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酯 交 换 法 合 成 椰 子 油 甲 酯
文彦龙 ，钟 宏 ，王 帅 ，马 鑫
( 中南大学 化学化工学院 ，湖南 长沙 410083)
摘 要:以椰子油为原料利用酯交换法制备了脂肪酸甲酯。分析测定了椰子油的平均( 相对) 分子质量，考察了反
应条件对反应的影响。结果表明，优化的反应条件为: NaOH用量为 1% ( 质量分数) ，醇油比为 6 ∶ 1( 物质的量比) ，
反应温度 70 ℃，反应时间 120 min，此条件下脂肪酸甲酯转化率达 96%以上，椰子油平均相对分子质量为 664. 25。
关键词:椰子油 ; 酯交换法 ; 脂肪酸甲酯
中图分类号: TQ225. 1 文献标识码: A 文章编号: 1003 － 3467( 2011) 07 － 0030 － 03
Preparation of Coconut Oil Methyl Esters by Transesterification
WEN Yan － long ，ZHONG Hong ，WANG Shuai ，MA Xin
( College of Chemistry and Chemical Engineering ，Central South University ，Changsha 410083 ，China)
Abstract: Fatty acid methyl esters are prepared from coconut oil by transesterification. The average molec-
ular weight of coconut oil is analysed and determined. The key factors influencing the transesterification
reaction is investigated. The result shows that the optimun reaction conditions are: NaOH 1%，the molecu-
lar ratio of alcohol to oil is 6 ∶ 1，reaction temperature is 70 ℃，reaction time is 120 min. Under these con-
dition，the conversion rate of fatty acid methyl esters is 96%，the average molecular weight of coconut oil
is 664. 25.
Key words: coconut oil ; transesterification ; fatty acid methyl esters
脂肪酸甲酯是脂肪酸的衍生物，在工业上又称
生物柴油( biodiesel) ，是工业柴油的重要替代品，具
有稳定性好、沸点低、分馏容易、可再生、易于生物降
解、燃烧排放的污染物低、基本无温室效应等特点，
广泛应用于交通运输、农业、商业以及工业等行业的
机械能源，它已成为当今最具吸引力的未来能源。
此外，脂肪酸甲酯还可用于制取洗涤剂、乳化剂、发
泡剂等表面活性剂，也可制备纺织助剂、皮革加脂剂
等产品。
酯交换法是合成脂肪酸酯的常见方法［1 － 2］。目
前，利用大豆油、棕榈油等植物油以及动物油通过酯
交换法制备脂肪酸酯已被大量报道，采用的催化剂
主要有 KOH、ZrO2、ZnO 以及其它催化剂
［3 － 4］。本
论文以低酸值的椰子油为研究对象，采用 NaOH 为
催化剂，对其酯交换反应条件进行了优化。
1 实验部分
1. 1 实验原理
在碱催化剂酯交换反应中，反应是分三个阶段
进行的，甘油三脂肪酸酯先与一个分子甲醇反应生
成甘油二脂肪酸酯和脂肪酸甲酯，甘油二脂肪酸酯
继续反应生成甘油单脂肪酸酯和甲酯，甘油单脂肪
酸酯和甲醇继续反应最后生成甘油和甲酯，其中伴
有油脂与催化剂反应生成肥皂的副反应。
1. 2 实验试剂
椰子油( 产地菲律宾，工业品) ，甲醇、正己烷、
氢氧化钠、氢氧化钾、95%乙醇、丙三醇、硫酸铜、盐
酸等试剂均为分析纯。
1. 3 实验仪器
DF －101S恒温加热磁力搅拌器，郑州长城科工
收稿日期: 2011 － 03 － 03
基金项目:国家 973 计划项目( 2007CB613602 － 03)
作者简介:文彦龙( 1984 － ) ，男，硕士研究生;联系人:钟宏( 1961 － ) ，男，教授，博导，从事化工合成研究工作，E － mail: zhongh@ mail. csu.
deu. cn。
·03·
河南化工
HENAN CHEMICAL INDUSTRY 2011 年 第 28 卷
DOI:10.14173/j.cnki.hnhg.2011.07.025
贸易有限公司; GCMS － QP2010 气相色谱质谱联用
仪，岛津公司; 可见分光光度计。
1. 4 实验方法
将 20 g 椰子油置于 250 mL 三颈瓶中，在水浴
中预热至一定温度，称取一定量的氢氧化钠溶于一
定体积的甲醇中，然后将氢氧化钠甲醇溶液转移至
三颈烧瓶中，加热回流搅拌反应一定时间后，将液体
移入分液漏斗，静止分层，上层为粗脂肪酸甲酯，下
层为粗甘油。
1. 5 测定与分析
1. 5. 1 椰子油平均相对分子质量的测定
参照《GB /T5534 － 2008 动植物油脂皂化值的
测定》称取相当量椰子油至 100 mL 锥形瓶中，用移
液管将 25 mL氢氧化钠—乙醇溶液加入到试样中，
并加入助沸物，连接回流冷凝管与锥形瓶，并将锥形
瓶放在加热装置上慢慢煮沸，不时摇动，油脂维持沸
腾状态 60 min。加 0. 5 ～ 1 mL 酚酞指示剂于热溶
液中，并用盐酸标准溶液滴定到指示剂的粉色刚消
失。同时做空白试验。按式( 1 ) 计算试样的平均相
对分子质量。
MT =
3 000 × m
( V0 － V1 ) c
( 1)
式中: V0，空白试验所消耗的盐酸标准溶液的体
积，mL; V1，试样所消耗的盐酸标准溶液的体积，mL;
c，盐酸标准溶液的实际浓度，mol /L; m，试样的质
量，g。
1. 5. 2 酯交换反应转化率的测定
酯交换反应的转化率以反应过程中甘油的产率
来衡量，取 CuSO4 溶液 ( 0. 05 kg /L) 1 mL 与 NaOH
( 0. 05 kg /L) 3. 5 mL，摇匀，加入处理后的样品，振荡
12 min，过滤; 然后在波长 630 nm 处测定吸光
度［12］，得出反应产物粗甘油中甘油的含量，从而推
算出酯交换反应的转化率。
1. 5. 3 脂肪酸甲酯气相色谱—质谱分析
色 谱条件为: DB － 5MS ( 30 m × 0 . 25 mm ×
0. 25 μm) 弹性石英毛细管柱，载气为高纯氦气，流
量 1 mL /min，分流比 1 ∶ 10，进样量 1 μL，进样口温
度 250 ℃，柱温 70 ℃ ; 质谱条件为:离子源为 EI源，
电子能量 70 eV，离子源温度 200 ℃，四极杆温度为
250 ℃，电子倍增器电压 0. 9 kV。
2 结果与讨论
2. 1 氢氧化钠用量对转化率的影响
反应体系中，醇油物质的量比 6 ∶ 1，反应温度
70 ℃，反应时间 120 min，在不同的氢氧化钠用量下
反应，反应结果如图 1 所示。
图 1 氢氧化钠用量对转化率的影响
从图 1 可以看出，氢氧化钠的用量( 质量分数)
对酯交换反应的影响较大，随后氢氧化钠用量增加，
转化率逐渐增大。当氢氧化钠用量达 1%时，产率
达到最大，为 96. 50%，随着氢氧化钠用量的继续增
加，转化率略有降低，当氢氧化钠用量达 2%，反应
产物呈果冻状。其主要原因是，过量的氢氧化钠加
速了副反应皂化反应的发生。因此，本实验 NaOH
的最佳用量为 1%。
2. 2 醇油比对转化率的影响
反应体系中氢氧化钠为椰子油的 1% ( 质量分
数) ，反应温度 70 ℃，反应时间 120 min，在不同的醇
油比( 物质的量比) 下反应，反应结果如图 2 所示。
图 2 醇油比对转化率的影响
从图 2 可以看出，醇油比对酯交换反应的影响
较大，随着醇油比的增大转化率逐渐增大。当醇油
比达到 6 ∶ 1 时转化率达到最大，随着醇油比的继续
增大，转化率逐渐降低，其主要原因是随着甲醇浓度
的增加，使溶液极性增大，从而导致反应速率减慢，
转化率降低，故本实验醇油比的最佳用量为 6 ∶ 1。
2. 3 反应温度对转化率的影响
反应体系中醇油物质的量比 6 ∶ 1，氢氧化钠
·13·第 4 期( 上) 文彦龙等:酯交换法合成椰子油甲酯
1%，反应时间 120 min，在 40 ～ 90 ℃不同温度下反
应，反应结果如图 3 所示。
图 3 反应温度对转化率的影响
从图 3 可以看出，转化率随着反应温度的升高
而增大，当反应温度达 70 ℃时，产率达到最大，温度
继续升高时，转化率则逐渐下降。其主要原因是当
温度达到甲醇的沸点后，大量甲醇脱离反应体系，使
反应向着反方向进行，故本实验的最佳反应温度为
70 ℃。
2. 4 反应时间对转化率的影响
反应体系中醇油物质的量比 6 ∶ 1，氢氧化钠
1%，反应温度 70 ℃，在 30 ～ 150 min 不同时间下反
应，反应结果如图 4 所示。
图 4 反应时间对转化率的影响
从图 4 可以看出，反应时间对转化率的影响不
大，当反应时间达 30 min时，转化率可达 90%左右，
随着反应时间的继续增大，转化率增加不大，当反应
时间达 100 min以上时，转化率基本不变，故本实验
的反应时间选用 120 min。
2. 5 平均相对分子质量及产物成分分析
通过盐酸标准溶液滴定测定椰子油平均相对分
子质量为 664. 25，在 NaOH用量 1%，醇油物质的量
比为 6 ∶ 1，反应温度 70 ℃，反应时间 120 min 条件
下，取一定量反应产物，用正己烷作溶剂，配成 100
g /L的溶液，做气相色谱质谱分析，其结果如图 5。
图 5 反应产物的气相色谱质谱图
从图 5 可以看出，反应所得的椰子油脂肪酸甲
酯在8. 99、12. 26、14. 997、17. 383、19. 533、21. 2、
21. 26、21. 493 min 出现 8 个色谱峰，其分别为辛酸
甲酯 8. 9%、癸酸甲酯 7. 14%、月桂酸甲酯 55. 69%、
豆蔻酸甲酯 16. 15%、棕榈酸甲酯 5. 93%、亚油酸甲
酯 0. 63%、油酸甲酯 3. 25%、硬脂酸甲酯 1. 36%。
通过峰面积计算脂肪酸甲酯产率为 95. 58%。
3 结论
通过对椰子油酯交换反应的研究发现，氢氧化
钠用量与醇油比对酯交换反应影响较大，反应温度
与反应时间影响较小，通过单因素条件实验我们确
定椰子油酯交换反应的最佳反应条件: 氢氧化钠
1 % ( 质量分数 ) ，醇油物质的量比6 ∶ 1，反应温度
70 ℃，反应时间 120 min，在此条件下，酯交换转化
率可达 96%左右，产率可达 95%以上。
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河南化工
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