杨晓琴，喻艳华，谢 东，Petrovic Zoran S.，洪 健，万显美

（1. 西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室，西南地区林业生物质资源高效利用国家林业与草原局重点实验室，西南林业大学化学工程学院 昆明 650224；2. 美国匹兹堡州立大学堪萨斯聚合物研究中心 堪萨斯 66762）

0 引 言

油脂制备的生物基多元醇可替代或部分替代传统石化基多元醇用于制备聚氨酯泡沫、弹性体、胶粘剂、涂料、密封件、润滑油等制品而备受瞩目，大豆油基多元醇已实现工业化生产[1-3]。中国人口众多，可耕土地稀少，以大豆油等食用油脂为原料生产生物基多元醇不适用于中国国情，开发利用非食用、不占耕地的油脂资源对于资源的可持续发展、环境保护意义重大。微藻可利用滩涂、盐碱地以及海水等非耕地资源，且可高效固定二氧化碳、自身合成油脂能力强、生长周期短，含油量在20%～70%，很多国家将其作为新兴战略能源进行开发利用[4-8]。相关研究表明，微藻油脂的主要成分与大豆油相同，均为脂肪酸的三酯结构。微藻油脂的脂肪酸组成会因种类、生长环境等不同而有差异，并可通过基因工程技术培育出高油酸含量的藻株[9-10]。目前，微藻油脂研发及工程项目主要集中在美国和欧洲，中国起步较晚，但在微藻大规模培养方面走在世界前列，在产油淡水微藻和高油脂产量微藻培育、藻油制取、生物柴油和生物燃气制备等[11-16]方面已取得重要突破。微藻油脂在制备高附加值的生物基化学品如生物基多元醇、生物基材料如生物基聚氨酯方面极具潜力，Roesle 等[17]利用藻油催化合成了二元酯、二元醇等功能性化学中间体；Negrell等[18]利用藻油合成了生物基环氧树脂和泡沫材料；Pawar等[19]利用微藻油脂基多元醇制备了硬质聚氨酯泡沫；美国匹斯堡州立大学堪萨斯聚合物研究中心Petrović 团队[20]承担了美国农业部的海藻油制备聚合物专项，以微藻毛油为原料制备的多元醇性能可与石油基多元醇相媲美，并可部分替代石油基多元醇用于制备硬质聚氨酯泡沫塑料，部分成果已进入中试阶段。油脂来源的生物基多元醇在替代石油基多元醇以制备聚氨酯材料领域极具工业化前景，但目前此方面的研究报道集中于高效催化剂体系筛选、新型油脂原料开发等方面。目前油脂基多元醇的理化指标测定主要依据现有石油基多元醇的标准体系，结构表征方面缺乏系统研究，产品性能评价方法不易操作，反应过程控制水平不高。因此，本文以环氧-开环和氢甲酰化-加氢还原2 种方法制备微藻油脂为原料的生物基多元醇，详细阐述试验过程中碘值、酸值、环氧基含量、羟值等主要理化指标测定方法和理论双键含量、理论环氧基含量、理论羟值、转化率和选择性等重要理论指标计算方法，结合凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，GPC）、红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectrometer，FTIR）、核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）对原料及产物进行结构表征，建立全面且可操作性强的油脂基多元醇产品质量评价方法和快速的反应过程监测手段，为微藻油脂制备生物基多元醇的产业化提供重要的科学依据和技术支撑，也为其他油脂原料制备生物基多原醇提供基础数据和参考方法。

1 材料与方法

1.1 材料

微藻油脂（microalgal oil，MAO）由美国TerraVia公司提供，阳离子交换树脂Amberlite IR-120 H、质量分数 48% 氟硼酸水溶液、 二羰基乙酰丙酮铑(I)[Rh(CO)2acac]、三苯基膦（triphenylphosphine，TPP）、弱碱性大孔阴离子交换树脂Lewatit MP-64、海绵镍均购自阿拉丁试剂公司，CO/H2（体积比50/50）混合气购自Matheson Tri-Gas 公司，其他试剂均购自Fisher Chemical公司，未经处理直接使用。

1.2 试验方法

1.2.1 环氧-开环法

在文献[20]基础上进行优化，采用原位生成过氧乙酸、离子交换树脂作为催化剂，甲苯作溶剂实现环氧化过程；然后采用氟硼酸为催化剂、乙醇为开环试剂实现开环过程。具体操作如下：

1）环氧反应：将200 g（0.7 mol 双键）MAO、60 g（0.35 mol）乙酸、50 g（油脂质量的25%）Amberlite IR-120H 阳离子交换树脂、100 g（油脂质量的50%）甲苯加入装有冷凝管、恒压滴液漏斗和搅拌子的三口烧瓶中，升温至65 ℃后缓慢滴加119 g（1.05 mol）质量分数为30% H2O2。滴加结束后升温至70 ℃继续反应7 h。反应结束后冷却至25 ℃，抽滤除去离子交换树脂，滤液依次用去离子水、饱和食盐水洗涤至中性，然后在70 ℃下用旋转蒸发仪依次于低真空度（0.07 MPa）、高真空度 （0.1 MPa）下减压蒸馏2h 以除去少量水和溶剂，即得白色蜡状固体，记作EMAO（epoxidized microalgal oil）。

2）开环反应：将173 g（3.6 mol，过量）的乙醇和0.78 g（EMAO 和乙醇混合物总质量的0.1%）质量分数为48% 氟硼酸水溶液加入装有冷凝管和恒压滴液漏斗的三口圆底烧瓶，升温至70 ℃后，将加热融化的200 g（0.6 mol）EMAO 于5 min 内滴加到反应体系中，然后继续反应1 h。反应结束后，25 ℃下加入约7 g 弱碱性大孔阴离子交换树脂Lewatit MP-64 继续搅拌1 h 至反应体系呈中性。过滤除去离子交换树脂，滤液经减压蒸馏除去乙醇，即得淡黄色油状液体，记作EMAO-EtOH polyol。

1.2.2 氢甲酰化-加氢还原法

在文献[21]基础上进行优化，首先通入CO/H2合成气进行氢甲酰化反应，然后通入H2进行还原反应。具体操作如下：

1）氢甲酰化反应：将装有 100 g MAO、0.1 g Rh(CO)2acac、0.55 g TPP 的石英内衬放入带有机械搅拌的高压反应釜（美国帕尔仪器公司），用CO/H2合成气转换釜内气体4 次，缓慢加压至3 MPa，调整搅拌速度至600 rad / min，升温至90 ℃后继续缓慢加压至6 MPa，调整搅拌速度至1 200 rad/min，继续反应4 h。反应结束后将反应釜冷却至25 ℃，排出未反应的气体。

2）加氢还原：向氢甲酰化反应结束后的反应混合液中加入50 mL 无水甲醇、10 g 海绵镍，置于带有机械搅拌的高压反应釜，用H2转换釜内气体4 次，缓慢加压至3 MPa，调整搅拌速度至600 rad/min，升温至110 ℃后缓慢加压至6 MPa，调整搅拌速度至1 200 rad/min，继续反应3 h。反应结束后将反应釜冷却至25 ℃，排出未反应的气体，用硅藻土抽滤除去催化剂，滤液经减压蒸馏除去甲醇，即得深棕色油状液体，记作MAO-CO/H2polyol。

1.3 理化指标测定、理论计算与结构表征

1.3.1 理化指标测定

1）碘值（Iodine Value，IV）：指100 g 物质中所能加成碘的质量，以氢氧化钾（KOH）计，是表示有机化合物中不饱和程度的一种指标，参照IUPAC 2.205 进行测定，按估算的样品量（25/理论碘值）准确称取样品，加入10 mL 质量分数100%三氯甲烷充分溶解样品，加入20 mL Hanus 试剂（0.1 mol/L 一溴化碘-乙酸溶液）后于黑暗中放置1 h，再加入20 mL 10%碘化钾和50 mL 去离子水，用0.1 mol/L 硫代硫酸钠标准溶液滴定至淀粉指示剂（10 g/L）的蓝色消失，相同操作进行不加样品的空白组测定，平行测定3 次，按照式（1）计算碘值，结果取平均值。

式中C1为硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L；Vs1为样品消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，mL；Vb1为空白组消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，mL；ms1为实称样品量，g。

2）酸值（Acid Value，AV）：表示中和1 g 物质所需的KOH 的质量，以KOH 计，是油脂及其衍生物中游离羧酸基团（主要为脂肪酸）数量的一个计量标准，参照IUPAC 2.201 进行测定，准确称量样品（低酸值样品需称取3 g，本试验中的样品称取量为1 g）加入125 mL烧杯中，加入30 mL 体积比为1/1 的异丙醇/甲苯（含10 g/L 酚酞指示剂）作溶剂，然后用0.1 mol/L KOH 标准溶液滴定至无色变为粉红色（颜色至少保持10 s），平行测定3 次，按式（2）计算酸值，结果取平均值。

式中C2为KOH 标准溶液浓度，mol/L；Vs2为样品消耗的KOH 标准溶液体积，mL；ms2为实称样品量，g。

3）环氧基含量（Oxirane Oxygen Content，OO），参照ASTM D1652 进行测定，按照估算的样品量（1.6/理论环氧值）准确称取样品，加入5%四乙基溴化铵-乙酸溶液50 mL 充分溶解样品，用0.1 mol/L 高氯酸-乙酸标准溶液滴定至结晶紫指示剂的颜色由蓝色变为绿色，平行测定3 次，按式（3）计算环氧值，结果取平均值。

式中V3为消耗的高氯酸-乙酸标准溶液体积，mL；C3为高氯酸标准溶液浓度，mol/L；ms3为实称样品量，g。

4）羟值（Hydroxyl Value，HV）：指100 g 物质中的羟基基团的物质的量，通常表示为1 g 物质中的羟基所相当的KOH 的质量，以KOH 计，参照IUPAC 2.241 进行测定，根据理论羟值准确称取样品（理论羟值200～400 mg/g，样品0.5 g）加入带盖的耐压玻璃瓶中，加入10 mL 羟基化试剂（1 mol/L 邻苯二甲酸酐-吡啶溶液，1 000 mL 溶液加4 g 咪唑），将盖子盖紧后置于100 ℃烘箱中反应70 min，每隔15 min 摇晃一次。待冷却至室温，加入10 mL 水搅拌10 min，然后加入20 mL 异丙醇（含10 g/L 酚酞指示剂），用1 mol/L 氢氧化钠标准溶液滴定至无色变为粉红色，相同操作进行不加样品的空白组测定，平行测定3 次，按式（4）计算羟值，结果取平均值。

式中C4为氢氧化钠浓度，mol/L；Vb2为空白组消耗的氢氧化钠标准溶液体积，mL；Vs4为样品消耗的氢氧化钠标准溶液体积，mL；ms4为实称样品量，g。

1.3.2 理化性能指标理论计算

1）理论双键含量（Theoretical Double Bond Content，DBt）：指理论上100 g 油脂分子中平均双键的物质的量。碘可以和双键定量加成，一个双键可以结合2 个碘原子，故利用IV 按式（5）可计算油脂的理论双键含量。

式中IV0为油脂分子的实测碘值，g/100g；254 为碘分子的摩尔质量，g/mol。

2）理论环氧基含量（Theoretical Oxirane Oxygen Content，OOt）：指理论上100 g 环氧油脂中环氧基的百分含量，根据双键和环氧基的关系按式（6）进行计算。

式中16 为氧原子的摩尔质量，g/mol。

3）理论羟值（Theoretical Hydroxyl Value，HVt）：不同方法制备的油脂基多元醇，其计算方法不同，EMAO-EtOH polyol 的理论羟值是假定环氧油脂中所有环氧基团都由乙醇完全开环情况下按式（7）进行计算。

式中OO0为环氧油脂的实测环氧基质量分数，%；56.1为KOH 的摩尔质量，g/mol。

MAO-CO/H2polyol 的理论羟值是假定油脂中所有双键都引入羟基的情况下按式（8）进行计算。

式中32 为MAO-CO/H2polyol 增加的官能团（-CH2OH 和-H）的摩尔质量，g/mol。

4）转化率（Conversion）：指反应原料转化的百分率，表明原料反应的程度，EMAO、MAO-CO/H2polyol的转化率按式（9）进行计算。

式中IV1为反应产物的实测碘值，g/100 g。

EMAO-EtOH polyol 的转化率按式（10）进行计算。

式中OO1为反应产物的实测环氧基质量分数，%。

5）选择性（selectivity）：指目标产物在总反应产物中的百分率，EMAO 的选择性按式（11）进行计算。

式中OOt为环氧油脂的理论环氧基质量分数，%。

MAO-CO/H2polyol 和EMAO-EtOH polyol 的选择性按式（12）进行计算。

式中HVt为油脂的理论羟值，mg/g；HV1为油脂基多元醇的实测羟值，mg/g。

1.3.3 仪器分析条件

油脂脂肪酸组成采用气质联用GC-MS QP2010S（日本Shimadzu 公司）检测，将油脂进行甲酯化后进行GC-MS 分析，氦气作载气，SHRX1-5MS 色谱柱（30 m×0.25 μm× 0.25 μm），柱温150 ℃，进样口温度300 ℃。程序升温条件：150 ℃下保持4 min 后以5 ℃/min升温至330 ℃，继续保持10 min。质谱条件：EI 离子源，能量70 eV，离子源温度200 ℃，传输线温度275 ℃，全扫描，扫描范围为35～500 m/z，溶剂延迟5 min。黏度测试采用AR 2 000 ex 流变仪（美国TA 公司），使用直径为40 mm 2º锥板夹具于25 ℃下进行测量。相对分子量由凝胶渗透色谱 GPC 仪进行测定，仪器Waters 515 泵（美国Waters 公司）、2410 示差折光检测器（美国Waters 公司）、SIL-20A/20AC 自动进样器（Shimadzu 公司，日本）、四根不同分子量测试范围（50，102，103 和 104Å）的 Phenogel TM5μ 凝胶 柱（30 mm×7.8 mm，美国 Phenomenex 公司）和一根Phenogel 保护柱（美国Phenomenex 公司）组成的柱系统，柱温30 ℃，四氢呋喃为流动相，流速1 mL/min，标准聚苯乙烯作参比，结果用Waters Millenium 软件进行数据分析与计算。红外光谱FTIR 分析由IR Affinity-1（Shimadzu 公司，日本）直接检测，无需制样。核磁共振NMR 分析由Bruker DPX-30（Bruker 公司，美国）进行检测，CDCl3作溶剂。

1.4 数据统计分析

采用SPSS 13.0 统计软件进行数据统计分析。所有理化性能指标测定和理论计算、黏度测试均至少重复3 次，结果以（平均值±标准差）表示。用单因素分析法进行差异性分析，使用Turkey 检验进行组间检验、校正，以α=0.05 作为检验水准，所有数据比较，P＜0.05 认为差异具有显著性意义。

2 结果与分析

2.1 理化性能和反应过程分析

理论双键含量是油脂双键改性反应中准确计算物料摩尔比的重要依据，根据测定的碘值计算微藻油脂的理论双键含量为0.35 mol/100 g。天然油脂的脂肪酸差异较大，GC-MS 分析可知微藻油脂的脂肪酸组成为91.1%油酸、5.7%亚油酸、1.8%棕榈酸和1.2%其他物质。结果表明微藻油脂中主要是以油酸为主的甘三酯，如图1所示，油酸仅在9，10 位有一个双键，与亚油酸等含有多个双键的脂肪酸相比，反应过程中的空间位阻较小，有利于原料的转化和目标产物的形成，因而反应过程易于控制。

图1 微藻油脂主要甘三酯结构和脂肪酸结构 Fig.1 Main triglyceride and fatty acid structures of microalgal oil(MAO)

以油脂为原料制备的生物基多元醇，理化指标碘值、酸值、羟值是评价产品质量的重要根据，理论指标理论双键含量、理论羟值、转化率、选择性对整个反应过程具有重要的指导作用。微藻油脂（MAO）、环氧化-开环法多元醇（EMAO-EtOH polyol）和氢甲酰化-加氢还原法多元醇（MAO-CO/H2polyol）的主要性能指标如表1 所示。

由表1 可知，2 种方法得到的多元醇，酸值均小于1 mg/g，实际羟值与理论羟值相差不大，原料转化率均可达到97%以上，EMAO-EtOH polyol 的产物选择性为86.74%，MAO-CO/H2polyol 的选择性达95%以上，反应具有很好的经济性。

为了更好地指导生产过程，有必要对反应机理进行探究，对于EMAO-EtOH polyol，根据环氧化-开环反应机理，如图2 所示，甲酸和过氧化氢在阳离子交换树脂Amberlite IR-120 H 催化作用下首先原位生成过氧甲酸，然后通过双环状过渡协同作用完成环氧化反应，由于环氧化合物很活泼，在酸作用下进一步与乙醇进行开环反应，得到多元醇。

环氧化反应在环氧油脂增塑剂的制备中备受关注，环氧大豆油已实现工业化生产。但传统环氧化反应过程多以浓硫酸、磷酸等无机酸为均相催化剂，极易引发副反应，且反应过程要求设备耐强酸腐蚀，反应后处理困难[22]。采用非均相催化剂Amberlite IR-120 H 阳离子交换树脂替代浓硫酸，MAO 的转化率达99.28%，EMAO 的选择性达93.92%，设备要求不高，催化剂过滤即可除去，极大提高了该反应的经济性。但环氧化反应体系中若有大量的甲酸和水，仍会引起副反应而降低环氧值，因此及时除去环氧反应过程中生成的水可在一定程度上提升环氧油脂的产品质量。

开环反应中，过量的醇会引发甘三酯的醇解而降低产物羟值；醇用量不足时，反应体系中含活性氢的水、醇均会引发环氧油脂开环聚合生成大分子支链低聚物，导致羟值降低[20]，因此，适宜的醇用量对于多元醇质量控制极为关键。

图2 油脂环氧-开环反应机理 Fig.2 Epoxidation-ring opening mechanism of oil

对于氢甲酰化-加氢还原法，首先利用油脂中的双键与合成气CO/H2在催化剂下生成多一个碳原子的醛，然后在镍催化下将醛基加氢还原成醇，反应机理如图3所示。

图3 油脂氢甲酰化反应机理 Fig.3 Hydroformylation mechanism of oil

催化剂在氢甲酰化反应中极为关键，在合成气存在下，[Rh(CO)2acac]与TPP 很快转化为RhH(CO)(PPh3)3，再进一步转化为活性物种RhH(CO)2(PPh3)2（a），脱去一个CO 分子后，（a）形成带一个空配位点的催化态（b），接着油脂配位到（b）的Rh 中心形成中间体（c），随后发生烯烃插入反应，生成油脂不饱和双键碳原子直接键接到Rh 中心的中间体（d），接下来CO 插入并与Rh 中心配位形成中间体（f），然后H2对中间体进行氧化加成，最后经还原消除反应生成微藻油脂的氢甲酰化产物，同时Rh 催化剂还原成活性催化态（b），完成一个催化循环[23]。接下来的催化加氢是一个吸附和脱附的过程，在海绵镍催化剂的表面，活性氢原子与活性的氢甲酰化产物作用，醛基被还原成相应的一级醇。

氢甲酰化-加氢还原法为非均相反应，原料利用率很高，转化率达97.60%，副产物少，选择性可达95.83%，催化剂过滤即可分离，溶剂廉价可回收，产品易分离且质量容易控制，具有很好的工业应用前景。

2.2 凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography )分析

通过对反应过程进行实时的GPC 分析，可以及时跟踪反应进程，较好地控制产品质量。由图4 可知，微藻油脂中除了甘三酯化合物，还有部分甘二酯化合物，其衍生物由于化合物结构中增加了官能团，分子量增加，保留时间发生了改变，分子量分布较窄。

图4 微藻油脂及衍生物凝胶渗透色谱结果 Fig.4 Gel permeation chromatography spectrum of microalgae oil and its derivates

MAO 甘三酯和甘二酯的保留时间分别为31.8 min和32.7 min，EMAO 在双键结构中加入了-O-后，由于相对分子质量变化不大，保留时间变化不明显。EMO-EtOH polyol 在双键结构中引入-OH 和-OCH2CH3，相对分子质量增加了约186，MAO-CO/H2polyol 在双键结构中引入-CH2OH 和-H，相对分子质量增加了约96，因此出峰时间明显缩短，表明产物相对分子质量增加。值得注意的是，EMO-EtOH polyol 在29.7 min 处的峰表明还有其他低聚物生成，表明醇用量不足引起EMAO 开环反应聚合生成大分子支链低聚物是导致 EMO-EtOH polyol 选择性较低的主要原因。因此，通过建立GPC分析方法，可以快速监控和优化反应过程，确保多元醇质量合格。

2.3 FTIR 分析

FTIR 分析可深入了解反应前后主要官能团的结构变化。由图5 可知，MAO 的FTIR 谱图中，3 001 cm-1为不饱和双键=C-H 伸缩振动吸收，2 920 cm-1、2 850 cm-1为饱和-C-H 伸缩振动，1 751 cm-1为酯基的-C=O 伸缩振动，1 462 cm-1为-CH3反对称变形和-CH2变形振动， 1 376cm-1为-CH3对称变形振动，1 237 cm-1、1 160 cm-1、1 092 cm-1为酯基中的C-O 伸缩振动，720 cm-1为-(CH2)n-(n＞4)的面内摇摆振动[20]。与MAO 的谱图相比，EMAO 谱图中的不饱和双键吸收峰消失，在826 cm-1、728 cm-1处出现了环氧键的吸收峰[22]，碘值和环氧值的变化也验证了这一结果，其他吸收峰基本保持不变。EMAO-EtOH polyol 和MAO-CO/H2polyol 在3 400 ～3 200 cm-1均出现了-OH的吸收峰，并且不饱和双键吸收峰消失，所不同的是EMAO-EtOH polyol 在1 103 cm-1处出现了仲羟基的C-O 吸收峰，MAO-CO/H2polyol 在1 043 cm-1处出现了伯羟基的C-O 吸收峰[21]。经试验表明，油脂原料的复杂性和组成分布的不均一性会对产品的色泽造成较大影响，MAO-CO/H2polyol 的色泽比 EMAO-EtOH polyol 深得多，不同批次的产品颜色也会有差异，对产品的理化性能指标却没有影响，然而不确定是否存在质量问题，因此，运用FTIR 分析方法对原料和产品进行分析，对于监控产品质量、查找产品质量问题的原因具有事半功倍的效果。

图5 微藻油脂及衍生物红外谱图 Fig.5 FTIR spectrum of MAO and its derivates

2.4 NMR 分析

产品的结构对其性能具有决定性作用，为了实现多元醇的有效利用，利用NMR 对其分子结构进行表征，结果如图6 所示。

结合氢谱和碳谱分析可知，MAO 氢谱中化学位移5.36 归属双键中的氢，化学位移2.01 是与双键相连的亚甲基氢特征信号，碳谱中化学位移129.94 归属双键中的碳，在环氧和多元醇衍生物的氢谱中关于双键的信号几乎消失，在碳谱中未出现，表明双键参与了反应；EMAO 氢谱中化学位移2.90 归属环氧键的氢，碳谱中化学位移57.36 归属环氧键中的碳，表明了环氧键的存在；EMO-EtOH polyol 氢谱中化学位移3.65 是与羟基相连的次甲基氢特征信号，碳谱中化学位移72.70 归属与羟基相连的碳，表明了仲羟基的存在，氢谱中化学位移3.49 归属乙氧基中的亚甲基氢，化学位移3.07 归属与乙氧基连接的次甲基氢，化学位移1.19 归属乙氧基中的端甲基氢，碳谱中化学位移82.67 归属与乙氧基连接的碳，化学位移65.92 归属乙氧基中亚甲基的碳，化学位移15.68 归属乙氧基中端基碳，表明了乙氧基的存在；MAO-CO/H2polyol 氢谱中化学位移3.53 归属所羟基相连的亚甲基氢，碳谱中化学位移65.59 归属与羟基相连的碳，化学位移40.51 归属与CH2OH 相连的碳，表明了伯羟基的存在。由于伯羟基比仲羟基具有更好的反应活性，可根据实际需求选择适当的方法制备多元醇。

图6 微藻油脂及其衍生物1H NMR 和 13C NMR 图谱 Fig.6 1H NMR and 13C NMR of microalgae oil and its derivates

3 结 论

微藻油脂的高值利用对中国新型油脂资源的开发意义重大，本通过环氧-开环法和氢甲酰化-加氢还原法将羟基引入甘油三酯结构中以制备生物基多元醇，提供了简单可靠的产品质量评价方法和快速的反应过程监测手段，得到以下结论：

1）理化指标测定和理论计算结果表明，环氧-开环法的原料转化率达99.30%，选择性为86.74%，氢甲酰化-加氢还原法的原料转化率达 97.60%，选择性为95.83%，2 种方法的原料利用率和产物选择性很高，具有极好的经济性，环氧-开环法除去环氧反应过程中生成的水、开环反应选择适宜的醇用量可提升产品质量。氢甲酰化-加氢还原法为非均相反应，产品易分离且质量容易控制，具有很好的工业应用前景。

2）通过结构表征深入分析多元醇的结构，可实现生产过程中实时监测和跟踪、产品质量控制等。

3）油脂的主要成分均为甘三酯结构，用于微藻油脂及其衍生物理化指标测定和理论指标计算方法、结构表征手段可适用于其他具有类似结构的油脂、环氧油脂、油脂基多元醇等。研究结果为油脂工业新产品的开发和工业化提供重要的参考。