十一烷二酸的应用

概述^[1]

十一烷二酸属于一种长链二元酸，是一种有着重要和广泛工业用途的精细化工产品。长链二元酸是指碳链中含有10个(包括10个)以上碳原子的脂肪族二羧酸，它们及其衍生物广泛应用于生产航天及军工用特殊润滑油、石油管道用特殊材料、车用材料、高档塑料增塑剂、轮胎耐磨剂、高级油漆涂料以及医药、农药等领域，并最终形成一系列具有高附加值的产品。其市场需求量出现较快增长趋势。十一烷二酸是合成尼龙1011、611、1111等的主要原料，可以制备聚酰胺工程塑料、高档热熔胶、高档润滑剂、高级涂料、光导纤维套管、地对空导弹绳索和石油管道等，替代有色金属，广泛用于机械、汽车等行业。

生产工艺

十一烷二酸主要通过生物发酵生产。生物产业中，有很多产品是以固体形态出现的，长链二元酸就是其中一种。结晶是纯化精制固体物质的有效手段。发酵液经过初步的预处理与分离纯化之后，要得到具有一定粒度分布和晶体形状的成品还必须对其进行浓缩结晶和重结晶。这也是决定最终产品质量的关键。十一碳二酸在后续储存、运输等过程中，都对其产品的稳定性和流动性等提出了很高要求。

目前生产上的十一烷二酸产品存在着运输和储存过程中稳定性差、流动性差、堆密度低等问题，对运输成本和储存成本上都有着较大的负担。原因在于该物系属于伴随多晶型成核，即成核过程中，会得到不同晶型混合产品。由于微观上晶体结构的差异，不同晶型在宏观上表现的晶习差异较大，粒度也存在差异，导致流动性差，同时存在稳定性差异，长期储存过程中，易发生相转变，不稳定。所以制备出单一、稳定晶型是极其必要的。目前该方面基础科学仍在探究中，也是国际研究的热点。伴随多晶型成核主要受到溶剂、温度和过饱和度等操作条件的影响。不同的溶剂由于官能团差异，与溶质的分子识别不同，影响多晶型成核；多数情况下，低过饱和度较高过饱和度更有利于稳定晶型的得到。

在此以前，由于机理不明，且生产上不关注该物质的晶型问题，忽略了结晶过程控制晶型对于解决产品流动性差，堆密度低等储存运输上的问题的重要性，对溶剂、温度、过饱和度等结晶工艺参数不加以摸索和控制，得到的均为多相物质，即产品质量不稳定的混合晶型。

应用^[2]

十一烷二酸是长链二元酸中开发较早的重要的工业产品。主要用于合成高分子材料、香料、药品等。例如，作为合成麝香酮的主要原料，合成具有特殊性能要求的高性能润滑剂长碳链二元酸二元酯的原料，合成高性能聚酰胺热熔型胶粘剂缩聚单体，以及作为缩聚单体与二元胺发生缩聚反应合成长碳链尼龙1111等，在诸多领域获得应用。

精制提纯方法

在3000L溶解脱色反应釜中，投入98％的乙酸溶液2000L，十一烷二酸粗品780kg，活性炭6kg，搅拌匀，升温至95℃，保温20分钟，经暗流式板框压滤机、袋式过滤器、金属钛棒过滤器、层叠式过滤器四级过滤系统过滤得到的十一烷二酸溶液进入结晶釜，在结晶釜内快速均匀降温至76℃，关闭降温水，自然降温至72℃，投加纯度大于99.8％的十一烷二酸作为晶种，控制搅拌速度40r/min，结晶釜内温度回弹至74℃，然后逐步下降，温度自然下降至68℃时，缓慢打开降温水，控制降温速度由慢至快，最终降温至25℃，整个降温过程控制降温时间6～8小时。

结晶液离心分离，滤液备母液回收时使用，滤饼留在离心机内用300L纯度98％的乙酸溶液进行淋洗，淋洗结束后离心15分钟，滤液备下生产循环做投料步骤的溶剂用；再用2000L无离子水对离心机内滤饼进行淋洗，淋洗结束后离心15分钟，滤液备母液回收时使用。得到物料固含量85％的滤饼，滤饼用1200L无离子水调浆后用泵打入室温水洗罐，加无离子水800L，搅拌半小时，离心过滤，滤液备下生产循环淋洗离心机用；滤饼经双锥真空干燥机干燥得到精制十一烷二酸660kg。中和滴定法测总酸含量99.89％，气相色谱法测单酸含量99.45％，总氮含量6ppm，铁离子含量0.6ppm，灰分含量13ppm，含湿量0.12％。提纯综合收率为98.59％。

将结晶液离心分离得到的滤液与水相淋洗离心机产生的滤液混合后升温至85℃，然后降温至25℃进行重结晶，经板框过滤、真空烘干得到粗品十一烷二酸109kg。

主要参考资料

[1] 梁侨丽. (2012). 三棱的化学成分研究. 中国新药杂志, 43(6), 1061-1064.

[2] 郝本清.十一烷二酸的精制提纯方法. CN201711410710.1