硬脂酸（stearic acid），又叫十八酸、脂蠟酸、硬蠟酸，是含有18個碳原子的飽和脂肪酸，外觀為白色或類白色有滑膩感的粉末或結(jié)晶性固體，剖面有微帶光澤的細針狀結(jié)晶，有類似油脂的微臭。硬脂酸難溶于水，可以溶于乙醇和丙酮，易溶于乙醚、氯仿、四氯化碳等溶劑。其熔點為69-72℃，沸點383℃。
硬脂酸是自然界廣泛存在的一種脂肪酸，幾乎所有油脂中都有含量不等的硬脂酸，如可可脂中的含量則高達34%。在很多器官或組織中，硬脂酸氧化可以產(chǎn)生能量，1分子硬脂酸完全氧化分解后可得到146個ATP分子，在各種生物中普遍存在。
硬脂酸應(yīng)用廣泛，在工業(yè)領(lǐng)域，硬脂酸是天然膠、合成膠（丁基膠除外）及膠乳廣泛應(yīng)用的硫化活性劑，也可用作fe5和軟化劑；在日用化妝品領(lǐng)域，硬脂酸是多類化妝品的重要原料；在塑料工業(yè)領(lǐng)域，硬脂酸可以提高塑料的熱穩(wěn)定性，使之具有一定的潤滑作用，保持良好的光、熱穩(wěn)定性 ；在醫(yī)藥領(lǐng)域，硬脂酸可以作為片劑的潤滑劑、緩釋劑及乳膏劑的基質(zhì)。
發(fā)現(xiàn)歷史
1813年，法國實業(yè)化學(xué)家謝弗爾對油脂的皂化反應(yīng)進行了深入研究。他證實了肥皂是堿與脂肪中酸性成份的化合物；闡明了脂肪的甘油性質(zhì)；鑒別了硬脂精（硬脂酸甘油酯）和軟脂精（軟脂酸甘油酯），以及丁酸、戊酸、己酸、硬脂酸和油酸（不純）等脂肪酸。并將這些研究成果記入了《動物脂肪的化學(xué)研究》（1823年）一書之中。謝弗爾是有機物分析的先驅(qū)，他在動物脂肪方面的經(jīng)典研究促成了硬脂酸的發(fā)現(xiàn)。
1828年，格塞洛夫利用各種脂肪酸鉛鹽的不同溶解度成功地分離出了油酸、軟脂酸和硬脂酸等。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
硬脂酸呈不對稱的線狀結(jié)構(gòu)，其一端是活性極化基團羧基（親水基），另一端是非活性的親油烴基（憎水基）。這種分子的極性端是溶于水的，而非極性端溶于有機介質(zhì)。當硬脂酸溶解時極性端的羥基團中的氫便離解出來，如果有自由的Na+存在于溶液中，則形成水包油型乳狀液，如有二價陽離子，像Ca2+存在時，形成鋸齒狀結(jié)構(gòu)，吸附在油的凸出表面，優(yōu)先形成油包水乳狀液。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
硬脂酸為白色或類白色有滑膩感的粉末或結(jié)晶性固體，其剖面有微帶光澤的細針狀結(jié)晶，有類似油脂的微臭。在三氯甲烷或醚中微溶，在乙醇中溶解，在水中乎不溶。硬脂酸熔點較低，為69-72℃，沸點383℃。質(zhì)輕密度比水低，相對密度0.94-0.83g/cm3（水=1）。同時粘度低，70℃時為9.87 mPa.sec。此外，硬脂酸的酸度系數(shù)（pKa）為4.9。
化學(xué)性質(zhì)
硬脂酸是一種高級飽和脂肪酸，硬脂酸具有一般有機酸的化學(xué)通性，和氫氧化鈉起作用，生成十八酸鈉，也能與醇或酚反應(yīng)生成酯。例如硬脂酸與丁醇在加熱條件下經(jīng)過催化劑ZnO、SnO催化，可以發(fā)生酯化反應(yīng)，生成硬脂酸丁酯的方程式為：
C17H35COOH+C4H9OH?C17H35COOC4H9+H2O
生產(chǎn)方法
工業(yè)硬脂酸的生產(chǎn)方法主要有分餾法和壓榨法兩種。在加氫硬化中加入分解劑，然后水解得到粗脂肪酸，再經(jīng)水洗、蒸餾、脫色即得成品。同時得到副產(chǎn)丙三醇。此外，硬脂酸生產(chǎn)方法也因所用原料不同而不同。用動、植物油脂或硬化油為原料，先經(jīng)水解，再經(jīng)分離而得硬脂酸。用脂肪酸為原料，只要進行分離即可得硬脂酸。用油脂或硬化油為原料制硬脂酸的水解方法通常有三種。
常壓水解法：在常壓下，加乳化劑（如硬脂酸磺酸或直鏈烷基苯磺酸等），加熱水解。
加壓水解法：在催化劑（如氧化鋅）作用下，加壓、加熱水解。
皂化法：在強堿水溶液中進行皂化反應(yīng)得脂肪酸鹽，再加酸進行分解。水解所得混合脂肪酸的分離主要有壓榨分離法和分餾法兩種。
其中，將水解和分離兩步結(jié)合起來考慮，由油脂或硬化油制硬脂酸的生產(chǎn)方法有：常壓水解壓榨分離法、常壓水解分餾法、加壓水解壓榨分離法、加壓水解分餾法、皂化壓榨分離法。
膳食來源
硬脂酸在自然接分布很廣，以甘油酯的形式存在于許多植物性油脂和動物性油脂中，這些油經(jīng)水解即得硬脂酸。其中動物脂肪中的含量比在植物油脂中含量要高，如牛油中含量可達24%，茶油0.8%，棕櫚油為6%，但可可脂中含量高達34%。由此可見，日常生活中硬脂酸的膳食來源豐富，還有豬肉、家禽、魚、蛋、乳制品和用脂肪制備的食品等。并且在第49屆FAO/WHO食品添加劑專家聯(lián)席會議報告中指出，依據(jù)現(xiàn)有攝入量水平評估，硬脂酸作為食品添加劑是無安全風(fēng)險的。根據(jù)《中國居民膳食指南2007》建議，每天攝入含有硬脂酸等脂肪酸的肉類大約在100-175克，并且可以根據(jù)具體情況適當增加或者減少。
生物合成
動物體內(nèi)合成
在動物體內(nèi)合成硬脂酸的地點為線粒體和粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)兩處。線粒體中，合成硬脂酸的碳受體是軟質(zhì)CoA，碳原子供體是乙酰輔酶A。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，碳原子的受體與線粒體相同，但碳原子供體為丙二酸單酰CoA。其中在線粒體內(nèi)合成的過程大致如下：
（1）縮合，由硫解酶催化：軟脂酰CoA+乙酰CoA?—硬脂精酰CoA+CoASH
（2）還原，由—羥脂酰脫氫酶催化：—酮硬脂酰CoA+NADPH+H+?—羥硬脂酰CoA+NADP+
（3）脫水，由烯脂酰CoA水合酶催化：—羥硬脂酰CoA?—不飽和硬脂酰CoA+H2O
（4）再還原：由烯脂酰還原酶催化：—不飽和硬脂酰CoA+NADPH+H+→硬脂酰CoA+NADP+
植物體內(nèi)合成
在植物中，硬脂酸的合成地點在細胞質(zhì)，碳受體為軟質(zhì)酰ACP，碳原子供體為丙二酸單酰ACP，在植物體內(nèi)利用反應(yīng)物軟脂酰ACP、丙二酸單酰ACP和還原劑NADPH（還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）、H+形成硬脂酸。
代謝與生理作用
很多器官或組織中，脂肪酸氧化是能量產(chǎn)生的重要途徑，在各種生物中普遍存在。正常生理條件下，在哺乳動物的心臟和肝臟中，脂肪酸水解產(chǎn)生的能量占所需全部能量的80%。脂肪酸氧化時釋放的電子通過電子傳遞鏈驅(qū)動ATP的合成，1分子硬脂酸完全氧化分解后可得到146個ATP分子，氧化后產(chǎn)生的乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán)完全氧化成CO2和H2O。在肝臟中，乙酰CoA可以形成酮體，為大腦提供能量。在維管植物中，乙酰CoA主要作為生物合成的前體。另外，脂肪酸的氧化也是膜脂正常代謝的一部分。
1941年德國的肖恩海默（Schoeuheimer）用標記硬脂酸喂小鼠，在小鼠尿中檢出苯乙尿酸，說明硬脂酸在體內(nèi)發(fā)生了脂肪酸的β氧化，脂肪酸β-氧化是指在一系列酶的作用下，β碳發(fā)生氧化，脂肪酸在α碳和β碳原子之間斷裂，產(chǎn)生一個二碳單位和比原來少了2個碳原子的脂肪酸的過程。如此不斷重復(fù)進行，脂肪酸即被分解。
另外，一項人體同位素標記研究表明，硬脂酸氧化去飽和轉(zhuǎn)化為油酸的比例是軟脂酸轉(zhuǎn)化為棕櫚油酸的2.4倍。此外，硬脂酸不太可能與膽固醇酯結(jié)合。在流行病學(xué)和臨床研究中發(fā)現(xiàn)，與其他飽和脂肪酸相比，硬脂酸與降低低密度脂蛋白膽固醇有關(guān)。
應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)
硬脂酸在化學(xué)工業(yè)中是重要的有機原料，用硬脂酸可以制造各種脂肪酸金屬鹽，在紡織、印染工業(yè)中常用作潤滑劑、打光劑等，在制革工業(yè)利用硬脂酸作為上光劑、保革油及脫模劑，在文化用品制造工業(yè)中，利用硬脂酸作原料，生產(chǎn)復(fù)寫紙及彩色蠟筆等。其中，硬脂酸是天然膠、合成膠（丁基膠除外）及膠乳廣泛應(yīng)用中做硫化活性劑，也可用作fe5和軟化劑。
化妝品
雪花膏和冷霜是兩類主要的護膚化妝品。其中雪花膏的主要原料則是硬脂酸、丙三醇、堿、蒸餾水和香料。首先是部分硬脂酸被堿（大多用氫氧化鉀）皂化，生成的皂使剩余的硬脂酸和水起乳化作用，變成穩(wěn)定而潔白的膏體，再加入少量香精即得雪花膏成品。杏仁蜜和奶液是一類漿狀的液體化妝品，主要原料為硬脂酸、羊毛脂、礦物油、香精等。
硬脂酸皂類和酯類在化妝品工業(yè)中用途更為廣泛。多價陽離子皂，如鈣、鎂、鋁、鋅等金屬皂，因為它們具有抗水性，形成保護膜且有良好的附著力，因而用于粉類的制造，如撲面粉、爽身粉、痱子粉等。由于它們密度很低，在配方中能使粉劑更輕軟。
塑料
硬脂酸在塑料行業(yè)中的應(yīng)用不僅范圍廣泛，而且可以結(jié)合不同企業(yè)的功能、品種 、設(shè)備等方面的不同要求，而使用不同的硬脂酸鹽或者硬脂酸衍生物。例如 ，塑料中聚氯乙稀 (PVC)，有一定的耐腐蝕性，價格又便宜，因此，在電線、塑料管材 、板材 、管件以及薄膜的制造等方面發(fā)揮了很大的作用。但是PVC的熱穩(wěn)定性比較差，這個時候加入硬脂酸，可以提高它的熱穩(wěn)定性，使之具有一定的潤滑作用，保持良好的光、熱穩(wěn)定性 。把硬脂酸加入塑料PVC管中，可以有效避免生產(chǎn)中的焦化現(xiàn)象，而加入到PVC薄膜中可以起到良好的熱穩(wěn)定劑的作用，還能避免引起薄膜的變色。
制藥
在醫(yī)藥的制造過程中，特別是藥片的生產(chǎn)中，壓片機模具和藥片之間會因為具有一定的摩擦。而給藥片、壓片機零部件等帶來很大的問題，像磨損零部件，造成藥片不穩(wěn)定等。而硬脂酸可以作為一種潤滑劑，有效的應(yīng)用其中，減少藥片和模具之間的摩擦。據(jù)相關(guān)研究提出，合理的使用潤滑劑的可以一定程度上較少壓片時的出片力，降低壓片的動能。這個硬脂酸所具有的潤滑性、抗粘好等特點息息相關(guān)。需要注意的是，在醫(yī)藥生產(chǎn)中，硬脂酸的用量需要適度， 同時，硬脂酸與醇類作用生成酯，與無機堿或有機堿相作用以制備新生皂，為乳劑型軟膏基質(zhì)。亦可用作片劑的緩釋劑及潤滑劑。
食品添加
硬脂酸鹽（鈣、鎂、鉀鹽）也做抗結(jié)劑被廣泛用于食品添加行業(yè)。其中，單硬脂酸甘油酯的水解物可參與體內(nèi)代謝，是世界各國公認的無毒食品添加劑用于香辛料、黃油、果露、生濕面制品等；十八酸鈣可以組織粉狀食品的凝聚或黏結(jié)，加工時增大流動。
其他
硬脂酸在炸藥中用作鈍感劑，在黑火藥中用作緩燃劑，在火焰噴射器燃料中作增稠劑，在硝胺炸藥中用作潤滑劑，還可作為粘合劑。此外，在煙花中的鋁、鐵等金屬粉末表面涂以硬脂酸可以起到防止氧化的作用。
型號與分類
藥用硬脂酸
硬脂酸主要有三個不同型號，硬脂酸50、硬脂酸70、硬脂酸95，其中，硬脂酸50含硬脂酸量40.0-60.0%，含硬脂酸和軟脂酸總量不少于90.0%；硬脂酸70含硬脂酸量60.0-80.0%，含硬脂酸和棕櫚酸總量不少于90.0%；硬脂酸95含硬脂酸量不少于90.0%，含硬脂酸和棕櫚酸總量不少于96.0%。
工業(yè)硬脂酸
工業(yè)硬脂酸也有三個型號，200型、400型、800型，三種不同型號的指標如下表所示。
*樣品配置成15%的乙醇溶液
安全事宜
健康危害
硬脂酸無毒，但在其生產(chǎn)過程中的水解、蒸餾的爆炸危險性較大。如果以粉末或顆粒形狀與空氣混合，可能發(fā)生粉塵爆炸。職業(yè)接觸閾限值（硬脂酸鹽）為10mg/m3，氣溶膠擴散時能較快地達到空氣中顆粒物有害污染濃度，硬脂酸可通過吸入其氣溶膠和食入吸收到體內(nèi)。
消防事宜
硬脂酸可燃，具有中等程度的著火風(fēng)險。一旦著火，用水、泡沫和干式化學(xué)滅火劑或四氯化碳滅火。
儲存與運輸
用硬紙箱或編織袋內(nèi)襯塑料袋包裝，貯存于陰涼、干燥、通風(fēng)處，注意遠離火源和氧化劑，按照一般化學(xué)品規(guī)定貯運，嚴禁與氧化劑、還原劑、堿類、食用化學(xué)品等混裝混運。
參考資料 >
硬脂酸.術(shù)語在線.2024-01-31
硬脂酸.ICSC.2024-02-21
Stearic Acid.pubchem.2024-01-31