蓖麻油多官能团反应进展

张海飞，朱新宝

(南京林业大学 化学工程学院，江苏南京210042)

蓖麻油是高级脂肪酸的甘油酯，含有双键、羟基和酯基三种功能基团，因而可以发生多种反应，如皂化(水解)、磺化、酯化、酰胺化、卤化、氢化、硫酸化、环氧化、乙氧基化、裂化、脱水、碱解和酯交换等，故可进行广泛的化学深加工［1］。

本文从官能团组合反应的角度，将其中二种或三种官能团发生的反应进行归类总结，重点介绍了蓖麻油基团反应类别及其反应条件研究，简述其工业用途。有助于以蓖麻油为原料的精细化学品的开发与研制，提升我国蓖麻油深加工技术水平。

1 以其中二个基团为基础参与的反应

1.1 羟基和双键参与的反应

先将蓖麻油的双键氢化后，再对其羟基进行烷氧化。这一反应需要用酸或碱作催化剂，碱催化时反应温度和压力需略高一些，产物主要是聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂。在纺织、油墨、农药、石油钻探等行业有着广泛的应用。

1.2 羟基和酯基参与的反应

1.2.1 先酯基酯交换，再羟基酯化

在碱性条件下，蓖麻油的酯基先与甲醇进行酯交换，而后其羟基与醋酸酐酯化生成乙酰蓖麻酸甲酯。乙酰蓖麻酸甲酯是塑料工业软制品大量使用的脂肪系增塑剂与稳定剂，具有良好的耐低温性能、毒性小等优点。最近有报道在催化剂二丁基二锡存在条件下，先酯基与苯甲醇进行酯交换，而后羟基与辛酸酯化生成的取代邻苯二甲酸二辛酯［2］。

1.2.2 先酯基进行酯交换，再羟基发生醚化

蓖麻油的酯基先进行水解成蓖麻醇酸或酯交换成蓖麻酸甲酯，而后其羟基与环氧乙烷进行醚化反应生成脂肪酸甲酯乙氧基化物［3］。脂肪酸甲酯乙氧基化物是近年来开发的新品种，属于一种新型的酯醚型非离子表面活性剂。与常用的脂肪醇聚氧乙烯醚相比，具有生产成本低、低泡沫易漂洗、增溶油脂的能力强、生物降解性好等特点，有可能成为应用广泛的非离子表面活性剂之一。

1.3 酯基和双键参与的反应

环氧乙酰蓖麻油酸甲酯则是指蓖麻油酯基先与甲醇进行酯交换，而后双键 用双氧水进行环氧化的产物［4］。广泛用作聚氯乙烯、聚苯乙烯、醋酸乙烯和多种纤维的增塑剂，具有相容性高、透明性好、耐寒性强、抗老化、低毒、稳定性高等优点。

2 三个基团都参与反应

2.1 先酯基甲基化，再羟基乙酰化，后双键环氧化反应

以蓖麻油为原料，利用蓖麻油中的酯基与甲醇进行酯交换反应，再羟基经乙酰化、双键环氧化可得到“环氧乙酰蓖麻油酸甲酯”化工增塑剂［5］，反应过程中催化剂是关键，在传统反应过程中采用均相催化剂，非均相催化剂，一些质子酸，Lewis 酸以及一些酸性树脂，但是这些催化剂具有转化偏低、反应周期长、废酸液污染环境、产物与催化剂难以分层、催化剂不易回收利用、产物有色等不利因素，最近研究对反应工序进行技术改进，在酯交换与乙酰化反应中采用1、3 吡啶 丙烷碘酸硫酸氢盐离子液体作催化剂，环氧化在无催化剂的作用下进行反应。

(1)酯基甲酯化反应

(2)羟基乙酰化反应

(3)双键环氧化反应

2.2 先酯基甲基化，再双键硫酸化，后羟基烷氧化反应

蓖麻油经过酯基甲酯化、双键硫酸化和羟基季铵化反应，合成同一分子内含有硫酸基团和季铵基团的两性表面活性剂。此类表面活性剂结构独特、性能优越，与阴离子型、阳离子型及非离子型加脂剂均有良好的配伍性及协同性，除具有良好表面活性外，还具有低毒性、良好的生物降解性、极好的耐硬水及耐高浓度电解质、优异的柔软平滑性及抗静电性等性能。近年来两性表面活性剂的研究与开发引起了人们一定的关注。

(1)酯基甲酯化反应

(2)双键环氧化反应

(3)羟基乙酰化反应

3 结语

众多的蓖麻油化学品，加工技术都建立在蓖麻油的羟基、酯基、烯键等官能团反应的基础上。对这些反应进行归类总结，有利于开发出新的品种，探索出新的用途。

国外已开发的蓖麻油精细化学品，品种繁多，用途广泛，遍及化工、医药、纺织、印染、造纸、皮革、化纤、涂料、树脂、化妆品、润滑剂、矿业、石油等各个工业部门及人们生活日用，多数作为助剂、添加剂、表面活性剂使用，也用以制聚氨醋、尼龙等化工材料。美国、欧盟、日本等工业发达国家和地区，利用蓖麻油生成的化学衍生物已达3000 多种。中国作为世界蓖麻油生产大国，蓖麻油资源列世界第三位，但蓖麻油深加工起步晚，技术相对落后。利用可再生资源优势，积极开发蓖麻油及其衍生物新品种，有助于推动我国蓖麻油的种植和加工业的发展。

［1］孙建梅，陆洪芳，南家莲，等. 利用蓖麻油发展精细化学品［J］. 天津化工，2002(4):19－22.

［2］Mehta，Bhakti;Kathalewar，Mukesh;et al. Diester based on castor oil fatty acid as plasticizer for poly(vinyl chloride)［J］. Journal of Applied Polymer Science，2014，131(11):40354/1－40354/8.

［3］李得志，孙永强，杨秀全，等. 蓖麻油酸甲醋乙氧基化物的合成及物化性能［J］. 精细石油化工，2006，23(4):54－57.

［4］Mohamed H A，Badran B M，Rabie A M，et al.Synthesis and characterization of aqueous(polyurethane/aromatic polyamide sulfone)copolymer dispersions fromcastor oil［J］. Progress in Organic Coatings，2014，77(5):965－974.

［5］Kunst，Andreas;Eling，Berend;Koenig，Christian.Polyetherester polyols and preparation thereof:U. S. Pat. Appl. Publ. US，20130190418［P］.2013－07－25.