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椰子油甲酯化法合成烷基醇酰胺



全 文 :总第 !!期 #$$#年第 %期 安 徽 化 工
椰子油甲酯化法合成烷基醇酰胺
(四川省盐业学校,自贡 !#$%$)
周闯
烷基醇酰胺是一种非离子表面活性剂,因其无浊
点,具有优良的稳泡性和增稠作用,兼具防锈、柔软、抗
静电等特性,广泛应用于工业及民用洗涤、纺织柔软与
抗静电、金属清洗与防锈等领域。我国云南、广西、海南
具有丰富的椰子油资源,本文以此为出发点探讨了使用
国产椰子油经精制、甲酯化再缩合制备烷基醇酰胺的基
本方法,通过多次平行实验确立了最佳反应条件。
%&&原料与试剂
海南产椰子油为工业品;碳酸钠、无水甲醇、氢氧化
钾、二乙醇胺均为化学纯。
’&&合成实验
’(%基本反应
甲酯化
’)’ 实验方法
’)’)%&&椰子油的精制
原料椰子油经测定酸值为 ’)*,+,-. )*/。
实验步骤为:
(%)中和 将椰子油质量 ’0 的 12’34 #配制成 ’$0
的水溶液,在不断搅拌情况下缓慢加入到已呈液态的椰
子油中,于 /$&5$’搅拌 %. 分钟,反应液趁热移入分液
漏斗,静置分层,分去皂脚。
(’)水洗 用椰子油质量 .0 的 /$’温水洗涤椰子
油,水洗 #次,静置分去废水。
(#)干燥 在椰子油中加入少许无水 3236’,搅拌,
静置分层,取椰子油待用。
精制后的椰子油经分析酸值小于 $)’,+,-/ )’%。
’)’)’甲酯化与甲酯的精制
以 74, 为催化剂,椰子油与无水甲醇于 /$&/.’
回流反应,反应结束后将反应液静置分层,分去下层甘
油水,考虑到反应可逆而又不宜采取蒸馏的方法移去产
物以使平衡右移,故过量投入无水甲醇。
粗甲酯水洗三次(加水量约为粗甲酯质量的 .0 ),
静置分层,分去水洗液,并于 %$88,9 压力下减压蒸馏,
收集 %#.&’$$’馏分。
’)’)#缩合
原料按配料比投料,真空状态下于适当温度反应数
小时,反应的同时不断蒸出甲醇以促使反应向右进行。
反应结束后,物料冷却至 !$&/$’即得产品。
#:&结果与讨论
#)% 催化剂用量对甲酯化反应的影响
以氢氧化钾为催化剂,在油醇比(8;6)%:.、反应时
间 %小时条件下,考察了催化剂与椰子油质量比 (剂油
比)在 $)$.&$)%变化范围内的反应情况,实验结果见表 %。
表 %&&催化剂用量对甲酯化反应的影响
由表 % 可见,催化剂用量为剂油比 $)$/:% 时,水洗
后得率最高,分层情况良好,故较理想的催化剂用量为:
剂油比<=>$)$/:%。
#)’::椰子油与甲醇摩尔比对反应的影响
在剂油比<=>$)$/:%、反应时间 % 小时条件下,改变
油醇摩尔比对反应结果的影响见表 ’。
摘要 以国产椰子油为原料,在碱性催化剂作用下先甲酯化再缩合制备烷基醇酰胺,通过多次平行实验,确立了最佳反应条件:甲酯化
反应的油醇比(8;6)为 %:.,催化剂氢氧化钾用量为剂油比(=)$)$/:%,反应时间 % 小时;缩合反应的酯胺比(8;6)为 %:%)%.,催化剂氢
氧化钾用量为剂酯比(=)$)$%:%,反应温度 %$$&%%$’,反应压力 $?.$88,9 ,反应时间 #). 小时。
关键词 椰子油 甲酯化 缩合 烷基醇酰胺
实验序号剂油比<=>::粗甲酯得率<=0 >水洗后得率<=0 >: 分层情况
%: $)% %%’)/ /!).: 界面模糊
’ $)$.:: %$*)% 5)! 分层较慢,界面清晰
# $)$/ %$$)% *)’: 界面清晰
$)$5 %$%) *’)% 界面清晰
. $)$!: %$’)$ *$)$ 界面清晰
3,4 34@ A3, #4, :: :: #@3443, #A3,4,
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真空
缩合
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总第 !!期 #$$#年第 %期 安 徽 化 工
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TWXY UTOUKRKLSL,$4N)7N/M$(*=)$N0QN7/$>7N)LKK&LLK)’,$4N)7N/M$(*=)Q7N’’>7N)IK&VK)00Y\ ,$4N)7N/M$(*=)$(0N)JRV)4*=7’R
WNO*71’ ))M*M*/=>$)*(-,0N$4-PN’$N7N1,M*=1N=’/$N,/-.-*-/0(1N
实验
序号
反应压力
(00Y\ )
反应温度
(’)
反应时间
(4)
剂酯比
(O)
酯胺比
(0*-)
反 应 情 况
L 常压 LVK&LHK JRV)) L )L:LRL))产品呈深棕色,粘度高
] IK&VK L]K )JRV LRL )L:LRL))产品泡沫少,粘度低,色深
J IK&VK L]K )JRV L )LRL:L))产品呈棕黄色,粘度低,泡沫差
I IK&VK ^K_LLK 99V L LRV:L 产品呈浅棕色,粘度低,泡沫差
V IK&VK LKK 99I L LRV:L 产品浅棕色,粘度差,甲醇蒸出少
H IK&VK LKK&LLK 9JRV L 9L:LRLV99产品浅黄色,粘度适中泡沫较好,
甲醇蒸出约 L‘I总投料量
表 ]99椰子油与甲醇摩尔比对反应的影响
实验序号油醇比T0*-U99粗酯得率TOa U水洗后得率TOb U) 分层情况
L) LSc LK^Rc ^]RL) 界面不清
] L:VR]) LKLR] cHRI 分层较快,界面清晰
J L:V LKLRI ccR]) 分层较快,界面清晰
I LSV LK]RL cZRI 分层较快,界面清晰
V LSIRc) LKJRK c^RK 分层较快,界面清晰
H LSI) LLKR] cVRJ 分层慢,界面清晰
Z LSJ) LKVRI ‘ 呈乳状液,不分层
结果表明,油醇比过高或过低均影响甲酯化反应结
束后酯与甘油水的分离。油醇比 L:c时虽然水洗后得率
较高,但很大程度上是由于静置分层时酯与水界面不清
晰,甘油水未能有效分离所致。油醇比 L:IRc&VR]范围内
反应产物分层情况及水洗后得率均较好,故确定油醇比
为 L:VT0*-U。
JRJ))甲酯化反应时间的影响
以油醇比T0*-UL:V、剂油比TOUKRKZ:L,改变反应时间
进行实验,结果见表 J。
表 J))反应时间的影响
由表 J可见,反应时间 L&] 小时,得率均较高,反应
体系静置分层情况良好。反应时间 L小时,水洗得率最
高,故确定反应时间为 L小时。
JRI 缩合反应条件的确定
根据有关文献,考察不同反应压力、反应温度、反应
时间、催化剂用量T剂酯比 OU、物料配比T酯胺比 0*-U对反
应的影响,实验结果见表 I。
表 I))缩合反应条件
由表 I 可以看出,实验 H 反应情况较好,故确定为
最佳反应条件。
I))结论
(L) 椰子油甲酯化法合成烷基醇酰胺的最佳反应
条件为:甲酯化反应的油醇比(0*-)为 L:V、催化剂氢
氧化钾用量为剂油比(O)KRKZ:L,反应先精制。使用无
水甲醇并过量投料,对粗甲酯进行水洗,反应时间 L 小
时;缩合反应中酯胺比(0*-)L:LRLV,催化剂氢氧化钾用
量为剂酯比TOUKRKL:L,反应温度 LKK&LLK’,反应压力
IK&VK00YA ,反应时间 JRV小时。
(])对椰子油进行甲酯化前的预先精制,使用无水
甲醇并过量投料,对粗甲酯进行水洗、蒸馏;缩合反应的
同时不断蒸出甲醇是本法合成烷基醇酰胺的重要措施。
参考文献
dLe夏纪鼎等摘译R洗涤剂制造,北京:轻工业出版社,L^cH:^Z
d]e刘大川译R油脂加工,北京:中国商业出版社,L^^c:^V,JJZ,JII
dJe夏纪鼎,倪永全主编R表面活性剂和洗涤剂化学与工艺学,北京:
轻工业出版社,L^^Z:LJc&LJ^,I]K&I]L
dIe毛培坤编R合成洗涤剂工业分析,北京:轻工业出版社,L^cc:
JLH&JLZ,V^Z!
实验序号 反应时间T4U))粗甲酯得率TOb U水洗后得率TOb U) 分层情况
L) ] LKLRc ^]RI) 分层良好,界面清晰
] LRV) LK^RL c^RV 界面清晰
J L LK]RL ^IRV) 分层较好,界面清晰
I KRV LLcRL cHRZ 分层慢,界面不清
V ]‘J LKZRV ccRH 分层慢,界面不清
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