長鏈脂肪酸α-氯代反應(yīng)的工藝優(yōu)化研究.pdf

1、α-氯代脂肪酸是一類可用于直接從脂肪酸合成α-氨基酸和甜菜堿型兩性表面活性劑等精細化學(xué)品的重要中間體，改善α-氯代脂肪酸的合成工藝將為開發(fā)生物質(zhì)資源脂肪酸代替石油資源開拓廣闊的應(yīng)用前景。本文在文獻報道和前人工作的基礎(chǔ)上，從烯酮式反應(yīng)機理出發(fā)，以α-氯代十六酸的合成為模型，成功合成出高選擇性的α-氯代長鏈(C12～C18)脂肪酸，并模擬工業(yè)化生產(chǎn)流程，對以氯磺酸為催化劑、氧氣為自由基捕集劑的長鏈脂肪酸的α-氯代反應(yīng)工藝條件進行了研究。主要

2、得到以下結(jié)論： 通過對目標(biāo)產(chǎn)物進行紅外、氣相色譜/質(zhì)譜、熔點測定、化學(xué)分析等手段定性分析，氣相色譜法定量分析，成功建立了α-氯代長鏈(C12～C18)脂肪酸的分析方法。在優(yōu)化色譜條件下，5min內(nèi)實現(xiàn)了原料與產(chǎn)品的基線分離。此分析方法可簡便、快捷的用于長鏈脂肪酸α-氯代反應(yīng)的跟蹤和α-氯代長鏈脂肪酸產(chǎn)率的定量測定。 以氯磺酸為催化劑，壓縮空氣中的氧氣為自由基捕集劑，考察了反應(yīng)體系中水分、氯磺酸加入量和加入方式、反應(yīng)溫度、

3、氯氣流速、攪拌速度、氧氣與氯氣的體積流量比、反應(yīng)時間等重要參數(shù)對脂肪酸的α-氯代反應(yīng)的影響，期望在合理利用原料及能源的基礎(chǔ)上，提高α-氯代反應(yīng)的選擇性，盡量減少副反應(yīng)產(chǎn)物α，α-雙氯代產(chǎn)物的生成。在保證氯磺酸的催化活性不受影響的情形下，α-氯代脂肪酸的產(chǎn)率與氯磺酸加入量、氯氣流速呈正比；實驗條件下，α-氯代反應(yīng)隨碳鏈產(chǎn)度的增加其最佳反應(yīng)溫度也隨之升高，100℃為α-氯代十六酸最佳反應(yīng)溫度；m(氯磺酸)：m(脂肪酸)=2％可以滿足工業(yè)催化

4、的需求，一次性添加氯磺酸，反應(yīng)初期速度很快，反應(yīng)后期α-氯代脂肪酸產(chǎn)率增加很緩慢，而分批添加氯磺酸，在整個反應(yīng)過程中，產(chǎn)率都會一直增加，沒有出現(xiàn)所謂的速率增長“停滯期”；機械攪拌適宜的攪拌速度為300rpm，即線速度為47～49m/min；反應(yīng)中用壓縮空氣代替普氧，在保證充分捕集氯自由基的前提下減少其使用量，實驗中保持氯氣體積流量不變的條件下，V(Cl2)：V(air)=2：1為理想的體積流量比。在主反應(yīng)釜后連接預(yù)反應(yīng)釜可以提高氯氣利用