高级脂肪酸

化学物质

高级脂肪酸，指含十个碳原子以上的脂肪酸。例如，硬脂酸、软脂酸和油酸等。硬脂酸、软脂酸属于饱和高级脂肪酸，常温呈固态。油酸的烃基里含有一个双键，它属于不饱和高级脂肪酸，常温下呈液态。

简介

自然界中的脂肪酸主要以酯的形式存在于动植物油脂中，天然的脂肪酸数量很少。

生产方法——早期的高级脂肪酸主要从动植物油脂中提取，随着现代石油化工的发展，高级脂肪酸已可以通过合成法生产。在美国和日本，仍以天然油脂为主要原料，同时还采用以烯烃为原料的生产路线；中国、苏联及东欧各国主要以石蜡（见石油蜡）为原料生产。

以天然油脂为原料：油脂中的脂肪酸碳数几乎全部为偶数，该法所得脂肪酸均为偶碳产物。油脂是甘油三酯类化合物，可通过加碱皂化、酸化或者水解的方法制取脂肪酸。

工业上采用Colgate Emery连续分解装置，把高压蒸汽鼓入分解塔内，反应温度250~260℃，压力5.0~5.5MPa，停留时间2~3h，反应转化率达98%~99%，产物通过加氢除去不饱和脂肪酸，再经减压蒸馏得纯度为99.5%的产品。

用油脂生产的脂肪酸称天然脂肪酸。此外，高级脂肪酸还可以从松香、木浆浮油中提取（见农林化工产品）。

以石油烃为原料，即石蜡氧化法——1936年德国亨克尔公司建立第一个工业化装置。该法是以沸程350~420℃的直链正构烷烃——石蜡为原料，在高锰酸钾或二氧化锰-钾-钠催化剂存在下，石蜡与空气在反应塔内接触。首先在120~160℃，0.14~0.63MPa下引发1~2h，控制温度在105~120℃，反应时间12~20h，收率75%~85%，产物在洗涤塔内水洗除去C1~C4酸，分离催化剂后加碱皂化，再于380℃，0.6~1.3MPa下分离不皂化物，最后用硫酸酸化，通过精制分离出各种等级的脂肪酸。每吨酸消耗石蜡约1.75~1.85t。反应可在多组串联的氧化塔或其他形式反应器中连续进行。

俗称

C15H31COOH 软脂酸/棕榈酸（十六烷酸）

C16H33COOH 珠光脂酸（十七烷酸）

C17H35COOH 硬脂酸（十八烷酸）

C17H33COOH 油酸（十八烯酸）

C17H31COOH 亚油酸（十八碳二烯酸）

C17H29COOH 亚麻酸（十八碳三烯酸）

C19H39COOH 花生酸（二十烷酸）

C19H29COOH EPA（二十碳五烯酸）

C21H43COOH 山萮酸（二十二烷酸）

C21H31COOH DHA（二十二碳六烯酸）

C23H47COOH木质素酸（二十四烷酸）

等。

生产方法

早期的高级脂肪酸主要从动植物油脂中提取，随着现代石油化工的发展，高级脂肪酸已可以通过合成法生产。在美国和日本，仍以天然油脂为主要原料，同时还采用以烯烃为原料的生产路线；中国、俄罗斯及东欧各国主要以石蜡（见石油蜡）为原料生产。

以天然油脂为原料：油脂中的脂肪酸碳数几乎全部为偶数，所以，该法所得脂肪酸均为偶碳产物。油脂是甘油三酯类化合物，可通过加碱皂化、酸化或者水解的方法制取脂肪酸。其基本反应为：工业上采用Colgate Emery连续分解装置，把高压蒸汽鼓入分解塔内，反应温度250~260℃，压力5.0~5.5MPa，停留时间2~3h，反应转化率达98%~99%，产物通过加氢除去不饱和脂肪酸，再经减压蒸馏得纯度为99.5%的产品。

用油脂生产的脂肪酸称天然脂肪酸。此外，高级脂肪酸还可以从松香、木浆浮油中提取（见农林化工产品）。以石油烃为原料，即石蜡氧化法——1936年德国亨克尔公司建立第一个工业化装置。该法是以沸程350~420℃的直链正构烷烃——石蜡为原料，在高锰酸钾或二氧化锰-钾-钠催化剂存在下，石蜡与空气在反应塔内接触。首先在120~160℃，0.14~0.63MPa下引发1~2h，控制温度在105~120℃，反应时间12~20h，收率75%~85%，产物在洗涤塔内水洗除去C1~C4酸，分离催化剂后加碱皂化，再于380℃，0.6~1.3MPa下分离不皂化物，最后用硫酸酸化，通过精制分离出各种等级的脂肪酸。每吨酸消耗石蜡约1.75~1.85t。反应可在多组串联的氧化塔或其他形式反应器中连续进行。

以烯烃为原料，主要有下列方法：

①伯醇碱氧化法——由烯烃通过羰基合成法和齐格勒法制的伯醇经碱熔融生成钠盐，再经酸化得脂肪酸：

RCH2OH+NaOH─→RCOONa+2H2

2RCOONa+H2SO4─→2RCOOH+Na2SO4

②直链α－烯烃氢甲酰化、氧化或羧基化法——基本反应式为：

③齐格勒中间体氧化和羧基化法——乙烯齐聚得到的烷基铝直接氧化，或者与二氧化碳反应生成三烷氧基铝后，再经水解成酸：

2R3Al+9O2─→6R′COOH+3H2O+Al2O3

R3Al+3CO2─→(RCOO)3Al

(RCOO)3Al+3H2O─→3RCOOH+Al(OH)3

④科赫法——支链烯烃在硫酸-氟化硼催化剂存在下，于0~80℃，0.1~10MPa条件下与一氧化碳、水反应可生成带支链的高级脂肪酸。

用途

直链饱和高级脂肪酸的用途主要是制肥皂；不饱和的高级脂肪酸可用作涂料原料，也可加氢进行氢化反应制成饱和脂肪酸；带支链的高级脂肪酸具有高的热稳定性和难皂化的特点，适于制涂料和树脂。合成的宽馏分高级脂肪酸可进行分馏后应用。