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脂肪醇
來源:互聯網

脂肪醇(aliphatic alcohol),具有鏈式烴基醇類的總稱。是脂肪烴分子中的1個或1個以上氫原子被羥基取代而形成的化合物。其通式為R—OH,R代表脂肪烴基。

脂肪醇按醇分子中烴基飽和與否可分為飽和脂肪醇和不飽和脂肪醇;按醇分子中所含的羥基數目又可分為一元醇二醇、三元醇等,含兩個以上羥基的醇統稱為多元醇。通常稱含有1至2個的醇類為低級醇,3至5個碳原子的為中級醇,6個碳原子以上的為高級脂肪醇。十一個碳原子以下的飽和脂肪醇均為液體,具有特殊的氣味和辛辣味道,二十個碳原子以上的飽和脂肪醇為蠟狀固體。

脂肪醇的用途可分為兩類:一類用于洗潔精工業味精,如非離子系列,主要應用領域是洗衣粉、液體洗滌劑、廚房清洗劑、香波等;另一類用于工業的表面活性劑,應用領域主要是纖維油劑、潤滑油添加劑、沒藥樹穩定劑等。

概述

脂肪醇為具有8至22鏈的脂肪族的醇類。脂肪醇通常具有偶數的碳原子和一個連接于碳鏈末端的羥基。洗滌劑用表面活性劑的原料之一。通式 為ROH。洗滌劑用醇的R一般為C12~C18的烴基。這種高碳脂肪醇原具有兩親的特性,即在分子中有疏水基碳氫鏈,又有親水基如羥基。但由于在水中的溶解度很低,必須添加親水基或將羥基轉變為硫酸基,使親水親油平衡值達到必要數值后,脂肪醇衍生物有了足夠的親水基能使之溶解于水,并能成為聚集體(膠束)時,這種脂肪醇衍生物才是表面活性劑。例如,月桂醇不溶于水,但當它變成十二醇硫酸鈉時,由于接上了一個硫酸基(—SO3—),水溶性變好,并能在水中生成膠束,達到一定濃度時,顯示出非常好的表面活性。人們就是利用這種特性,以脂肪醇為原料,制出了多種具有各種優異性能的表面活性劑。

脂肪醇是合成醇系表面活性劑的主要原料,按原料來源不同又分為合成醇和天然醇。由石油為原料制備合成醇的路線很多,但目前已在工業上形成大噸位生產的路線主要有三條:1.幾基合成醇,該法在基化催化劑接觸下,將烯烴一氧化碳氫氣反應,得到比原料烯烴多一個碳的醛,然后將醛還原成脂肪醇,由于使用烯烴的種類不同,可以得到天然醇中看不到的奇碳醇、支鏈醇。2.卡爾·齊格勒合成醇,該法是在三乙基鋁中將過量的乙烯聚合,成為高級烷基鋁,然后用空氣氧化,經水解得到高級脂肪醇。齊格勒醇也稱水楊醇,和天然醇相同,都是直鏈偶碳伯醇。3.正構烷烴氧化制仲醇

發展過程

脂肪醇最早是由鯨蠟制取的,所得的混合脂肪醇經磺化中和后成為硫酸鹽,是最早的一種陰離子洗潔精。其后開發利用來源比較豐富的椰子油棕櫚油牛油為原料。水解所得脂肪酸再還原為醇。統稱為天然脂肪醇。石油化學工業發展后,以石油產品為原料,生產的脂肪醇稱為合成脂肪醇。生產脂肪醇的方法比較重要的有高壓加氫法、卡爾·齊格勒法和羰基合成法。

制備方法

以動植物油脂為原料經高壓加氫而得脂肪醇。在工業上,原料油脂先經預處理、醇解(即酯交換)轉變成脂肪酸后再加氫。也可用脂肪酸直接加氫或酯化后加氫制成醇。用脂肪酸直接加氫制脂肪醇對設備的材質要求高。

化學反應

RCOOH+2H2─→RCH2OH+H2O

脂肪酸甲酯加氫制脂肪醇的化學反應式:

RCOOR′+2H2─→RCH2OH+R′OH

高壓加氫法有固定床法和懸浮床法等,但其基本工藝流程相同

齊格勒法

乙烯為原料和三烷基鋁作用,通過鏈增長、氧化制得鋁醇化合物,再經水解、中和、分餾而制得脂肪醇 為K.卡爾·齊格勒于1954年所創,由美國大陸油品公司于1962年最早投產,產品為直鏈偶碳醇。這一生產方法的主要反應有以下幾步:

三乙基鋁制備(氫化加成反應):

Al+H2+2Al(C2H5)3─→3Al(C2H5)2H

3Al(C2H5)2H+中國強制性產品認證2H4─→3Al(C2H5)3

基鋁制備(鏈增長反應):

Al(C2H5)3+3nC2H4──→R3Al

鋁醇化物制備(氧化反應):

R3Al+O2──→Al(OR)3

脂肪醇制取(水解反應):

Al(OR)3+硫酸──→Al2(SO4)3+3ROH或  Al(OR)3+H2O──→Al2O3+3ROH

合成法

烯烴一氧化碳氫氣催化劑及加壓條件下合成醛。醛的原子數比原料烯烴多一個碳。醛經過加氫制得脂肪醇。此種烯烴的醛化反應(OXO反應)為德國化學家O.勒倫于1938年所發現。

OXO反應如下:

加氫反應

世界上約有 40多家工廠采用OXO反應生產脂肪醇

參考資料 >

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