天然1,2-链烷二醇、具有天然1,2-链烷二醇的组合物及其制备工艺制造技术

本文并入了一种用于合成生物

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】天然1,2
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链烷二醇、具有天然1,2
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链烷二醇的组合物及其制备工艺
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本美国非临时专利申请根据35 U.S.C.
§
119(e)要求于2018年1月30日提交的名称为“天然1,2
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链烷二醇、具有天然1,2
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链烷二醇的组合物及其制备方法”的美国临时专利申请No.62/623,985的权益，通过引用将其全部公开内容并入本文。


[0003]本文的专利技术涉及天然的和可再生的(即，可持续的)抗菌组分的领域，抗菌组分可作为备选防腐系统用在适用于各种行业的组合物中，所述行业包括个人护理、家居和公共机构或工业清洁产品、医疗或其他相关用途，尤其是用于人护理组合物中。本专利技术更具体地涉及天然和可再生的1,2
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链烷二醇的制备，用于制备天然和可再生的1,2
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链烷二醇以及包括由天然和可再生的(“可持续的”)原料所制备的此类1,2
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链烷二醇的组合物的方法。

技术介绍

[0004]在包括美国在内的大多数国家中，化妆品和/或个人护理(“个人护理产品”)和其他消费产品在清洁但通常不是无菌的条件下制造和包装，并且许多以非无菌形式出售。结果，产品中可能会玷染少量(通常无害)的细菌、霉菌或酵母孢子(统称为“微生物”)。另外，一旦消费者购买，打开并开始使用这样的产品，可能发生进一步的污染。例如，在个人护理产品中，来自空气或消费者皮肤的少量微生物可进一步污染该产品。
[0005]随着时间的推移，在运输，储存或使用过程中，可忽略不计的初始微生物种群可增加至足以导致产品变色或污染的显著水平，包括出现可见霉菌，其可影响产品的使用性或性能。在所施用或摄入的个人护理产品或其他消费产品(例如维生素等)的情况下，其也可具有健康影响，并且在一些情况下可在施用时导致不利的皮肤反应(包括感染)。
[0006]为了解决微生物生长的问题，个人护理行业和其他行业中的制造商通常向此类产品和组合物中添加化学防腐剂，该化学防腐剂通常是石油化学类的。然而，可以使用的防腐剂的类型和用量在几个方面受到限制：(1)立法方面(在一些国家，禁止使用特定的防腐剂)；(2)技术方面(防腐剂的类型/量必须通过满足某些经验评估的标准来证明其功效(“挑战实验”)；(3)消费者偏好方面(消费者可能认为某些防腐化学品是不良的，例如基于石油的或不可持续的产品，因此包括它们的产品在商业上是不可行的)；(4)后勤(logistical，物流)方面(例如，所选择的防腐剂必须在相关化学环境(其中参数如pH，疏水性/亲水性等可以变化)中有效并且对生产成本有利)；以及(5)可持续性方面，即，其应当使用如本文进一步描述的可持续工艺和原料来源来制备。
[0007]还期望开发出传统防腐的替代方法，并找到从可持续和可再生资源(即“原料”)中获得的对使用者更友好的化学成分组合。这些天然和可再生的抗菌组分和传统防腐剂的替代物(“替代防腐”)应当为消费者提供同等或更佳的保护和性能。
[0008]为了解决传统防腐剂的问题，本申请人在此开发了用于个人护理组合物的现有技
术防腐剂，其不包括对羟基苯甲酸酯、甲醛供体或氯化化合物，其可用于所有类型的个人护理制剂(例如，“免洗型”和“漂洗型”产品)。这样的不含对羟基苯甲酸酯或其他非石油基替代防腐产品对消费者是有吸引力的。不含对羟基苯甲酸酯的防腐剂显示出在各种pH条件，特别是在中性pH条件左右(其通常在人体内或人体上)对抗广谱微生物的功效。该防腐剂描述于美国专利公开2017/0360035 A1号中，其中该防腐体系中的一种组分是1,2
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链烷二醇。
[0009]本领域减少传统防腐剂使用的另一种尝试是应用“栅障技术(hurdle technology)”。栅障技术是应用若干种类型的限制或防腐材料或工艺的实践，使得微生物具有在它们可以增殖至腐败水平之前要克服的“栅障”(例如，添加一些改变pH值的物质以减少增殖，并加入少量共同阻碍或形成微生物生长的“栅障”的防腐剂或其他化合物)。替代防腐的使用可以是栅障技术中的台阶或“栅障”。
[0010]本领域需要进一步开发“替代防腐”添加剂。这些替代防腐体系包括消费者友好的、不含对羟基苯甲酸酯的材料，这些体系不再使用传统的防腐或抗菌剂，而是转向“天然”和“可持续”(“可再生”)制剂和原料，正如这些术语的如下定义。
[0011]申请人认为一种用于防腐的二醇(辛甘醇)是世界上增长最快的替代防腐组分。其他1,2
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链烷二醇如1,2
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己二醇、1,2
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癸二醇和1,2
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十二烷二醇也越来越受欢迎，并在替代防腐制剂中发挥作用。
[0012]以下示出使用烯烃作为关键起始材料制备辛甘醇(1,2
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辛二醇)的一个反应次序的实例。使用的起始材料是石油化学衍生的1
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辛烯：
[0013][0014]在上述反应次序中，在甲酸和过氧化物的存在下使石油化学衍生的1
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辛烯反应以形成中间体化学混合物，其例如在水中与氢氧化钠经历进一步的开环反应以完成1,2
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辛二醇的制备。这提供了优异的替代防腐添加剂并且是不含对羟基苯甲酸酯的，然而，起始材料(即，1
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辛烯)衍生自化石基(石化)资源，并且重要的是，其代表不可再生的原料，即，不可持续的资源。
[0015]因此，如上，需要对消费者和生态更加友好的、替代性防腐体系(单独用作栅障技术或作为其一部分)，包括那些没有对羟基苯甲酸酯的。在本领域中还需要一种材料，该材料为替代防腐材料或者可以用于替代防腐系统中，该替代防腐系统是100％天然的和可再生的(“可持续的”)原料，以产生可以用作替代防腐系统的抗菌剂或用于替代防腐系统中。“天然”抗菌剂的实例是由生物衍生的原料(例如来自当前和可持续农业活动，如非GMO基发酵、藻类、植物衍生的或蔬菜衍生的，例如来自蔬菜源或生物质制备的抗菌剂。其不是石油化学衍生的(例如衍生自在21世纪活跃的可持续的树木和植物农场)。这样的原料在本文中称为“天然的”和“可再生的”(即“可持续的”)，并且称为非石油衍生的原料。此外，这种材料由“新”碳形成，而不是由石油或其他化石燃料来源(“旧”碳)形成。这些产品在本文中被称为“天然”产品，并且在本领域中被称为非石油化学衍生的或“生物”产品。通过本文中的“可持续”，申请人是指来自可再生来源的材料，而并非耗尽有限的自然资源如化石燃料或其他不可再生资源如石油的材料。因此，非石油化学衍生的和/或由非石油化学衍生的来源制成
的天然或生物产品将是可持续的和可再生的。
[0016]真天然产品(生物化合物)使用生物质(例如，来自活植物和根部等中的碳循环过程储存的材料，或通过动物呼吸或通过分解而释放)形成。当碳在压力下在数百万年内分解和断开时，其产生化石燃料(石油化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于合成生物
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1,2
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链烷二醇的工艺，包括：提供具有约5至约20个碳原子的碳链和至少约80％的生物
‑1‑
烯烃区域选择性的生物烯烃；以及将所述生物烯烃转化为具有约5至约20个碳原子的碳链长度的生物
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1,2
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链烷二醇。2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述生物烯烃和所述生物
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1,2
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链烷二醇均具有约6至约14个碳原子的碳链。3.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述生物烯烃和所述生物
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1,2
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链烷二醇均具有约6至约10个碳原子的碳链长度。4.根据权利要求3所述的工艺，其中，所述生物烯烃和所述生物
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1,2
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链烷二醇均具有约6至约8个碳原子的碳链长度。5.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述生物烯烃是生物辛烯并且所述生物
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1,2
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链烷二醇是生物
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1,2
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辛二醇。6.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述生物烯烃由其中生物
‑1‑
醇通过在具有催化剂的反应器中加热所述生物
‑1‑
醇而脱水的工艺产生。7.根据权利要求6所述的工艺，其中，所述反应器是固定床反应器。8.根据权利要求7所述的工艺，其中，所述固定床反应器是流化固定床反应器。9.根据权利要求6所述的工艺，其中，所述催化剂选自ZnA12O4和γ
‑
氧化铝催化剂。10.根据权利要求9所述的工艺，其中，所述生物烯烃具有约92％至约99％的生物
‑1‑
烯烃区域选择性。11.根据权利要求10所述的工艺，其中，所述生物烯烃具有约95％至约99％的生物
‑1‑
烯烃区域选择性。12.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述工艺产生至少约92％至约99％的所述生物
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1,2
‑
链烷二醇。13.根据权利要求9所述的工艺，其中，所述催化剂是用碱处理的γ
‑
氧化铝催化剂，以形成改性的γ
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氧化铝催化剂。14.根据权利要求13所述的工艺，其中，所述碱包括第I族或第II族金属。15.根据权利要求9所述的工艺，其中，用钙助催化剂处理所述γ
‑
氧化铝催化剂以提供改性的γ
‑
氧化铝催化剂。16.根据权利要求15所述的工艺，其中，将所述改性的γ
‑
氧化铝催化剂煅烧以提供煅烧的γ
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氧化铝催化剂。17.根据权利要求16所述的工艺，其中，基于煅烧后测得的所述CaO的重量，所述钙助催化剂的用量为约0.01wt％至约4wt％。18.根据权利要求17所述的工艺，其中，基于煅烧后测得的所述CaO的重量，所述钙助催化剂的用量为约1wt％至约2wt％。19.根据权利要求15所述的工艺，其中，煅烧期间的温度为约400℃至约500℃。20.根据权利要求19所述的工艺，其中，煅烧期间的所述温度为约420℃至约480℃。21.根据权利要求20所述的工艺，其中，煅烧期间的所述温度为约440℃至约460℃。22.根据权利要求15所述的工艺，其中，煅烧在烘箱中进行。23.根据权利要求15所述的工艺，其中，所述煅烧在空气或惰性气体的气氛中进行。
24.根据权利要求6所述的工艺，其中，在将所述生物烯烃转化为所述生物
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1,2
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链烷二醇之前，使所述生物烯烃经历蒸馏步骤以精制所述生物烯烃。25.根据权利要求6所述的工艺，其中，由所述生物烯烃形成的所述生物
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1,2
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链烷二醇经历最终蒸馏步骤以精制所述生物
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1,2
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链烷二醇。26.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述生物烯烃由其中通过在吹扫气体下使所述生物
‑1‑
醇与催化剂一起加热来使水中的所述生物
‑1‑
醇脱水的工艺产生。27.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述生物烯烃通过以下方法转化为所述生物
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1,2
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链烷二醇：在甲酸或乙酸中至少一种存在下使所述生物烯烃和过氧化物反应形成具有环氧环的生物
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1,2
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环氧烷烃，并且使所述1,2
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环氧烷烃与水和氢氧化钠接触形成所述生物
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1,2
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链烷二醇。28.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述工艺产生至少约60％至约99％的所述生物
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1,2
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链烷二醇。29.根据权利要求28所述的工艺，其中，所述工艺产生至少约72％至约99％的所述生物
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1,2
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链烷二醇。30.一种用于制备生物
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1,2
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链烷二醇的工艺，包括：提供生物
‑1‑
醇和用碱处理的催化剂；在所述催化剂存在下使所述生物
‑1‑
醇脱水以形成具有约5至约20个碳原子的碳链和至少约80％的生物
‑1‑
烯烃区域选择性的生物烯烃；以及将所述生物烯烃转化为具有约5至约20个碳原子的碳链长度的生物
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1,2
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链烷二醇。31.根据权利要求30所述的工艺，其中，所述催化剂是γ
‑
氧化铝催化剂并且所述碱包括钙。32.根据权利要求31所述的工艺，其中，用钙助催化剂处理所述γ
‑
氧化铝催化剂，并且处理后在约400℃至约500℃的温度下煅烧。33.根据权利要求30所述的工艺，其中，所述工艺产生约72％至约99％的所述生物
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1,2
‑
链烷二醇。34.根据权利要求30所述的工艺，其中，所述生物
‑1‑
烯烃区域选择性为约95％至约99％。35.一种处理用于醇脱水的催化剂的方法，包括提供γ
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氧化铝催化剂；用包括第I族或第II族金属的碱来处理所述γ
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氧化铝催化剂；以及将所述γ
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氧化铝催化剂加热至约400℃至约500℃的温度。36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述碱包括钙。37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述碱是钙助催化剂并且所述加热在煅烧期间进行。38.根据权利要求37所述的方法，其中，基于煅烧后测得的所述CaO的重量，所述钙助催化剂的用量包括为约0.01wt％至约4wt％。39.根据权利要求38所述的工艺，其中，基于煅烧后测得的所述CaO的重量，所述钙助催化剂的用量为约1wt％至约2wt％。40.根据权利要求35所述的工艺，煅烧期间的所述温度为约420℃至约480℃。
41.根据权利要求40所述的工艺，其中，煅烧期间的所述温度为约440℃至约460℃。42.一种组合物，包括至少一种具有约5至约20个碳原子的碳链长度的第一生物
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1,2
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链烷二醇，其通过具有约5至约20个碳原子的碳链和至少约80％生物
‑1‑
烯烃区域选择性的第一生物烯烃的转化而得以合成。43.根据权利要求42所述的组合物，其中，所述组合物是个人护理组合物。44.根据权利要求43所述的组合物，其中，所述个人护理组合物是头发护理组合物、口腔护理组合物、皮肤护理组合物或化妆品组合物。45.根据权利要求42所述的组合物，其中，所述组合物是用于家居产品的组合物。46.根据权利要求45所述的组合物，其中，所述家居产品是织物护理产品或清洁产品。47.根据权利要求42所述的组合物，其中，所述组合物是工业组合物。48.根据权利要求42所述的组合物，其中，所述组合物是药物组合物、维生素组合物或保健组合物。49.根据权利要求42所述的组合物，包括不同于所述第一生物
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1,2
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链烷二醇的第二生物
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1,2
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链烷二醇，所述第二生物
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1,2
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链烷二醇具有约5至约20个碳原子的碳链长度，其通过具有约5至约20个碳原子的碳链和至少约80％的生物
‑1‑
烯烃区域选择性的第二生物烯烃的转化而得以合成。50.根据权利要求49所述的组合物，其中，所述组合物进一步包括至少一种不同于所述第一和所述第二生物
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1,2
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链烷二醇的其他生物化合物。51.根据权利要求50所述的组合物，其中，所述组合物包括不同于所述第一和所述第二生物
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1,2
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链烷二醇且不同于所述其他生物化合物的抗菌化合物。52.根据权利要求42所述的组合物，其中，所述组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗科，
申请(专利权)人：伊诺莱克斯投资公司，
类型：发明
国别省市：