基)丙烯酸酯官能的油和(甲基)丙烯酸酯官能的油衍生物相关联的材料和加工成本。本公开的示例性实施例的另一个可能的优点是发生在涉及环氧化和丙烯酸酯化的两步法期间不在不饱和基团的位点处添加羟基而制备(甲基)丙烯酸酯官能的油和油衍生物的能力。此类羟基在上面的方案I中示出。

本公开的示例性实施例的另外的优点是在本文所公开的单步丙烯酸酯化法中所采用的酸催化剂(例如，硫酸催化剂、磺酸催化剂或它们的组合)没有某些催化剂例如BF₃·Et₂O(三氟化硼二乙醚)表现出的某些不期望的特性，例如它们的毒性较小，加上它们产生较少的危险副产物。另外，在其中酸催化剂包括非均相催化剂的实施例中，该方法不需要催化剂中和和/或过滤步骤。此外，本文所公开的一步法与两步丙烯酸酯化法相比相对于被丙烯酸酯化的多个不饱和基团更容易调节。

本公开的上述发明内容并非旨在描述本公开的每个所公开的实施例或每种实施方式。以下描述更具体地举例说明示例性实施例。在本专利申请的全文的几处，通过实例列表来提供指导，这些实例可以各种组合使用。在每种情况下，所引用的列表均仅用作代表性的组，并且不应被理解为排他性列表。

具体实施方式

(甲基)丙烯酸官能的生物基油和生物基油衍生物已被用作涂料、粘合剂、增塑剂、油墨、油漆、润滑剂和其他应用的起始物。通常，(甲基)丙烯酸官能的生物基油(和它们的衍生物)通过两步法来制备，并且它有益于减少制备(甲基)丙烯酸官能的生物基油和它们的衍生物所需的时间和材料。存在对于将(甲基)丙烯酸直接添加到生物基油和它们的衍生物中的更有效的并且安全的工艺的需要。

对于下面定义的术语的术语表，除非在权利要求书或说明书中的其他地方提供不同的定义，否则整个申请应都将应用这些定义。

术语表

在整个说明书和权利要求书中所使用的某些术语虽然大部分为人们所熟知的，但可能仍然需要作出一些解释。应当理解，如本文所用的：

如本说明书和所附实施例中所用的，除非内容清楚指示其他含义，否则单数形式“一个”(“a”，“an”)和“所述”包括多个指代物。因此，例如，参考包含两种或更多种化合物的混合物的“化合物”。如本说明书和所附实施例中所用的，除非内容清楚指示其他含义，否则术语“或”的含义通常包括“和/或”的含义。

如本说明书中所用的，通过端值表述的数值范围包括该范围内所包括的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。

除非另外指明，否则本说明书和实施例中所使用的表达量或成分、特性测量等的所有数值在所有情况下均应理解成由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附实施例列表中示出的数值参数可根据本领域的技术人员利用本公开的教导内容寻求获得的期望的特性而变化。在最低程度上并且在不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施例的范围内的情况下，至少应根据所报告的数值的有效数位并通过应用惯常的舍入技术来解释每个数值参数。