有机羧酸应用领域广泛,针对当前萃取分离发酵液中有机羧酸存在萃取剂易乳化、难反萃等弊端,开发新型萃取剂烷基酰胺,并用合成的烷基酰胺萃取有机羧酸,烷基酰胺N214解决了羟基羧酸萃取分离难的技术难题。采用酰氯法合成N214、N216、N103、N504和N266五种烷基酰胺,通过单因素试验,确定合成酰胺的条件为胺与酰氯物料比2:1,滴加温度0~5℃,滴加速率3 s/滴;采用酸酐法合成N214,物料比1:1,滴加温度5~10℃,滴加速率3 s/滴,浓硫酸催化。研究了萃取体系中萃取剂、相调节剂及溶剂等组成对萃取率、反萃率和乳化程度等考核指标的影响。结果表明:烷烃类是惰性稀释剂,醇类稀释剂是活性稀释剂;醇类稀释剂与非羟基羧酸发生物理萃取,与羟基羧酸发生化学络合萃取;烷基酰胺萃取剂较易萃取非羟基羧酸和不饱和羧酸,很难萃取羟基羧酸。通过两相间分配平衡理论的研究,明确有机羧酸的极性及有机羧酸与不相溶的两相间分子作用力的大小是影响其萃取性能的主要原因。4种烷基酰胺萃取剂对非羟基酸萃取率均高达30%以上,对羟基多元羧酸萃取率均低于5%;对于难萃取的羟基羧酸,N214是良好的萃取剂。其优化的萃取及反萃取条件为:萃取温度30℃,相比1:1,反萃取温度60℃。通过9级逆流萃取及5级逆流反萃取实现柠檬酸从发酵液中的有效分离,并得到符合要求的柠檬酸产品。通过双对数法,确定N214与柠檬酸的络合比为3:1,结合红外谱图分析,表明N214萃取柠檬酸同时存在氢键缔合与离子缔合两种机制,A118不参与反应,只起稀释作用。烷基酰胺萃取有机羧酸热力学研究表明,烷基酰胺萃取多元羧酸为放热反应,低温有利于萃取,而温度对非羟基羧酸的萃取率影响不大。