2008年12月姜斌等.生物柴油棕樹油乙二醇甲醚酯的結(jié)構(gòu)分忻生物柴油棕櫚油乙二醇甲醚酯的結(jié)構(gòu)分析姜斌!杜謀濤!郭和軍1王芳袁曉東2(1.西安洪慶高科技研究所西安710025;2海車后勤技術(shù)裝備研究所北京10002)摘要以精制棕櫚油、乙二醇屮醚為原料,金屬鈉為催化劑制備出一種新型生物柴油一一棕油乙二醇甲醚單酯。采用FT-IR和HNMR對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。通過凝膠滲透色譜(GPC)法分析了原料棕櫚油及產(chǎn)物的分子量及其分布,證實(shí)了酯交換反應(yīng)對(duì)棕櫚油結(jié)構(gòu)的改變。關(guān)鍵詞棕柳油乙二醇甲醚酯生物柴油棕櫚油結(jié)構(gòu)分析隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,石油能源短缺所料,金屬鈉為催化劑,制備出新型生物柴油棕櫚油帶來的影響日益深刻,研究新型能源以逐漸取代乙二醇甲醚酯。本文報(bào)道了對(duì)該產(chǎn)物進(jìn)行的結(jié)構(gòu)石油的主導(dǎo)地位已經(jīng)成為各國研究的重點(diǎn)方向,分析而生物柴油作為一種新型的可長(zhǎng)期使用的清潔能1反應(yīng)原理源,已得到廣泛的應(yīng)用。為提高催化效率采用金屬鈉為催化劑,利用目前生物柴油大都以豆油和菜籽油為原料制堿催化酯交換反應(yīng),通過乙二醇甲醚將棕櫚油甘取其結(jié)構(gòu)僅含有一個(gè)酯基。棕櫚油是化工行業(yè)油三酯中的甘油取代下來,使1個(gè)甘油三酯分子的重要原料來源充足;同時(shí)采用乙二醇甲醚為原轉(zhuǎn)變成3個(gè)長(zhǎng)鏈脂肪酸單酯,甘油是副產(chǎn)物。反料,在生物柴油中引入一個(gè)醚基,可以增加生物柴應(yīng)后相對(duì)分子質(zhì)量減小,粘度降低,流動(dòng)性提高。油的含氧量。筆者以棕櫚油和乙二醇甲醚為原反應(yīng)簡(jiǎn)式為:2 HOCH2CH2OCH3+ 2 N2 NaOCH2CH2OCH, +H2R,COOCH?RICOOCH,CH,OCHR2 2COOCH+3 NaOH2CH2OCH2f化劑R,COOCH CH,OCH +CHONaR3COOCHR3COOCH2CH2OCH3 CH2ONa棕櫚油醇鈉棕櫚油乙二醇甲醚酯甘油鈉2產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)分析表1紅外光譜數(shù)據(jù)2.1紅外光譜法分析(FT-IR吸收波數(shù)/cm基團(tuán)歸屬振動(dòng)類型吸收強(qiáng)度紅外光譜分析主要用來檢測(cè)產(chǎn)物中特征基3458.89-OHCH2不對(duì)稱伸縮振動(dòng)強(qiáng)團(tuán)12)。采用 EQUINOX55型傅立葉變換紅外分對(duì)稱伸緬振動(dòng)光光度計(jì),頻率范圍400031~399259cm11743.96伸縮振動(dòng)1462.60剪式振動(dòng)鹽片材料為KBr。圖1為產(chǎn)物的紅外光譜,表11378.26彎曲振動(dòng)列舉了產(chǎn)物的紅外光譜圖中的峰歸屬1166.77C-0C反對(duì)稱伸縮振動(dòng)中等C—0-C對(duì)稱伸縮振動(dòng)中等平面搖擺振動(dòng)(1)波數(shù)為3458.89cm的吸收峰是醇的OH的伸縮振動(dòng)吸收峰,這可以說明提純產(chǎn)物中有少量反應(yīng)物乙二醇甲醚或水。(2)波數(shù)為2924.54cm1和2853.79cm350030002500200015001000波數(shù)/cm1收稿日期:2008-09-14作者簡(jiǎn)介:姜斌,在讀碩士研究生,主要從事生物柴油的合成圖1產(chǎn)物的紅外光譜與性能研究。精細(xì)石油化工進(jìn)展ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS第9卷第12期的2個(gè)吸收峰分別是飽和亞甲基的不對(duì)稱和對(duì)稱6=5342為脂肪酸烴基團(tuán)(R)與C=0相連伸縮振動(dòng)吸收峰。質(zhì)子的峰,面積數(shù)為128;(3)波數(shù)為1743.96cm的吸收峰是酯6=426為C上質(zhì)子,其與C2上的質(zhì)子偶合C=O基的伸縮振動(dòng)吸收峰,其范圍在1850~分裂為三重峰,面積數(shù)為181,對(duì)應(yīng)氫原子個(gè)數(shù)為2;1600cm,吸收作用十分強(qiáng)6=3591為C2上質(zhì)子,其與C上的質(zhì)子偶合(4)波數(shù)為1462.60cm和1378.26cm1分裂為三重峰面積數(shù)為2.0,對(duì)應(yīng)氫原子個(gè)數(shù)為2處的2個(gè)吸收峰分別是亞甲基的剪式振動(dòng)吸收峰6=3.391為C上質(zhì)子,分裂為單峰,面積數(shù)和甲基的彎曲振動(dòng)吸收峰。為2.98,對(duì)應(yīng)氫原子個(gè)數(shù)為3;(5)波數(shù)為11677cm和11105cm-的吸化學(xué)位移低于300的其他峰為R飽和碳原收峰為脂肪酸乙酯中C0_C鍵對(duì)稱伸縮振動(dòng)。子連接質(zhì)子的峰。(6)波數(shù)為72.31cm的吸收峰是亞甲基表2超導(dǎo)核磁共振氫譜分析數(shù)據(jù)的平面搖擺振動(dòng)吸收峰,說明分子中含有4個(gè)以化學(xué)位移上的亞甲基組成的長(zhǎng)鏈烴4.2263.5913.391根據(jù)以上分析可確定產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)為目的裂(重?cái)?shù))2.002.98產(chǎn)物棕櫚油乙二醇甲醚單酯的結(jié)構(gòu)式。2.2超導(dǎo)核磁共振波譜分析(HNMR)采用 INOvA型超導(dǎo)核磁共振儀( VARIAN公根據(jù)以上分析可確知產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)即為上述假定結(jié)構(gòu)式,即合成產(chǎn)物為目的產(chǎn)物棕櫚油乙司),溶劑為CDCl(氘代氯仿),內(nèi)標(biāo)為TMS(四二醇甲醚單酯。甲基硅),觀測(cè)頻率40NH產(chǎn)物的超導(dǎo)核磁共23凝膠滲透色譜分析(GPC)振氫譜見圖2,分析數(shù)據(jù)見表2。凝膠滲透色譜法可用于小分子物質(zhì)的分離與鑒定,而且可以用來分析化學(xué)性質(zhì)相同而分子體積不同的高分子聚合物。這種方法的結(jié)果可靠、重復(fù)性好、測(cè)定周期短、操作簡(jiǎn)便等,被譽(yù)為近年來分子量及其分布測(cè)定技術(shù)中一項(xiàng)重大突破。化學(xué)位移本實(shí)驗(yàn)采用GPCI5-2410 System(美國(a)6∈(0,7)Water公司),15 HPLC Pump-高效液相色譜泵,717 Autosampler-自動(dòng)進(jìn)樣器,2410 Refractive5Index Detector-示差檢測(cè)器, Millennium32-數(shù)據(jù)化學(xué)位移采集及處理系統(tǒng),色譜柱 Styragel(HR_HR3b)6∈(3,6)HR4E)。實(shí)驗(yàn)條件為:流動(dòng)相為四氫呋喃圖2產(chǎn)物的超導(dǎo)核磁共振氫譜(THF),流速為1m/min;檢測(cè)器溫度40℃。假設(shè)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)式為 RCOOC H2C2H2OCH3。合成產(chǎn)物及棕櫚油的GPC譜見圖3,數(shù)據(jù)分根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)3,分析可知:析見表3。合成產(chǎn)物圖3原料棕櫚油及合成產(chǎn)物的凝膠滲透色譜2如前1411617181920212232425262728231411611812021222324252008年12月姜斌等.生物柴油棕櫚油乙二醇甲醚酯的結(jié)構(gòu)分析43表3原料棕櫚油及合成產(chǎn)物的凝膠滲透色諧數(shù)據(jù)分析合成產(chǎn)物峰2M(數(shù)均分子量)2713I504M(峰位分子量)2649138210291481L128236留時(shí)間/mins23.0223.80面積/mV·83.393.050725.26514969,000面積百分?jǐn)?shù),%0.0970.4334.59594.846由圖3和表3可知,配置示差折光檢測(cè)器的化下合成出棕櫚油乙二醇甲醚單酯。產(chǎn)物經(jīng)凝膠滲透色譜儀可以同時(shí)檢測(cè)酯化反應(yīng)過程中的FT-IR、HNMR、GPC等手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,可以單甘酯、甘油二酯、甘油三酯、甘油和脂肪酸甲脂,確定化學(xué)結(jié)構(gòu)為 RCOOCH2CH2OCH3,比傳統(tǒng)的且棕櫚油的主要成分為脂肪酸甘油酯,其數(shù)均分生物柴油多引入了一個(gè)醚基團(tuán)提高了含氧量,與子量主要分布在1426左右這個(gè)區(qū)域,這與已知的預(yù)期的結(jié)果相符合。因此,合成的產(chǎn)物是一種新棕櫚油成分相吻合。由圖3還可看出,經(jīng)酯交換型生物柴油。后,脂肪酸甘油酯(數(shù)均分子量1426)的峰已基本參考文獻(xiàn)消失,說明反應(yīng)比較徹底,脂肪酸甘油酯轉(zhuǎn)換為脂1馮金誠有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)分析與鑒定北京:國防工業(yè)出版社肪酸甲醚單酯(生物柴油),即數(shù)均分子量為566200.16-所對(duì)應(yīng)的峰。2王宗明何欣翔,孫殿卿.實(shí)用紅外光譜學(xué)北京:石油工業(yè)出版社,1978.189~2173結(jié)語3趙天增氫核磁共振波譜北京:北京大學(xué)出版社,1983.17-182以棕櫚油和乙二醇甲醚為原料,在金屬鈉催4裘祖文核磁共振波譜北京:科學(xué)出版社,1989.30-5Structure Analysis of New Biodiesel Ethylene GlycolMonomethyl Ether Palm Oil MonoesterJiang Bin Du Moutao' Guo Hejun Wang Fang Yuan Xiaodong(1. Xi'an Hongqing Research Institute of High Technology, Xi'an, 710025;2. Navy Logistic Technology and Equipment Institute, Beijing 100072)Abstract A new biodiesel, ethylene glycol monomethyl ether palm oil monoester which has more oxygen con-tent, was synthesized with ethylene glycol monomethyl ether and palm oil as raw materials and Na as catalyst.The chemical structure of product was identified through the analyses of FT-IR and H NMR. By analyzingthe molecular weight of palm oil and the product with the GPC technique, it was confirmed that the transesteri-fication changed the structure of palm oilKey Words ethylene glycol monomethyl ether palm oil monoester, biodiesel, palm oil, structure analysis南亞塑料在臺(tái)灣的羰基醇擴(kuò)能臺(tái)塑集團(tuán)旗下的南亞塑料公司于2008年11月中旬宣布,將采用由陶氏化學(xué)公司和戴維過程技術(shù)公司提供的技術(shù)改造位于中國臺(tái)灣麥寮的羰基醇聯(lián)合裝置南亞塑料公司的裝置現(xiàn)采用陶氏和戴維轉(zhuǎn)讓的較老的羰基醇技術(shù)。改造將采用 LP Oxo Selector30技術(shù),使用 Normax催化劑。該聯(lián)合裝置的2-乙基己醇裝置將從150k/a擴(kuò)增至200kU/a,同時(shí),正、異丁醛總產(chǎn)能將從192ka增加到241kt/a,改造將于2010年初完成錢伯章摘譯自 Chemical Week,2008-11-16