论文部分内容阅读
脂肪酸是天然油脂的主要成分，生物合成过程中丙二酰基-CoA与乙酰-CoA酶促合成机理确定了其结构多为偶碳酸。脂肪酸主要用于生产硬脂酸、肥皂、脂肪酸甲酯、脂肪醇和脂肪胺等产品，在工业加工、表面活性剂、日用化学品、食品和医药等领域应用广泛。奇碳脂肪酸(OFA)在自然界中存量甚微，主要通过发酵、羰基加成或烯烃氧化等方法获得。但可以预期奇碳脂肪酸的不对称性可能赋予其一些独特的性质。本文以天然十二酸和十四酸为原料，通过氯代、水解和脱羧系列反应合成了比原料减少一个碳原子的奇碳脂肪酸十一酸和十三酸。采用本实验室前期开发的单氯代方法合成了α-氯代十二酸(CDA)、α-氯代十四酸(CTA)和α-氯代十六酸(CHA)。以CDA为原料经水解反应合成了α-羟基十二酸钠(SHD)，优化了CDA水解合成α-羟基十二酸钠(SHD)的水热工艺条件，在n(NaOH):n(CDA)=2.1:1，w(NaOH)=10%，160℃下反应6h，SHD的产率为98.7%。采用ESI-MS、FT-IR和1HNMR鉴定了SHD的酸化产物α-羟基十二酸(HAD)的结构。参照CDA碱性水解反应的最优条件，以CTA及CHA为原料分别合成了α-羟基十四酸钠(SHT)及α-羟基十六酸钠(SHH)。在n(NaOH):n(CFA)=2.1:1，w(NaOH)=10%，160℃下反应6h，SHT及SHH的产率分别为98.0%及97.8%。以SHD为原料在空气氛中热脱羧反应制备减少一个碳原子的十一酸钠(SU)，优化了十一酸钠(SU)的合成条件：采用网状搅拌杆在240℃下反应2.5h，SU的产率为78.0%。用FT-IR、ESI-MS和1H-NMR鉴定了SU的酸化产物十一酸(UA)的结构。在250℃下反应2.0h，SHT高温脱羧反应制备的十三酸钠(ST)的产率为70.6%。测定了SHD、SU和ST的克拉夫特点(KP)、抗硬水性、钙皂分散剂消耗量、泡沫力、表面张力和临界胶束浓度等表面化学性质和应用性能，并将之与起始原料十二酸钠(SD)进行比较。SHD的KP为35℃，比SD的低8℃，因而在冷水中有较好的溶解性；SHD在硬水中的稳定性比SD有所提高，其钙皂分散剂消耗量仅为SD的一半，由此推断SHD具有用作低温皂和抗硬水皂新原料的潜质。SU的KP为24℃，显著低于起始原料SD的KP，表现出更好的低温溶解性能，由此推断奇碳脂肪酸钠具有用作液体皂新原料的潜质。此外，SU对金黄色葡萄球菌的抑菌力较SD强，由此推断奇碳脂肪酸皂具有用作抑菌配方或无添加防腐剂配方新原料的潜质。