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本文以蒜头果油为原料,开展了甲醇钠催化关环15-羟基十五烷酸或其酯化物合成大环内酯的研究,探讨了混合脂肪酸副产物在乳化剂领域的应用。主要研究内容和取得成果如下:
(1)分别考察了HZSM-5分子筛固体酸、Zn/ZSM-5分子筛、NH4Y分子筛、Hβ型分子筛固体酸、甲醇钠(NaOCH3)等催化剂对15-羟基十五烷酸甲酯合成环十五内酯的催化特性。实验结果表明,在180~260℃、压力小于-0.096MPa的反应条件下,甲醇钠对ω-羟基脂肪酸甲酯具有良好的催化关环效果,其余催化剂均不能对ω-羟基脂肪酸甲酯的关环反应起催化作用。
(2)蒜头果油中长链脂肪酸选择性臭氧化和环化实验结果表明,不饱和脂肪酸的碳链越长越有利于臭氧化反应和大环内酯的生成,蒜头果油脂合成各种大环内酯的产率分别为:环十五内酯36.9 %,环十三内酯22.4%,环十一内酯1.0%,未见ω-羟基壬酸关环生成环九烷内酯。
(3)在甲醇钠催化关环15-羟基十五烷酸酯合成环十五内酯的反应中,加入少量的氢氧化钠容易引发分子间线性聚合,不利于分子内关环反应,导致相同时间内产物大幅减少,环十五内酯产率降低。
(4)对15-羟基十五烷酸的甲酯、乙酯、丙酯化合物关环基团效应实验结果表明,环十五内酯的产率与酯基团大小有关,其产率分别为16.7%、24.6%和14.0%。利用反应物的空间位阻效应、离去基团的脱离难易程度、反应平衡原理可以得到阐明。
(5)首次对15-羟基十五烷酸乙酯的关环产物进行分离得到一种晶体化合物,其熔程为:92~93℃,晶体为层状结构。晶体经红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱表征它是15-羟基十五烷酸的环状二聚体。
(6)设计了光强度监测法测定乳化液稳定性装置,该装置由光源、样品池、恒温暗箱、数字光度计等组成。利用自行设计的装置分别测定了油包水(W/O),水包油(O/W)乳化体系的稳定性,实验结果表明该测定方法可用于各类乳液的稳定性研究。