[发明专利]生产辛烷二酸、前体和衍生物的方法

说明书

优先权

本申请要求于2013年3月15日提交的美国临时专利申请序列号61/790,826的优先权，其内容在此通过引用整体并入。

发明背景

本公开涉及一种用于生产辛二酸、其前体、及辛二酸和其前体的衍生物的方法。这些化合物可直接使用，或作为中间体以得到其它衍生物。

发明概要

一种用于生产具有式(1)的辛烯二酸二烷基酯的方法

其中R为C_1-18烷基，优选地C_1-12烷基，该方法包括：使具有式(2)的γ-戊内酯

与具有式(3)R-OH(3)的醇在酸或碱催化剂存在下反应以提供具有式(4)的戊烯酸烷基酯

及

在复分解引发剂存在下将具有式(4)的戊烯酸烷基酯转化以提供具有式(1)的辛烯二酸二烷基酯，其中在式(3)和(4)中，R为C_1-18烷基，优选地C_1-12烷基。

可将具有式(1)的辛烯二酸二烷基酯转化为具有式(10)的1,8-辛二酸二烷基酯，

其中R为C_1-18烷基，优选地C_1-12烷基；并可使具有式(10)的1,8-辛二酸二烷基酯水解以提供具有式(9)的1,8-辛二酸

具有式(1)的辛烯二酸二烷基酯和具有式(9)的1,8-辛二酸可用于制备多种衍生物。

也提供了通过上述方法制得的化合物。

通过以下具体实施方式和权利要求进一步描述如上所述的内容和其它实施方案。

具体实施方式

宜将长链线性脂肪族二酸用于特定的聚酰胺(例如尼龙)和聚酯。但是，这些二酸昂贵且难以获得。例如，此种类的成员辛二酸目前通过环辛烯的氧化制备。环辛烯是通过丁二烯二聚化然后进行环辛二烯的部分选择性加氢得到的石油化学衍生材料。实际上，需避免氧化化学。而且，对由可再生来源制得化学制品以减少对碳的化石来源的依赖的方法的需求日益增加。因此，仍需要一种用于生产辛二酸、其前体、和其衍生物的方便且经济有效的方法。如果这些材料可衍生于生物来源原料，则其将会是另一个优点。

本文阐述了一种制得利用其它方法难以获得的辛二酸、其前体、和衍生物的方法。如本文使用，“辛二酸”指“1,8-辛二酸”，也称为“软木酸”。该方法的优点是不再需要环辛烯的氧化。在一个特别有利的特征中，起始材料可获自生物来源原料，例如碳水化合物。此外，广泛用于化学工业的乙烯是此方法的副产物。此外，通过将前体中的双键转化为有用的官能团(诸如环氧化物、二醇、醛或酯)可将辛二酸的前体(4-辛烯二酸酯)转化为多种衍生物。

辛二酸的前体

一种用于生产式(1)的辛烯二酸二烷基酯(辛二酸的前体)的方法包括使式(2)的γ-戊内酯与式(3)的醇反应以提供式(4)的戊烯酸烷基酯；及在复分解引发剂存在下将式(4)的戊烯酸烷基酯转化以提供式(1)的辛烯二酸二烷基酯。该方法在方案1中阐明。

在式(1)、(3)和(4)中，R为C_1-18烷基，优选地C_1-12烷基。特别提及甲基。

式(2)的γ-戊内酯与式(3)的醇之间的酯交换反应可在高温(例如50℃-500℃)，在酸或碱催化剂存在下进行。示例性酸催化剂包括元素周期表III和IV主族及IV和VI副族中元素的酸性氧化物，以及如在US4,740,613中描述的质子酸和路易斯酸(Lewisacid)。酸催化剂也可为如US5,144,061中描述的酸性沸石催化剂。示例性碱催化剂包括如US6,835,849中描述的金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐和铝酸盐。

在复分解条件下可将式(4)的戊烯酸烷基酯转化为式(1)的辛烯二酸二烷基酯。反应温度可在约-20℃至约600℃范围内，具体地讲约0℃至约500℃范围内，更具体地讲约35℃至约400℃范围内。压力取决于所用溶剂的沸点，例如，可使用充足的压力以保持溶剂液相且在约0至约2000psig范围内。反应时间不是决定性的，且可从几分钟至48小时。反应通常在惰性气氛(例如氮气或氩气)中进行。