制造重质酯、酸和其衍生物的方法
【专利说明】制造重质酯、酸和其衍生物的方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年8月1日提交的美国临时专利申请No. 61/861，345和2012年 10月9日提交的美国专利申请No. 13/647, 825的优先权权益。将前述申请各自的公开内容 引入本文作为参考，如同在本文中完全阐述一般。
【背景技术】
[0003] 蒙旦（montan)蜡，也称作褐煤（lignite)蜡、LP蜡和/或S蜡，是通过褐煤或褐 色煤（browncoal)(次烟煤）的溶剂提取而获得的硬蜡。由于其一直保藏在煤中，因此其 实际上是变成化石的植物蜡。在商业规模上最早的生产是在德国在19世纪后半叶，并且德 国继续供应全球蒙旦蜡产量的大部分。蒙旦蜡的组成取决于它所提取自的材料，但是均含 有变化量的蜡、树脂和沥青。必须将树脂通过用溶剂（二乙基醚、丙酮）提取而除去。蒙旦 的蜡组分是如下的混合物：长链（C24-C30)酯(62-68重量％ )，长链酸（22-26重量％ )，和 长链醇、酮和径（7-15重量％ )。蒙旦必须经过大量的（extensive)络酸处理来精制，该工 艺例如在加利福尼亚已经被禁止。
[0004] 蒙旦蜡是硬且脆的并且具有高的熔点；其性质与天然植物蜡（诸如巴西棕榈）的 那些类似，其可替代天然植物蜡（诸如巴西棕榈）。复写纸是粗制蒙旦蜡的最大消费者。目 前，蒙旦蜡的最高使用是在汽车抛光剂（carpolishes) (30% )中。另外的应用包括个人护 理应用、鞋抛光剂（鞋油，shoepolishes)、电绝缘体、和在塑料和造纸工业中的润滑剂。抛 光剂中的蒙旦蜡改善耐磨损性、提高防水性、并且赋予高光泽。取决于精制和衍生，可由蒙 旦蜡获得具有不同性质的蜡。由于蒙旦蜡提取自褐色煤，该粗蜡需要大量的且昂贵的清洁。 近来，在德国岩层中的可提取的蒙旦蜡的浓度已经下降。由于该产品的供应的不确定性和 变化的性质、以及其相对高的成本，具有与蒙旦蜡类似性质的蒙旦蜡代用品是合乎需要的。
[0005] 巴西棕榈蜡得自棕榈树，其产蜡林几乎仅生长在巴西半干旱的东北部。巴西棕榈 蜡形成于棕榈的叶子上，并且通过如下而除去：将叶子割下，干燥，并且机械地除去所述蜡。 通过熔融和过滤或离心将杂质从所述蜡除去。在价格和可获得性方面的宽的波动已经导致 巴西棕榈蜡所服务的市场去寻求替代物。巴西棕榈蜡的主要组分是长链醇和酸的脂族和芳 族酯，具有较少量的游离脂肪酸和醇、和树脂。巴西棕榈蜡非常硬，针入度在25°c下为2dmm 和在43. 3°C下仅为3dmm。某些等级的巴西棕榈蜡也可具有天然蜡的较高熔点之一。例如， 一种等级的巴西棕榈蜡具有84°C的熔点，具有在98. 9°C下3960cSt的粘度，8的酸值，和80 的皂化值。
[0006] 该硬度和高熔点在与其分散颜料诸如炭黑的能力结合时容许巴西棕榈蜡提高在 热印刷油墨中的使用。巴西棕榈蜡还被广泛地用作用于使有机溶剂和油胶凝的有机结构剂 (structurant)，从而使得所述赌成为溶剂和油膏配方的有价值的组分。巴西棕榈赌抛光至 高光泽并且因此被广泛地用作用于物品（诸如皮革、糖果（candies)、和丸剂（pills))的抛 光试剂。其它用途包括化妆品和熔模铸造应用（例如，铜合金、铸铜合金）。
[0007] 小烛树赌收获自墨西哥科阿韦拉（Coahuila)州和奇瓦瓦（Chihuahua)州的灌木， 并且在非常少的程度上，收获自美国德克萨斯州（Texas)的大弯区（BigBendregion)的 灌木。将整个成熟植物连根拔起并且浸在用硫酸酸化的沸水中。所述蜡漂浮至表面并且被 过滤。小烛树蜡的主要组分是烃、长链醇和酸的酯、长链醇、留醇、和中性树脂、以及长链酸。 典型地，小烛树蜡具有70°C的熔点、在25°C下3dmm的针入度、14的酸值、和55的皂化值。 小烛树的主要市场包括化妆品、食品和药品。
[0008] 小冠椰子蜡是由生长在巴西的棕榈树的叶子得到的褐色蜡。小冠椰子难以收获， 因为其不像巴西棕榈蜡那样从叶子剥落并且并且必须被刮掉下来。小冠椰子有时作为巴西 棕榈的替代物用在不需要浅色蜡的应用中。米糠蜡提取自粗制米糠油。可将其脱胶、通过 溶剂提取降低脂肪酸含量、和漂白。所述蜡主要由C22-C36醇（28重量％ )、山嵛酸（16重 量％ )和木蜡酸（43重量％ )的酯组成。
[0009] 蜂蜡是在蜜蜂的蜂巢中产生的天然蜡，并且包括若干化合物（诸如脂肪酸和各 种各样的长链醇）的混合物。蜂蜡可包括长链（C30-C32)脂族醇的棕榈酸酯、棕榈油酸 酯、和油酸酯酯，其中棕榈酸三十烷基酯对蜡酸的比率为大约6:1。蜂蜡典型地具有约 62-64°C (144-147。F)的熔点范围、约204. 4°C (400。F)的闪点、和约958-970kg/m3的在 15° F的密度。
[0010] 易位是这样的催化反应：其涉及经由碳-碳双键的形成和切断而在包含一个或多 个双键的化合物（例如，烯属化合物）之间的次烷基单元的互换。易位可在两同样分子之 间发生（常称作自易位）和/或其可在两不同分子之间发生（常称作交叉易位）。自易位 可示意性地如方程I中所示那样表示。
【主权项】
1. 制造重质酯、重质酸、和/或其重质衍生物的方法，包括： 提供包括不饱和酯和/或不饱和酸的起始原料，其中所述原料中的大部分烃链长度小 于或等于C24 ; 任选地将所述起始原料中的不饱和酯水解以形成经水解的原料； 任选地对所述起始原料或所述经水解的原料进行酯交换以形成经酯交换的原料； 使所述起始原料、经水解的原料、或者经酯交换的原料与烯烃原料在易位催化剂的存 在下交叉易位，从而形成包括具有大于C18的烃链长度的重质酯或重质酸的易位产物，其 中所述易位产物中的至少一部分烃链长度大于所述起始原料中的烃链长度。
2. 权利要求1的方法，进一步包括在将所述易位产物从升高的温度冷却至环境温度时 搅动所述易位产物的至少一部分，从而改变所述易位产物的至少一种性质。
3. 权利要求1或2的方法，进一步包括将所述重质酯还原以形成重质醇。
4. 权利要求3的方法，进一步包括使所述重质醇与脂肪酸酯进行酯交换。
5. 权利要求4的方法，其中所述起始原料包括脂肪酸酯，所述脂肪酸酯在该脂肪酸酯 的C9-C10位置处具有不饱和碳-碳键，其中所述烯烃原料包括C16-C26 α -烯烃的混合物， 其中所述脂肪酸酯为C16-C18脂肪酸甲酯，从而形成C40-C52重质酯组合物。
6. 权利要求5的方法，进一步包括将所述C40-C52重质酯组合物与烃原料以及游离脂 肪酸原料共混，从而形成蜂