高級脂肪酸

　　RCOOH通常指C₆～C₂₆的一元羧酸。基本不溶於水，能被鹼性水溶液溶解，工業上常利用這一特性從非酸性化合物中提取脂肪酸。工業來源的脂肪酸多數是各種直鏈的飽和與不飽和脂肪酸的混合物。此外，還有各種含支鏈的脂肪酸。

　　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，同時還采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，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，可通過加堿皂化、酸化或者水解的方法制取脂肪酸。其基本反應為：

工業上采用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）。

表1　天然脂肪酸主要組成（質量％）

　　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，分離催化劑後加堿皂化，再於380℃、0.6～1.3MPa下分離不皂化物，最後用硫酸酸化，通過精制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）。

石蠟氧化制脂肪酸生產裝置

　　以烯烴為原料　主要有下列幾種方法：

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

RCH₂OH＋NaOH─→RCOONa＋2H₂

2RCOONa＋H₂SO₄─→2RCOOH＋Na₂SO₄

　　②　直鏈α－烯烴氫甲酰化、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後，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：

　　用途　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，也可加氫制成飽和脂肪酸；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後應用（表2）。

表2　高級脂肪酸的用途