非均相催化剂和制备方法及其应用、C21二元酸的合成工艺及产物技术

本发明专利技术涉及二元酸制备技术领域，具体而言，涉及非均相催化剂和制备方法及其应用、C21二元酸的合成工艺及产物。非均相催化剂为络合物，所述络合物以过渡金属为配位中心，所述络合物的配位体含有

【技术实现步骤摘要】
非均相催化剂和制备方法及其应用、C21二元酸的合成工艺及产物


[0001]本专利技术涉及二元酸制备
，具体而言，涉及非均相催化剂和制备方法及其应用、C21二元酸的合成工艺及产物。

技术介绍

[0002]C21二元酸作为一种重要的表面活性剂与化学中间体，可被广泛运用于工业清洗剂、金属加工液、纺织助剂、油田缓蚀剂、粘合剂、润滑剂等行业。传统的合成方法是将反应原料在间歇反应釜中进行Diels
‑
Alder反应，其反应如下：；该反应存在的竞争性副反应将导致副产物含量高，目标产物含量低，分离难度大，进而导致产品纯度下降。
[0003]工业生产C21二元酸的首选方法在专利公开号为US3753968A的专利中进行了披露，特此引用。在该方法中，含有共轭亚油酸和非共轭亚油酸的脂肪酸混合物在碘催化剂存在下与丙烯酸同时反应，生成含有C21二元酸的脂肪酸混合物。该混合物随后被蒸馏以回收亚油酸游离脂肪酸馏分和C21二元酸馏分。
[0004]在这个过程被申请专利的时候，人们认为生成的C21二元酸的量是与脂肪酸混合物中亚油酸的起始含量大致相同。然而，随后分析仪器和技术的改进表明，大约10%的被认为是C21二元酸的物质实际上是C21内酯。由于结构相似，C21内酯很难从C21二元酸中去除，重复蒸馏可以去除内酯，但是这个过程成本很高，而且纯化二羧酸的最终收率极低。
[0005]因此，目前还没有一种商业上可行的工艺可以生产出比美国专利方法产出纯度更高的二羧酸。专利公开号为US3753968A的专利中公开的C21二元酸纯度仅85%。因此，二羧酸在润滑油、涂料、洗涤剂、增塑剂和缓蚀剂领域的潜在应用一直受到反应混合物中其他物质存在的限制。
[0006]虽然C21二元酸最广泛的用途是生产聚合物，但目前生产的二羧酸在这一领域的用途很少或没有，我们认识到，要想制造高分子量的聚合物，就需要高比例的成链双官能分子。由于目前的二羧酸混合物中有15%是单功能或三功能材料，它的纯度不太高，不能用于聚合物生产。
[0007]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供非均相催化剂和制备方法及其应用、C21二元酸的合成工艺及产物。本专利技术实施例提供一种新的非均相催化剂，将其应用于C21二元酸的合成，保证
共轭亚油酸在反应过程中都发生转化，而并不会形成C21内酯，提升C21二元酸的含量。
[0009]本专利技术是这样实现的：第一方面，本专利技术提供一种非均相催化剂，所述非均相催化剂为络合物，所述络合物以过渡金属为配位中心，所述络合物的配位体含有
‑
N=C
‑
、
‑
C=0、
‑
C
‑
S和
‑
C
‑
P组成的官能团组中的至少一个。
[0010]在可选的实施方式中，所述络合物中的配位体为单齿配位体、双齿配位体、三齿配位体和四齿配位体中的任意一种；优选地，所述非均相催化剂包括下述结构式所示化合物：，其中，M表示过渡金属，X表示卤素，R表示取代或未取代烷基或取代或未取代芳香基；优选地，M选自铝、镍、锌、铁、钴和铜中的任意一种；优选地，X选自氯或碘；优选地，R表示C1
‑
C10取代或未取代烷基或C6
‑
C23芳香基；优选表示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、苯基和苯甲基中的任意一种。
[0011]第二方面，本专利技术提供一种前述实施方式所述的均相催化剂的制备方法，包括：将含有
‑
N=C
‑
、
‑
C=0、
‑
C
‑
S和
‑
C
‑
P组成的官能团组中的至少一个的配位体与过渡金属进行配位。
[0012]在可选的实施方式中，包括：参照下述合成路径进行合成：，其中，M表示过渡金属，X表示卤素，R表示取代或未取代烷基或取代或未取代芳香基；n表示1
‑
6中的任意一个整数。
[0013]第三方面，本专利技术提供一种前述实施方式所述的非均相催化剂在制备C21二元酸中的应用。
[0014]第四方面，本专利技术提供一种C21二元酸的合成工艺，包括：利用前述实施方式所述的非均相催化剂进行反应。
[0015]在可选的实施方式中，包括：将油类物质、丙烯酸和所述非均相催化剂混合进行反应，其中，所述油类物质包括含有共轭结构的脂肪酸。
[0016]在可选的实施方式中，所述油类物质包括共轭亚油酸和非共轭亚油酸；优选地，所述油类物质包括妥尔油、红花油、玉米油、花生油、亚麻籽油、菜籽油、大豆油和棉籽油中的至少一种脂肪酸。
[0017]在可选的实施方式中，反应的条件包括：温度为150
‑
200℃，优选为160
‑
180℃；时间为2
‑
5小时；优选地，所述非均相催化剂的用量为所述油类物质质量的0.8
‑
1.2%；所述丙烯酸的用量为所述油类物质质量的25
‑
35%。
[0018]在可选的实施方式中，反应结束后反应体系进行分阶段蒸馏；优选地，分阶段蒸馏包括：在115
‑
135℃进行初次蒸馏，而后再在175
‑
195℃条件下二次蒸馏。
[0019]第五方面，本专利技术实施例提供一种产物，其通过上述C21二元酸的合成工艺制备得到。
[0020]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术实施例提供的非均相催化剂为将含有特定基团的配体与金属螯合后得到的络合物，通过上述基团的螯合使得络合物表现出特殊的氧化还原状态，从而能够达到催化共轭加成的作用，使得反应足以使顺式亚油酸异构化为反式
‑
反式，这使得几乎100%共轭亚油酸发生转化，因此基本没有C21内酯的形成，因此，可以获得更高的C21二元酸含量，即本专利技术实施例采用该络合物使得反应转化率更高，副产物更少。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例1提供的配体的核磁共振氢谱图；图2为本专利技术实施例1提供的配体的核磁共振氢谱图局部放大图；图3为本专利技术实施例1提供的配体的红外光谱图；图4为本专利技术实施例1提供的非均相催化剂的质谱图；图5为本专利技术实施例1提供的非均相催化剂的红外光谱图；图6为本专利技术实施例2提供的非均相催化剂的质谱图；图7为本专利技术实施例2提供的非均相催化剂的红外光谱图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非均相催化剂，其特征在于，所述非均相催化剂为络合物，所述络合物以过渡金属为配位中心，所述络合物的配位体含有
‑
N=C
‑
、
‑
C=0、
‑
C
‑
S和
‑
C
‑
P组成的官能团组中的至少一个。2.根据权利要求1所述的非均相催化剂，其特征在于，所述非均相催化剂包括下述结构式所示化合物：，其中，M表示过渡金属，X表示卤素，R表示取代或未取代烷基或取代或未取代芳香基。3.一种权利要求1所述的均相催化剂的制备方法，其特征在于，包括：将含有
‑
N=C
‑
、
‑
C=0、
‑
C
‑
S和
‑
C
‑
P组成的官能团组中的至少一个的配位体与过渡金属进行配位。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括：参照下述合成路径进行合成：，其中，M表示过渡金属，X表示卤素，R表示取代或未取代烷基或取代或未取代芳香基；n表示1
‑
6中的任意一个整数。5.一种权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛翔，彭子羿，
申请(专利权)人：佛山市滔盛弘新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：