酯交换反应，可以用什么酶催化转化？

一般是用脂肪酶催化酯交换反应，我举几个例子吧，

可以利用Novozym435固定化脂肪酶，在无有机溶剂存在下催化菜籽油与甲醇酯交换合成生物柴油。

可以利用猪胰脂肪酶在有机溶剂存在下，合成月桂酸香茅酯和辛酸香茅酯

乌桕脂与硬脂酸甲酯无溶剂体系，在固定化脂肪酶催化下可发生酯交换反应

脂肪酶Novozym435在正丁醇体系中，可以催化扁桃酸乙酯的酯交换反应

另外还有：

优点：反应条件温和、反应速度快。

缺点：酯交换前的原料油脂品质对反应能否顺利进行也有很明显的影响。

酯交换可以改变油脂的甘油酯组成、结构和性质，生产出天然没有的、具有全新结构的油脂，或人们希望得到的某种天然油脂，以适应某种需要。使用碱催化剂的酯交换反应速度是使用同当量酸催化剂的4000倍。碱催化的酯交换反应甲醇用量远比酸催化的低，因此工业反应器可以大大缩小。

含义

化纤工业中常特指对苯二甲酸二甲酯与乙二醇或其他二元醇进行酯交换的反应，生成可进行缩聚反应的高纯度对苯二甲酸二乙二酯或其他相应的酯类单体的方法。该反应在常压、180~200C温度下进行，以醋酸盐的钛。钙、锰、锌等金属为催化剂；为提高反应速率和转化率，常用过量的乙二醇。

以上内容参考：百度百科-酯交换法

本文着重研究酯交换反应的反应条件。

a.先将菜油用无水氯化钙进行干燥,同时减压脱水

b.按n(醇)：n(油)=5~7：1的配比,放入反应装置,然后加入菜油质量2%~4%经煅烧处理过的LDH/LDO催化剂

c.反应温度控制在60~70℃之间,搅拌回流3h

d.反应结束后,进行常压蒸馏,回收过量的醇

℃.用布氏漏斗过滤回收催化剂,滤液放入梨形分液漏斗中静置分层,下层为甘油,上层为产物,别称重

f.计算出酯交换深度、产率和转化率。

2 结果与讨论

2.1 酯交换工艺参数的确定

通过正交试验得出酯交换最佳反应条件为:菜油与甲醇的物质的量比为1B6,催化剂用量(按菜油质量计)2%,反应时间3h,反应温度为甲醇沸点

在此条件下进行重复试验,产率和转化率都同时达到98%以上。

2.2 影响因素的讨论

2.2.1 醇油物质的量比

醇油物质的量比是影响酯交换转化率的主要因素之一。根据计算,完全酯交换1mol甘油三酯需mol醇,生成3mol脂肪酸酯和1mol甘油。如果n(醇)Bn(油)过大,会严重影响甘油的重度分离增加分离费用,同时也不能提高转化率,只能增加醇的回收费用。所以,为了使反应最经济,结果最佳且反应混合物后处理较容易,甲(乙)醇与菜油的物质的量比为6B1为最佳。对于部分酯交换,甲醇加入量对最终产品改性菜油性能有很大的影响,加入量少酯交换深度低)OH引入少,产品水溶性差加入量多酯交换深度高,产品乳化性能差。

2.2.2 催化剂用量

在酯交换反应过程中,如果不加入催化剂,或加入很少量催化剂,即使甲醇过量很多,它和菜油的反应也是极为缓慢的,随着催化剂用量的增加,酯交换反应速度相应加快。因此,催化剂加入量不足则反应时间较长或转化率不高但催化剂加入量过多,过多的碱性中心会引起皂化反应,导致产品乳化不易分离,后处理复杂,同时影响产率和转化率。从正交试验可以看出,菜油与甲醇反应时,催化剂LDHLDO为菜油质量的2%为宜。

2.2.3 反应温度

温度对酯交换反应的转化率影响较大,温度低转化率低,同时酯交换速率低,反应时间延长,所以本实验反应温度控制在醇的沸点下进行,保持体系在微沸状态下。低于此值反应速度缓慢,高于此值醇易挥发损失,这2种情形均不利于酯交换反应的正常进行。

2.2.4 反应时间

不同的油脂进行酯交换反应的难易程度不竟相同,例如,豆油用甲醇酯交换的反应时间短至0.1h,60℃和45℃收率高达97%~98%,反应温度控制在30℃时同样的收率酯交换反应时间需4h。不同的催化剂对反应时间也有影响。用氢氧化钠作催化剂,进行菜油酯交换,反应时间只需2h。本文中采用LDH/LDO固体碱作催化剂,反应时间有所延长,主要因为非均相催化反应,活性中心和反应物需要相接触的时间。

2.2.5 菜油中的水分和游离酸水、CO2和酸是催化剂LDH/LDO的毒物。因

此在酯交换反应过程中,原料应尽量符合无水、无游离酸的要求,以免催化剂中毒,导致催化剂耗量增多。Wright等人曾经报道原料要求游离脂肪酸<

0.5%,酸值<2。在试验过程中,有时会出现催化剂结成大颗粒、产品乳化难分离现象,可能是由于菜油干燥不充分、外界空气中潮湿水分、CO2导致催化剂活性减低。所以在实验前原料应充分干燥,催化剂需通过煅烧处理。

3 酯交换反应动力学的探讨

油脂的酯交换可在酸或碱催化下进行,但使用酸比碱反应要慢且易腐蚀设备,当油脂中游离酸含量低时,一般选用碱催化剂。1986年,Fr℃℃dman发表了油脂酯交换的动力学研究报告,指出酯交换是一种链反应和可逆反应。植物油的酯交换反应可描述如下:

4 结论

1 固体碱LDH/LDO在酯交换反应中具有较高的活性,产率、转化率达98.5%以上。该工艺操作简单,可直接获得脂肪酸甲酯,甘油双、单酯和副产物

甘油,无需精制处理,催化剂可回收再生,整个过程无三废污染,工业化前景广阔。

2 菜油与甲醇完全酯交换的最佳反应条件为:反应温度为65~70℃,反应时间为3h,醇油物质的量比为6B1,催化剂用量为菜油质量的2%。

3 酯交换反应对皮革加脂剂的合成开发具有重要意义,可以拓宽原料来源,开发出性能优良的加脂剂。