[发明专利]制备脂肪酸的方法

说明书

本申请公开了一种制备脂肪酸的方法，所述方法包括以下步骤：提供第一反应物，所述第一反应物为含有羰基基团的呋喃类化合物；提供第二反应物，所述第二反应物为含有羧基或酯基或酸酐基团的化合物，并且能够与所述第一反应物的所述羰基基团参与缩合反应；使所述第一反应物与所述第二反应物参与第一步缩合反应，将所述第一反应物的所述羰基的C＝O键的碳连接到第二反应物中的羰基的α碳并转变为C＝C键，形成缩合产物；在加氢催化剂与路易斯酸的共催化体系的存在下，在氢压力下进行第二步反应，将所述缩合产物中的呋喃环开环并同时加氢脱氧，除去除了羧基中的氧之外的所有氧，并使碳链饱和，得到脂肪酸。

技术领域

本发明涉及脂肪酸的制备方法，尤其涉及一种由含有羰基基团的呋喃类化合物与含有羧基或酯基或酸酐基团的化合物制备脂肪酸的方法，例如，由糠醛及其衍生物和包含羧基或酯基并含有具有氢原子的羰基的α碳原子的化合物制备脂肪酸的方法。

背景技术

中长链脂肪酸广泛用于中间体合成和各种化学品制造，如洗涤剂、表面活性剂、药物、润滑剂、增塑剂、油脂、香水、尼龙等聚合物。同时是人体内必不可少的重要组成部分，是生物膜和甘油脂的重要结构单元，在各种生物活性制剂如前列腺素和内源性大麻素中扮演着重要的角色。

中长链脂肪酸的传统制备方法通常是通过动植物油脂，即中长链脂肪酸甘油三酯，经皂化反应制备。这种方法不仅通常难于制备奇数碳原子的中长链脂肪酸(奇数碳原子的中长链脂肪酸甘油三酯十分罕见于动植物油脂中)，并且难于制备含有支链的中长链脂肪酸(含有支链的中长链脂肪酸甘油三酯同样十分罕见于动植物油脂中)。此外，动植物油脂尽管是一种可再生的碳资源，但相对于纤维素和半纤维素等可再生生物质资源，来源受限。因此，以可以不受限而广泛获取的纤维素和半纤维素这种可再生生物质资源制备中长链脂肪酸具有重要意义。

然而，众所周知，组成纤维素和半纤维素的结构单元为六个碳的葡萄糖和五个碳的木糖。直接以其为原料，只能获得不超过六个碳的羧酸。例如，葡萄糖水解产物乙酰丙酸(五个碳原子)、发酵产物琥珀酸(四个碳原子)、乳酸(三个碳原子)和乙酸(两个碳原子)。

因此，以纤维素或半纤维素类可再生的生物质基糖类衍生物为原料，制备中长链脂肪酸有两大困难：1、碳链的延长；2、选择性地保留羧酸基团而去除醇氧、醚氧和酯氧等其它含氧基团。

发明内容

本发明提供了一种制备脂肪酸的方法，所述方法包括以下步骤：

提供第一反应物，所述第一反应物为含有羰基基团的呋喃类化合物；

提供第二反应物，所述第二反应物为含有羧基或酯基或酸酐基团的化合物，并且能够与所述第一反应物的所述羰基基团参与缩合反应；

使所述第一反应物与所述第二反应物参与第一步缩合反应，将所述第一反应物的所述羰基的C＝O键的碳连接到第二反应物中的羰基的α碳并转变为C＝C键，形成缩合产物；

在加氢催化剂与路易斯酸的共催化体系的存在下，在氢压力下进行第二步反应，将所述缩合产物中的呋喃环开环并同时加氢脱氧，除去除了羧基中的氧之外的所有氧，并使碳链饱和，得到脂肪酸。

优选地，所述第一步缩合反应为aldol缩合反应，Perkin反应，Wittig反应，Wittig-Horner反应或Reformatsky反应。

优选地，所述第二反应物中的酯基为C1-C10直链烷基酯基或C1-C10支链烷基酯基。

优选地，所述脂肪酸为主链包含7-20个碳的脂肪酸。

优选地，所述第一反应物由以下式(I)表示：

其中R₁选自由以下各项组成的组：氢，C1-C5的直链和支链烷基；