油酸酰胺抗氧化剂的优选研究

2020-05-18朱冬秀吴贵岚

江西化工 2020年2期

陈淇朱冬秀吴贵岚

(江西威科油脂化学有限公司，江西吉安 343100)

前言

抗氧化剂是一类化学物质，在有机化合物体系中仅少量存在，即可延缓、抑制或阻断体系内物质氧化过程的进行，从而阻止烯烃类化合物的老化并延长其储存时间和使用寿命，又被称为防老剂。广义上说，多数弱还原剂都是抗氧化剂，有较高物理、化学稳定性的或低毒性的弱还原剂，都可以巧妙的运用于各种配方中作为抗氧化剂。

一、自动氧化机理

脂肪酸酰胺(RCONH2)类化合物在外界条件，如光、热、氧、引发剂、变价金属离子等的作用下会发生自由基链式反应，其历程分为链引发、链增长、链终止三个典型阶段。

链引发：此阶段开始产生自由基，主要通过两种方式产生。第一种是金属催化剂和脂类化合物直接反应。

RH+M(N+1)+→R·+H++MN+

(1)

另一种是氢过氧化物的分解，氢过氧化物中的氧氧键较弱，易均裂产生自由基，金属离子存在时，其催化的氢过氧化物分解是自由基的主要来源，各阶态的Cu、Fe离子均可催化氢过氧化物分解。

ROOH+MN+→RO·+0H++M(N+1)+

(2)

ROOH+M(N+1)+→ROO·+H++MN+

(3)

RO·+R’ H↔R’·+RH

(4)

R·+O2↔ROO·(5)

ROO·+RH↔ROOH+R’·

(6)

链终止：随着反应的不断进行，自由基数目增加，相互间碰撞频率增加，自由基两两发生有效碰撞生成惰性物质，见式(7)、(8)，最终导致链反应终止。

ROO·+ROO·↔ROOH+O2

(7)

ROO·+R’·↔ROO R’

(8)

注：RH——脂肪类化合物；

ROOH——脂肪类过氧化物；

R·——脂肪自由基；

ROO·——脂肪过氧化物自由基；

M——金属。

二、抗氧化机理

消除自由基：脂肪酸酰胺化合物的氧化反应主要是自由基的链式反应。抗氧剂作为氢的供体与脂类自由基反应，使自由基转化为非活性或稳定的化合物，从而延缓或阻断链反应，从而达到抑制氧化反应的目的，如式(9)、(10)。因此，抑制氧化反应的方法，除了用包装物隔绝空气和光线外，最有效的手段就是添加抗氧剂。

RO·+AH↔ROH+A·

(9)

ROO·+AH↔ROOH+A@

(10)

注：AH——抗氧化剂；

A·——抗氧剂供氢后形成的自由基。

螯合金属离子：许多氧化过程中都有金属离子参与，金属价态变化的过程中传递了电子，可缩短链引发时间，加快了脂肪类化合物氧化速度。柠檬酸、磷酸衍生物能与金属形成惰性络合物，抑制氢过氧化物的分解，从而起到了抗氧化的目的。金属离子螯合剂只能抑制引发链反应自由基的生成，不能直接结合自由基，所以起到的是间接作用，单独使用时抗氧化效果不好，故常与其他抗氧剂混合使用。

消除氧气：此类氧化剂本身具有较强还原型的基团，通过氧化还原反应可以有效地还原体系中的过氧化物，消除其中的氧，从而抑制氧化反应的发生。

从抗氧化剂的作用机理可以看出，抗氧化剂只能阻碍脂肪酸酰胺基团氧化，延缓开始败坏的时间，而不能改变已经变坏的后果，因此抗氧化剂要尽早加入。