高級脂肪酸

自然界中的脂肪酸主要以酯的形式存在於動植物油脂中，天然的脂肪酸數量很少。

生產方法——早期的高級脂肪酸主要從動植物油脂中提取，隨著現代石油化工的發展，高級脂肪酸已可以通過合成法生產。在美國和日本，仍以天然油脂為主要原料，同時還採用以烯烴為原料的生產路線；中國、蘇聯及東歐各國主要以石蠟（見石油蠟）為原料生產。

以天然油脂為原料：油脂中的脂肪酸碳數幾乎全部為偶數，該法所得脂肪酸均為偶碳產物。油脂是甘油三酯類化合物，可通過加鹼皂化、酸化或者水解的方法製取脂肪酸。其基本反應為：

工業上採用Colgate Emery連續分解裝置，把高壓蒸汽鼓入分解塔內，反應溫度250~260℃，壓力5.0~5.5MPa，停留時間2~3h，反應轉化率達98%~99%，產物通過加氫除去不飽和脂肪酸，再經減壓蒸餾得純度為99.5%的產品。

用油脂生產的脂肪酸稱天然脂肪酸（表1）。此外，高級脂肪酸還可以從松香、木漿浮油中提取（見農林化工產品）。

以石油烴為原料，即石蠟氧化法——1936年德國亨克爾公司建立第一個工業化裝置。該法是以沸程350~420℃的直鏈正構烷烴——石蠟為原料，在高錳酸鉀或二氧化錳-鉀-鈉催化劑存在下，石蠟與空氣在反應塔內接觸。首先在120~160℃，0.14~0.63MPa下引發1~2h，控制溫度在105~120℃，反應時間12~20h，收率75%~85%，產物在洗滌塔內水洗除去C1~C4酸，分離催化劑后加鹼皂化，再於380℃，0.6~1.3MPa下分離不皂化物，最後用硫酸酸化，通過精製分離出各種等級的脂肪酸。每噸酸消耗石蠟約1.75~1.85t。反應可在多組串聯的氧化塔或其他形式反應器中連續進行。

C15H31COOH 軟脂酸/棕櫚酸（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 亞油酸（十八碳二烯酸）

C17H29COOH 亞麻酸（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木質素酸（二十四烷酸）

等

早期的高級脂肪酸主要從動植物油脂中提取，隨著現代石油化工的發展，高級脂肪酸已可以通過合成法生產。在美國和日本，仍以天然油脂為主要原料，同時還採用以烯烴為 原料的生產路線；中國、俄羅斯及東歐各國主要以石蠟（見石油蠟）為原料生產。

以天然油脂為原料：油脂中的脂肪酸碳數幾乎全部為偶數，所以，該法所得脂肪酸均為偶碳產物。油脂是甘油三酯類化合物，可通過加鹼皂化、酸化或者水解的方法製取脂肪酸。其基本反應為：工業上採用Colgate Emery連續分解裝置，把高壓蒸汽鼓入分解塔內，反應溫度250~260℃，壓力5.0~5.5MPa，停留時間2~3h，反應轉化率達98%~99%%，產物通過加氫除去不飽和脂肪酸，再經減壓蒸餾得純度為99.5%的產品。

用油脂生產的脂肪酸稱天然脂肪酸（表1）。此外，高級脂肪酸還可以從松香、木漿浮油中提取（見農林化工產品）。

以石油烴為原料，即石蠟氧化法——1936年德國亨克爾公司建立第一個工業化裝置。該法是以沸程350~420℃的直鏈正構烷烴——石蠟為原料，在高錳酸鉀或二氧化錳-鉀-鈉催化劑存在下，石蠟與空氣在反應塔內接觸。首先在120~160℃，0.14~0.63MPa下引發1~2h，控制溫度在105~120℃，反應時間12~20h，收率75%~85%，產物在洗滌塔內水洗除去C1~C4酸，分離催化劑后加鹼皂化，再於380℃，0.6~1.3MPa下分離不皂化 物，最後用硫酸酸化，通過精製分離出各種等級的脂肪酸。每噸酸消耗石蠟約1.75~1.85t。反應可在多組串聯的氧化塔或其他形式反應器中連續進行（見彩圖）。

以烯烴為原料，主要有下列方法：

①伯醇鹼氧化法——由烯烴通過羰基合成法和齊格勒法制的伯醇經鹼熔融生成鈉鹽，再經酸化得脂肪酸：

RCH2OH+NaOH─→RCOONa+2H2

2RCOONa+H2SO4─→2RCOOH+Na2SO4

②直鏈α－烯烴氫甲醯化、氧化或羧基化法——基本反應式為：

③齊格勒中間體氧化和羧基化法——乙烯齊聚得到的烷基鋁直接氧化，或者與二氧化碳反應生成三烷氧基鋁后，再經水解成酸：

2R3Al+9O2─→6R′COOH+3H2O+Al2O3

R3Al+3CO2─→(RCOO)3Al

(RCOO)3Al+3H2O─→3RCOOH+Al(OH)3

④科赫法——支鏈烯烴在硫酸-氟化硼催化劑存在下，於0~80℃，0.1~10MPa條件下與一氧化碳、水反應可生成帶支鏈的高級脂肪酸。

直鏈飽和高級脂肪酸的用途主要是制肥皂；不飽和的高級脂肪酸可用作塗料原料，也可加氫進行氫化反應製成飽和脂肪酸；帶支鏈的高級脂肪酸具有高的熱穩定性和難皂化的特點，適於制塗料和樹脂。合成的寬餾分高級脂肪酸可進行分餾后應用。

開闢原料來源，發展各種綠色表面活性劑的生產，從發展的眼光來看具有重要的現實意義。天然高級脂肪酸是用綠色植物油等原料開發的可再生資源，最重要用途在於生產綠色表面活性劑。應堅持走以資源為基礎，符合中國國情的對子孫後代負責的綠色表面活性劑的開發道路，並大力推廣已用於生產的綠色表面活性劑。