[发明专利]氯化三(2,2’-联吡啶)钌(II)六水合物作为催化剂的应用

说明书

本发明涉及氯化三(2,2'‑联吡啶)钌(II)六水合物在脂肪羧酸脱羧制备脂肪醇中作为催化剂的应用。本发明的应用具有良好的化学选择性和广泛的、易获取的物料来源。本发明避免了传统热化学方法转化脂肪羧酸的高温高压等高能耗及反应条件苛刻的弱点，反应过程简便易操作，避免了重复提取，而且无需额外通入高纯氢气，极大地降低了反应能耗和原料消耗，且更加绿色环保，对环境污染小，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及能源化工技术领域，特别是涉及氯化三(2,2’-联吡啶)钌(II)六水合物在脂肪羧酸脱羧制备脂肪醇中作为催化剂的应用。

背景技术

随着化石资源的快速消耗，对可再生清洁能源的开发和利用越来越受到关注。生物质能重要的可再生能源，更是唯一的可再生有机碳源，能够提供丰富的有机碳资源。生物质能是能转化为液体燃料的唯一来源，是化石燃料的替代品。羧酸是一类重要的生物质平台分子，具有自然界广泛、性质稳定、毒性低等特性。羧酸通过脱羧可以提供一种将脂肪羧酸转化为脂肪醇的途径。目前的脱羧方法仍然面临很多问题：一是它们基本需要外加氢源或还原剂；二是脱羧技术需要高温和高压等高能耗条件；三是反应过程复杂不易实现。因此，利用高效催化的方式将脂肪羧酸转化为更有利用价值的醇类对缓解能源危机具有重要意义。

氯化三(2,2’-联吡啶)钌(II)六水合物([Ru(bpy)₃]²⁺)是一种新型光敏剂，其具有水溶性好，化学、电化学和光化学性能稳定，氧化还原可逆，发光效率高，应用pH范围宽，可电化学再生，激发态寿命长等特点。目前尚未有氯化三(2,2’-联吡啶)钌(II)六水合物作为催化剂用于脂肪酸制备脂肪醇的报道。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是针对现有技术不足，提供氯化三(2,2’-联吡啶)钌(II)六水合物在脂肪羧酸脱羧制备脂肪醇中作为催化剂的应用。本发明可采用可再生的原料即由动植物油脂水解所得脂肪酸作为反应原料，首先将脂肪族羧酸转化为脂肪族类N-(酰基氧基)邻苯二甲酰亚胺，随后在还原剂和催化剂氯化三(2,2’-联吡啶)钌(II)六水合物作用下快速催化脱羧获得脂肪醇。其反应条件温和，所需添加的化学试剂少、反应过程简单、可利用生物质资源，具有低能耗性、可再生性、可持续性、原料总量丰富和分布广泛等特点，具有较大的应用前景。

本发明采用的一个技术方案是氯化三(2,2’-联吡啶)钌(II)六水合物在脂肪羧酸脱羧制备脂肪醇中作为催化剂的应用，包括：

a)提供至少一种脂肪羧酸，加入N-(羟基)邻苯二甲酰亚胺，4-二甲氨基吡啶，二氯甲烷混合均匀，随后加入二环己基碳二亚胺，反应完成后，清洗提纯得到至少一种脂肪族类N-(酰基氧基)邻苯二甲酰亚胺；

b)将步骤a中得到的至少一种脂肪族类N-(酰基氧基)邻苯二甲酰亚胺溶解于溶剂N,N-二甲基甲酰胺，加入还原剂2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基和1,4-二氢-2,6-二甲基-3,5-吡啶二羧酸二乙酯，混合均匀；在氯化三(2,2’-联吡啶)钌(II)六水合物存在下，将脂肪羧酸进行催化脱羧反应转化为至少一种脂肪族类N-(氧基)2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基；

c)加入还原剂和有机溶剂，将步骤b中至少一种脂肪族类N-(氧基)2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基转化为至少一种脂肪醇。

步骤a：

为提供步骤a中的一种脂肪羧酸，其包括饱和脂肪羧酸和不饱和脂肪羧酸。合适的脂肪酸为优选具有4-40个，更优选6-30个，特别是10-28个碳原子的饱和或单-或多-不饱和脂肪酸。实例包括苯甲酸、4-联苯甲酸、正壬酸、正癸酸、正十一烷酸、正十三烷酸、肉豆寇酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、十九烷酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、蜡酸、三十烷酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、硬脂酸、桐酸等。