[發(fā)明專利]一種以堿性離子液體為催化劑制備單脂肪酸甘油脂的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310495503.6
• 申請(qǐng)日: 2013-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN103540413A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅輝;范維玉;李陽;趙品暉;南國枝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): C11C3/02
• 分類號(hào): C11C3/02
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單脂肪酸甘油酯的制備方法，特別涉及一種采用堿性離子液體為催化劑制備脂肪酸單甘油酯的方法，屬于化學(xué)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

單脂肪酸甘油酯(Monoglycerides)，簡(jiǎn)稱單甘酯(MG)，是一種多元醇型非離子表面活性劑，廣泛用作食品、乳制品工業(yè)以及化妝品、牙膏和護(hù)發(fā)素等日用化學(xué)工業(yè)等方面的乳化劑和分散劑，還可在纖維整飾工藝中用作乳化劑，在聚乙烯、聚丙烯等中作抗靜電劑，是耗用量最大的脂肪酸酯類表面活性劑。另外，由于單甘酯具有良好的生物配伍性，在醫(yī)藥行業(yè)中也有著重要的應(yīng)用，如含有多不飽和脂肪酸(CLA、EPA、DHA)的單甘酯對(duì)心血管疾病具有預(yù)防作用。?

單甘酯的合成方法可以分為化學(xué)催化合成法和酶催化合成法。在工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的是化學(xué)催化合成法，包括直接酯化法和甘油解法兩種基本類型。直接酯化法是最早的合成單甘酯的方法，即脂肪酸和甘油在催化劑的作用下直接酯化生成甘油單、雙和三酸酯的混合物。如中國專利“一種甘油脂肪酸酯其制備方法”（授權(quán)公告號(hào)CN101691525B）公開的制備方法中，以脂肪酸和甘油為原料，采用碳酸鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉等強(qiáng)堿為催化劑，在反應(yīng)溫度為200～245℃下保溫酯化反應(yīng)40-90min，即可得到含有單甘酯的產(chǎn)物。由于這種強(qiáng)堿催化劑所需的反應(yīng)溫度較高，中國專利“一種甘油脂肪酸酯其制?備方法”（申請(qǐng)公布號(hào)CN102701966A）對(duì)催化劑進(jìn)行了改進(jìn)，采用N-烷基吡咯烷酮基團(tuán)甲基苯磺酸離子液體作為催化劑，在溫度為90～110℃下反應(yīng)2～4小時(shí)便可得到單甘酯。?

隨著硬脂酸等脂肪酸的價(jià)格日益上漲，采用直接酯化法的生產(chǎn)廠家明顯減少。而甘油解法是以油脂和甘油為原料，在催化劑的作用下進(jìn)行酯交換反應(yīng)生成單甘脂。由于油脂的價(jià)格相對(duì)較低，因此采用甘油解法可明顯降低生產(chǎn)成本。目前，甘油解法所采用的催化劑主要為氫氧化鈉或氫氧化鉀或乙醇鈉等堿性催化劑。如中國專利“一步法生產(chǎn)單脂肪酸甘油酯新工藝”（授權(quán)公告號(hào)CN86104493B）公開的方法中，以氫氧化鈉為催化劑，催化植物油脂和甘油進(jìn)行酯交換反應(yīng)而得到單甘酯。然而，油脂與甘油以及這些強(qiáng)堿的混溶性差，需要較高的反應(yīng)溫度較高和較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。另外，反應(yīng)完成后，需要加入硫酸或鹽酸等無機(jī)酸進(jìn)行中和，才能將堿性催化劑從產(chǎn)物中分離出去，這樣會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)工藝復(fù)雜、且會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，污染環(huán)境。?

因此，需要一種催化效率更高、易于與產(chǎn)物分離、環(huán)境友好的催化劑，以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝和降低生產(chǎn)成本。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是取代傳統(tǒng)的無機(jī)強(qiáng)堿催化酯交換反應(yīng)制備單脂肪酸甘油酯的方法，提供一種高效、環(huán)境友好的催化劑，在相對(duì)溫和的反應(yīng)條件下，催化油脂與甘油酯交換反應(yīng)制備單脂肪酸甘油酯的新方法，為單脂肪酸甘油酯的合成提供一條環(huán)境友好的工藝路線。?

一種以堿性離子液體為催化劑制備單脂肪酸甘油脂的方法，具體?的制備方法如下：?

1）將油脂和甘油以摩爾比1:3～8的比例加入到反應(yīng)釜中；?

2）加入占油脂重量2～12%的堿性離子液體作為催化劑；?

3）充入氮?dú)獗Ｗo(hù)；?

4）在120～200℃的條件下攪拌0.5～3小時(shí)；?

5）冷卻后，加入萃取劑，靜止分層；?

6）取經(jīng)過步驟5）后的上層相，減壓蒸餾脫除萃取劑，即得到單脂肪酸甘油酯；?

7）取經(jīng)過步驟5）后的下層相，用洗滌劑洗滌，去除下層相中多余的單脂肪酸甘油酯，洗滌劑后催化劑和甘油可循環(huán)使用。?

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述堿性離子液體的陰離子為：氫氧根、咪唑根、碳酸根、醋酸根或苯酚根。?

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述萃取劑為石油醚、己烷、氯仿、四氯化碳或甲苯。?

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述油脂為植物油脂或動(dòng)物油脂。?

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述步驟4）的反應(yīng)溫度為160℃。?

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述步驟4）的反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。?

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述植物油脂為：大豆油、菜籽油、棉籽油、葵花油、麻瘋樹油等。?

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述動(dòng)物油脂為豬油。?

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述步驟7）中的洗滌劑為石油醚或甲苯。?

本發(fā)明與傳統(tǒng)無機(jī)強(qiáng)堿催化的方法相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：?

（1）堿性離子液體的催化效率更高，可起到堿催化劑與相轉(zhuǎn)移催化劑的雙重作用，所需的反應(yīng)溫度較低、反應(yīng)時(shí)間較短；?