芥酸及其衍生物的二羟基化反应研究.ppt

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1、芥酸及其衍生物的二羟基化反应研究陈倪1.前言2.芥酸及其衍生物二羟基化反应应用3.目前主要的工艺方法总结4.过氧化氢法优化条件研究5.研究内容及预期目标6.实验方法及产物组成分析7.研究进度安排前言当今世界上的能源数量正在一天天减少，因此可再生能源的开发利用便受到了更多的关注，其中尤其以生物柴油最受关注，前几年收到热捧，但是生物柴油的开发成本大大高于收入，因此近几年生物柴油的开发趋势有所减慢，但是，生物柴油却的开发过程中可以提供大量的不饱和脂肪酸以及不饱和脂肪酸甲酯，这些都在工业上有重要作用。芥酸以及它的衍生物便是生物柴油开发过程中发现的很有前景的一类有机物。前言芥酸及其衍生产品具有广泛的

2、用途。随着人们对它的认识不断深化,特别是随着石油化工、纺织、日化工业、轻工、塑料工业等的发展,将会进一步推动芥酸的大发展，目前在芥酸及其衍生物的研究中发现可以合成多种高附加值的产物，如十三皖酸，壬酸等，使芥酸工业开发利用的效益大大提高。所以有的国外学者称芥酸是二十一世纪的原料芥酸及其衍生物二羟基化反应应用芥酸经过二羟基化反应形成临二醇（13，14-二羟基-二十二碳烯酸），是工业上重要的中间体，经过进一步反应可以形成脂肪酸，脂肪酸甲酯，脂肪胺，醛类等重要原料（1）脂肪酸：主要为壬酸，十三烷二酸壬酸：最初的应用是形成酯、胺的缩合物和金属皂用途:增塑剂、醇酸树脂、水溶性盐、药物、合成香料和香精、

3、浮选剂、杀虫剂、驱虫剂和喷气发动机润滑脂。十三烷二酸：在塑料、香料、表面活性剂等方面发挥着重要的作用，是一种重要的精细化学品，是制造纤维、工程塑料、涂料、麝香香料、电容器电解质、液晶聚合物、高级香精、热熔胶、高级食品包装材料的重要原料，也是高档尼龙1313的主要原料，。芥酸及其衍生物二羟基化反应应用（2）脂肪酸甲酯：主要为十三碳二酸，它在高级香料，化妆品及医药中广泛应用，也是某些高级尼龙的主要增塑剂。（3）脂肪胺：脂肪胺是工业中重要的原料，是广泛使用的阳离子表面活性剂和其他表面活性剂的原料。是制造合成染料、合成药物和合成洗涤剂等的原料。主要用作纤维柔软剂。工业生产脂肪胺大部分来源天然脂肪酸

4、原料，可由氨与卤代烷烃作用而成（4）醛类：主要为壬醛，壬醛是具有高附加值的原料，用于配制人造玫瑰油和玫瑰型香精等，也可用于食品。目前主要的工艺方法总结高锰酸钾法高锰酸钾是强氧化剂，由于高锰酸钾氧化性太强，所以在氧化不饱和脂肪酸及其衍生物的时候，一般不加其他催化剂，单独使用高锰酸钾，即可将芥酸二羟基化:优点：高锰酸钾氧化能力强，反应速度快。缺点：高锰酸钾价格高，氧化副产物多，难分离。目前主要的工艺方法总结硝酸法硝酸是应用广泛的氧化剂，可以氧化不饱和脂肪酸的双键，将双键二羟基化：硝酸用作催化剂会产生一系列有害气体，目前正开发一系列的环保型氧化法来解决硝酸的废气问题。优点：硝酸价廉，选择性好，收

5、率高，工艺简单缺点：硝酸释放的含氮废气在大气中会形成酸雨，对环境产生巨大伤害，需采用催化剂分解技术处理。目前主要的工艺方法总结臭氧法臭氧具有很强的氧化能力，它能很容易氧化不饱和脂肪酸及其衍生物，一般通过臭氧/氧气法，可以将芥酸二羟基化，首先臭氧氧化芥酸生成环氧化物，然后进一步生成临二醇优点：此法具有反应活性高、选择性好、副产品少的特点缺点：臭氧在使用时需要稀释，增大了气体的体积，反应的能耗大，臭氧有毒性，对设备要求高。目前主要的工艺方法总结微生物法早在1927年,就有人用化学法以底物油酸为原料生产9-或10-羟基硬脂酸;由于羟基脂肪酸的优良性能,国内外研究学者企图通过筛选各种微生物生产羟基

6、脂肪酸;由微生物转换脂肪酸生产羟基脂肪酸主要有假单孢菌属、芽孢菌属、微菌属、酵母菌和曲霉属等多种类型,其中以芽孢菌属生产羟基脂肪酸为多,但这些研究中的转化产物羟基脂肪酸主要以碳链中间双键附近碳羟基化为主,如单羟基脂肪酸中的10-羟基硬脂酸(10-HAS)、二羟基脂肪酸中的7,10-二羟基-8(E)-十八碳烯酸(DOD)及多羟基脂肪酸7,10,12-三羟基-8(E)-十八碳烯酸(TOD)等，所以微生物法可以应用到芥酸的二羟基化中。优点：催化效率高，选择性好缺点：开发尚不成熟，工业利用不现实目前主要的工艺方法总结过氧化氢加过酸法过酸法主要的机理是双氧水陷于甲酸或乙酸生成过酸，过酸与双键形成环氧

7、，分离得到的环氧再进一步水解得到相应的邻二醇；优点：催化率高，过氧化氢是温和的催化剂，催化后生成水，比较环保。缺点：必须使用高浓度过氧化氢，否则影响催化效率。目前主要的工艺方法总结过氧化氢加杂多酸法不饱和脂肪酸羟基化的另一类方法是在含钨、钼等金属化合物（如钨酸、磷钨酸等）催化下，用双氧水来实施双键的二羟基化反应，相关的机理认为也是双氧水将金属化合物转变成过氧的金属化合物，它进一步将过氧传给双键形成环氧，环氧迅速水解成邻二