椰子油脂肪酸单乙醇酰胺的合成
第19卷第11期2002年11月
精细化工VoI.19，No.11NoV.2002
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FINECHEMICALS
率及产品质量的因素主要有反应体系的温度、压力、
反应时间、甲酯和乙醇胺的投料比等。作者对第三条路线进行了研究，并通过正交实验得出最佳的合成工艺条件，考察了各因素对合成反应的影响。
1
1.1
实验
2
CH2OH
+CH3OH
RCOOCH3+CH2OH
$RCONHCH2CH2OH+CH3OH
R3COOCH2
RCOOCH3+NH2CH2CH2OH
这一路线的优点在于可通过抽真空或N2的流
通不断将甲醇移去以提高反应的转化率。影响转化
2002-07-05"收稿日期：
试剂与仪器
椰子油脂肪酸甲酯，工业级（C6~C18）；单乙醇胺、乙醇等其他试剂均为分析纯。采用日本花王公司（Kao.Corp.）2001年CMA产品比较；HPLC分析使用美国惠普公司的1100型高效液相色谱仪。1.2方法
在三颈烧瓶中加入117.8g椰子油脂肪酸甲酯，按正交实验设计所定投料比加入乙醇胺和碱性催化剂，三颈烧瓶处在油浴中，由电加热线圈和贝克曼温度计控制温度。反应液用磁力搅拌。整个体系在反应过程中保持一定的真空度（或充N2），使反应产生的甲醇可以及时逸出。但同时，部分乙醇胺也会蒸发并带出，因此采用二级冷凝，第一级使乙醇胺冷凝并回流，而甲醇蒸气不会冷凝并逸出，逸出后的甲醇蒸气在第二级冷凝器中低温冷凝，冷凝的甲醇收集在缓冲瓶内，并定时记录相应的体积。待反应结束后，趁热将三颈烧瓶中的反应液移出。1.3正交实验设计
影响合成CMA反应收率的因素主要是反应的温度、时间、投料比（甲酯与醇胺量比）及反应体系的
4
压力。选用四因素三水平的正交实验表L（，各93）因素和水平见表1，以胺值和CMA相对于甲酯的摩尔收率为指标，收率为主要指标。
卷
表1
因素
A：!/CB：t/h
（甲酯）（C：III醇胺）体系压力/kPaD：
正交实验因素、水平表
1
10041I1.150
水平211051I1.220
312061I1.3流通N2
!."测试方法
［6］
1.4.1胺值的测定
根据国家标准GB/T15046—94的规定，滴定1g样品中的胺所消耗的盐酸等物质的量的KOH的毫顺序为：反应温度>体系压力>反应时间>投料比。#.#各因素影响分析2.2.1温度的影响
最佳反应温度是110C。温度分析K值可知，
过低使反应速度过慢，转化率偏低；温度过高又易使乙醇胺在低压或N2气流条件下逸出，使产率下降。2.2.2反应时间的影响
反应时间越短，产品色泽越浅，但转化率也低；反应时间过长，产品颜色会逐渐加深。观察甲醇蒸
反应就趋于完成，再出速度发现，反应时间达到5h，
克数（mgKOH/g）即为胺值。按照该标准的程序测定本产品中的胺值。胺值对应着样品中乙醇胺的含量，由此可以计算反应的收率。1.4.2高效液相色谱分析
采用ODSC-18反相柱，用V（甲醇）V（水）I=9010I作为流动相，UV扫描检测，
波长210nm。花王公司2001年产CMA的HPLC谱见图1。
图1花王公司CMA产品的HPLC谱图
正交实验结果
序号
ABCD
/Ct/h（I甲酯）（II醇胺）
体系压力/kPa
收率/%1111193.372122297.13133389.64212396.055223198.36231299.27313293.828321388.769
3
32191.92
K1280.07283.24281.33283.59K2293.55284.16285.07290.12!=847.12K3273.50280.31281.72274.41 193.3794.4193.7895.86 297.8594.7295.0296.90 391.1793.4493.9191.47R
6.68
1.28
1.24
5.43
数据表明，反应收率最高的一组实验是第6组，反应收率>99%，最佳工艺条件为A2B3C1D2。从极差R可以看出4个因素对反应收率影响的主次
延长时间，产物胺值下降非常缓慢，副产物增多。因此确定5h为最佳反应时间。2.2.3投料比的影响
过量的乙醇胺可以使甲酯完全反应，提高收率。如果过量太多，不但会使产物的胺值增大很多，而且会造成原料单乙醇胺的浪费。正交实验的结果表
明，（I甲酯）（II乙醇胺）=1I1.1时收率最高。2.2.4反应体系压力或氮气流的影响
正交实验表明，通N2条件下的反应收率明显低于在低压条件下的收率。在其他条件相同时，两者的甲醇蒸出曲线如图2所示。
图2
不同压力下甲醇蒸出曲线
图3反应产物的HPLC谱图
第11期王钰，等：椰子油脂肪酸单乙醇酰胺的合成
・625・
对比图1，两图各个峰的出峰时间和峰面积都基本相同。
3CMA的分离与提纯
称取10gCMA，在50C下缓慢加入无水乙醇至
完全溶解，可以得到50C下CMA在无水乙醇中的溶解度。在不同的温度下重复这一步骤，可以得出CMA在无水乙醇中的溶解度曲线如图4。为防止乙醇蒸发，溶解过程在密闭条件下进行。可以看出CMA在无水乙醇中的溶解度随温度变化相当明显，因此使用无水乙醇进行重结晶来除去反应混合物中残留的乙醇胺是一种可行的方法，产品的损失很小。用此法重结晶提纯后的产品的胺值
图4CMA在无水乙醇中的溶解度曲线
HpLC
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