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天然油脂硫酸化的原理

                                      

      向有机分子中引入亲水基以提供水溶性、酸性、乳化、润湿和发泡性能的最简单方法是磺化和硫酸化，磺化是形成碳硫键的反应，得到的产物是磺酸类化合物(RSO。H)；而硫酸化主要指形成氧硫键，得到的产物是单硫酸烷基酯(ROSO：OH)，实际是酯化反应。
      硫酸化一般是用浓度≥98％的硫酸处理天然油脂或酯交换后含有羟基的改性油脂，使其分子中引入酸性硫酸单酯，经碱中和后形成有良好亲水性的硫酸单酯盐，由此得到的硫酸化加脂剂便可适应皮革水乳液加脂的工艺要求。
      硫酸化时向油脂或含有羟基的改性油脂分子中引入酸性硫酸单酯主要通过两类反应：
      1．酯化作用
      硫酸同油脂或改性油脂分子中的羟基以及油脂在硫酸化过程中因酸性水解而形成的羟基发生酯化反应，从而引入酸性硫酸单酯。
       2。亲电加成反应
      油脂分子中部分双键同浓硫酸发生加成反应，该反应的结果也形成酸性硫酸单酯。
      亲电加成反应是不含羟基的油脂如牛油、花生油等硫酸化的依据，从硫酸化过程中油脂碘值的降低可以得到证实。另外，浓硫酸还可对油脂发生磺化反应，特别是对碳碳双键和酯基蜒位碳上氢的取代作用，但低温时难以进行，因此不是引入亲水基的主要反应。
      实际上，在硫酸化过程反应十分复杂，除上述形成酸性硫酸单酯的主反应外，还有一些副反应发生”：
      (1)油脂的酸性水解
      在酸性条件下油脂的酯键容易断裂，形成脂肪酸及单、双脂肪酸甘油酯和少量甘油，油脂酸性水解所形成的羟基也会与硫酸发生酯化。硫酸化的单、双脂肪酸甘油酯和脂肪酸不仅是加脂剂的有效成分之一，而且有促进油脂乳化和增溶的作用。但若油脂酸性水解生成的脂肪酸过多，将会影响加脂剂的乳化性能、透明性和贮存稳定性等指标。因为，在加脂剂中经中和形成的高级脂肪酸盐随着贮存时间的延长将会从加脂剂中凝集沉降出来，严重时会在加脂剂包装桶的底部形成大量沉积物。
       (2)在酸性条件下醇的脱水形成烯烃及烯烃的异构化
       含有羟基的油脂或改性油脂会发生醇的脱水反应，尤其是仲羟基更易发生。某些醇脱水时因中间产物为不稳定的正碳离子，则易于发生烯烃的异构化，烯烃的氧化、醇合、分解是产物焦化使产品色泽加深的重要原因。在硫酸化过程中，温度控制较低(≤45℃)时，由油脂或改性油脂发生醇脱水形成烯烃以及烯烃异构化的产物较少。
       (3)氧化生成醛、酮羧酸    浓硫酸在温度较高时是一种强氧化剂，可以将油脂中伯醇基氧化成醛，醛继续氧化形成羧酸，仲醇和双键oc一氧则可以成酮或进一步断裂为较小分子的羧酸。低分子羧酸虽然也有增溶作用，但它会降低产品的加脂性能，而且醇被氧化，也减少了可与硫酸反应的羟基。因而，一般在硫酸化时油脂氧化反应是不希望发生的。

【作者: 长空星雨】【访问统计:】【2006年12月31日 星期日 22:44】【 加入博采】【打印】