背景及概述[1][2]
巴豆酸是不飽和脂肪酸，分子中含有雙鍵和羧基，具有很強(qiáng)的反應(yīng)活性，因此用途非常廣泛。巴豆酸及其衍生物常被用作橡膠、乳膠、吸附劑和塑料生產(chǎn)過程中的共聚單體。某些巴豆酸酯可被用作殺蟲劑和除草劑。其具有烯烴及羧酸的一般性質(zhì)。與40%過氧化氫長(zhǎng)期加熱得α，β-二羥基丁酸，其銨鹽與過氧化氫一起蒸餾得乙醛和丙酮，與20%硫酸或鹽酸長(zhǎng)期共沸得到β-羥基丁酸，與氫氧化鉀共熔得乙酸。目前巴豆酸的生產(chǎn)方法是以氧化巴豆醛為主，空氣或氧氣的價(jià)格比較低廉，此法的研究也最多。氧化物氧化反應(yīng)條件比較溫和，條件容易控制?？傮w來說，兩種方法的收率都不是很高，仍有很大的發(fā)展空間; 在合成中間體，殺蟲劑、增塑劑等方面都有廣泛的用途。
制備[2]
由巴豆醛氧化制備巴豆酸的基本原理如下圖所示:
在反應(yīng)過程中， 巴豆醛先被氧化為過氧巴豆酸中間體， 然后再進(jìn)一步被氧化成巴豆酸。
以上反應(yīng)中， 催化劑種類有金屬氧化物(活性氧化鋁)、金屬鹽(醋酸鋁、醋酸銅-醋酸鈷)、金屬絡(luò)合物(西佛堿鈷絡(luò)合物、固載化西佛堿鈷絡(luò)合物)等。巴豆酸中含有不飽和雙鍵， 過度氧化時(shí)可生成大量副產(chǎn)物， 而影響目標(biāo)產(chǎn)物的收率。合成巴豆酸的方法分為以氧氣和以過氧化物為氧化劑2類。
1. 以氧氣作為氧化劑
(1)金屬氧化物催化氧化法。
先將三氧化二鋁(Al2O3)在一定條件下制備成有活性的催化劑，在一定溫度下活化后備用。在三口玻璃瓶中加入一定量的巴豆醛、丙酮和催化劑，插入復(fù)合電極，將裝置放入恒溫水浴中，在正式反應(yīng)前先通入氧氣排盡三口瓶中的空氣，并檢漏，確保反應(yīng)系統(tǒng)為密封后，打開磁力攪拌器正式開始反應(yīng)。在催化劑活化溫度為140℃，活性金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.6%，催化劑用量為巴豆醛用量的14.3%時(shí)，30℃反應(yīng)條件下，巴豆醛氧化制備巴豆酸的收率可達(dá)80.1%。
(2)酸催化氧化法。
①磷酸作催化劑
將一定量的巴豆醛、磷酸和苯依次加入三口瓶中，開啟攪拌設(shè)備混合均勻后，開始加熱，在40℃下反應(yīng)16小時(shí)后，巴豆醛氧化為巴豆酸的轉(zhuǎn)化率為67%，提純后產(chǎn)物純度達(dá)到99%。
②過氧化鎳做催化劑
使用過氧化鎳的堿溶液也可把巴豆醛氧化為巴豆酸。專利中提到水與巴豆醛以1:1～12:1的比例放入反應(yīng)器中，劇烈攪拌使巴豆醛乳化，理論產(chǎn)率為85%。
2. 以過氧化物為氧化劑
①以醋酸錳為催化劑，過氧乙酸氧化巴豆醛制備巴豆酸。成樂琴等將一定量的巴豆醛、醋酸錳和過氧乙酸加入到錐形瓶中，低溫反應(yīng)4～8小時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到60%以上。
②過氧化物的促進(jìn)作用。O.E.Fedevich等研究了過氧化物在分子氧氧化巴豆醛為巴豆酸的過程中的作用，過氧化物在過程中對(duì)氧化起到促進(jìn)作用。
應(yīng)用 [2]
巴豆酸的用途很廣泛，可作為中間體合成其它化工中間體，也可以制備各種樹脂、殺菌劑、殺蟲劑和增塑劑，其中，最主要的用途是作為制備巴豆酸-醋酸乙烯酯共聚物的原料。巴豆酸-醋酸乙烯酯共聚物的主要用途主要有:
1 化妝品
法國(guó)歐萊雅公司申請(qǐng)的專利中，都用到了巴豆酸-醋酸乙烯酯共聚物用于制備啫喱水， 增加頭發(fā)亮度， 且梳理就容易將這些物質(zhì)移開。對(duì)巴豆酸-醋酸乙烯酯共聚物的要求是均相的，且共聚物的大分子鏈上巴豆酸結(jié)構(gòu)單元的含量變化不超過正負(fù)2.5%。
2 膠黏劑
巴豆酸-醋酸乙烯酯共聚物的耐熱性較好，可用作書籍裝訂中的熱熔型膠黏劑。按照一定的配方，和其它物質(zhì)共聚后也可用作墻紙膠黏劑、層壓板的粘合劑等。
3 涂料
添加1%的巴豆酸在聚醋酸乙烯酯涂料中可增加對(duì)基質(zhì)的粘結(jié)力。用巴豆酸作干性油的改進(jìn)時(shí)，可改善表面涂料的光澤。
主要參考資料
[1] 化合物詞典
[2] 艾巖，胡釗.巴豆酸的制備及應(yīng)用[J].生物技術(shù)世界，2013(09):16.