棕榈酸异丙酯研究进展

发布日期:2023/4/6 13:15:21

背景及概述

棕榈酸异丙酯(十六酸异丙酯，IPP)，是一种低粘度亲油性非离子型表面活性剂，是化妆品中极有价值的辅助原料，为膏霜、护发素等高级化妆品中重要的添加剂和活性剂，棕榈酸异丙酯不溶于水，能与醇、酬、亚甲基氯、油脂等有机溶剂混溶，一般用量为2%~10%(质量分数)就可使膏体和乳液洁白、光亮、细腻，提高产品质量。工业中它还常用作调湿剂、渗透剂以及香料和色料的溶剂等。鉴于棕榈酸异丙酯的这些物理和化学特性，可以预料棕榈酸异丙酯必将成为未来化妆品行业应用的重要原料之一。最早从天然油脂中提取棕榈酸异丙酯，产量极为有限。为了适应不断增长的工业和民用需求，各种化学合成技术应运而生，至今已开发出来多种生产方法和合成工艺路线[1]。

棕榈酸异丙酯的合成方法

酰氯法

酰氯法是先把棕榈酸和氯化亚砜作用，生成酰氯，然后再在吡啶溶液中与异丙醇反应，得到棕榈酸异丙酯。由于步反应中有SO₂和HCI生成，需要配备气体吸收、回收和综合利用装置，同时还必须强化尾气处理。由于SO₂和HCI具有强烈的毒性和化学腐蚀性，整个系统的防泄漏和防腐要求都极其严格，致使生产工艺复杂，一次性投资大，操作控制繁琐，生产成本高。鉴于该技术存在上述致命缺点，在环保要求日渐提高的今天，此法理所当然受到日益严格的限制，并逐渐被其它操作工艺所替代。

棕榈酸异丙酯的合成反应式

图1 棕榈酸异丙酯的合成反应式

离子交换树脂法

该法是在磺酸型离子交换树脂存在下，丙烯与棕榈酸并流通过反应床。

直接酯化法

该方法以棕榈酸、异丙醇为反应物，直接酯化合成棕榈酸异丙酯。根据所选择的催化剂类型的不同，主要有以下两种工艺路线。棕榈酸、异丙醇和催化剂加入反应釜后，进行酯化反应，酯化反应结束，加入碳酸钠进行中和、脱水，待酸值达到要求后，用活性白土脱色，最后把处理好的中间产品投人到分子蒸馏设备内进行蒸馏，分子蒸馏出来的产品即成品棕榈酸异丙酯。工业上最常用的催化剂是浓硫酸，它催化效率高、价格低，但对设备腐蚀严重，高温反应时，产品色泽深，反应废液难处理。对于可逆的酯化反应，浓硫酸催化使反应更充分，但在减压蒸馏精制时易使产物碳化，使最终产率降低，且浓硫酸容易在反应器底部聚集，使底部反应物发生碳化，从而阻止反应的继续进行。所以，后人又探讨其它的工艺条件，以弥补原工艺条件的不足，近几年主要探索的方向是以固体超强酸代替浓硫酸作催化剂。

棕榈酸异丙酯研究现状及发展前景

关于棕榈酸异丙酯的合成报道，国内最早由浙江省海盐县精细化工厂研制开发成功，并于1991年通过标准验收并广泛用于各种高档化妆品中。目前国内棕榈酸异丙酯的主要合成方法是棕榈酸与异丙醇的直接合成法，传统的直接合成方法是浓硫酸作催化剂，该方法存在选择性差、副反应多、不利于清洁生产等诸多缺点，近年来国内外已开发出一系列绿色环保型酯化反应的催化剂，例如:沸石分子筛、固体酸、固体杂多酸、强酸性阳离子交换树脂、稀土类化合物等。其中固体酸催化剂具有催化活性高、不腐蚀设备、无污染、易于回收、可多次重复使用等优点，具有很强的实际应用前景。近年，微波对化学反应的促进作用越来越受到关注，微波的电磁效应及热效应在化学工业中逐渐被应用，特别在有机合成方面得到了广泛的应用。