强酸性阳离子交换树脂催化合成高纯度低聚甘油

生物柴油产业的发展提供了大量潜在廉价甘油副产品。甘油可制备低聚甘油,应用于食品、化妆品、医药、日化等领域。该文以甘油和缩水甘油为原料,在强酸性阳离子交换树脂催化作用下合成低聚甘油。通过正交试验优化反应参数,研究反应温度、反应时间、催化剂种类及用量、底物摩尔比(甘油与缩水甘油摩尔比)对低聚甘油产量的影响。得到最优反应条件为:反应温度110℃、反应时间3 h、催化剂用量3 wt%(占底物总质量)、底物摩尔比1∶2。在此条件下低聚甘油的平均产率为69.22%。利用分子蒸馏对产物进行纯化,得到93.07%的高纯度低聚甘油产品。     

甘油钠催化大豆油甘油解制备单甘酯的研究

采用甘油钠催化大豆油甘油解制备单甘酯,对反应温度、反应时间、甘油钠添加量和底物物质的量比进行了研究,得到选定的反应条件是:反应温度175℃、甘油钠添加量(油重)为2.4％、底物物质的量比(大豆油和甘油)为1∶4和甘油解反应时间为2h,在此条件下,反应得到的甘油酯混合物中,单甘酯质量分数为53.1％.采用二级分子蒸馏纯化单甘酯产品,粗甘油酯在Ⅰ级分子蒸馏(140℃)除去游离脂肪酸和甘油;在Ⅱ级分子蒸馏(190℃)纯化单甘酯,得到纯度为93.0％的单甘酯产品,单甘酯回收率为96.8％.     

响应面试验优化单半乳糖基甘油棕榈酸酯的酶法合成工艺

以实验室自制的单半乳糖基甘油和游离棕榈酸为原料,在有机溶剂中以固定化脂肪酶Novozyme 435为催化剂,研究单半乳糖基甘油棕榈酸酯的合成条件。在单因素试验的基础上,以单半乳糖基甘油棕榈酸酯产率为响应值,确定酶添加量、底物物质的量比和反应时间作为影响合成反应的主要因素,进行响应面优化试验。获得单半乳糖基甘油棕榈酸酯的最佳合成条件为：丙酮为反应溶剂,脂肪酶Novozyme 435添加量12.93 mg/mL、底物物质的量比（单半乳糖基甘油-棕榈酸）1.00∶4.49、反应温度55 ℃、反应时间27.60 h,此时单半乳糖基甘油棕榈酸酯产率为90.17%。     

选择性合成高纯度甘油单硬脂酸酯

以硬脂酸甲酯和保护甘油的3-位羟基选择性地进行酯交换反应,再经过水解得到高纯度甘油单硬脂酸酯。探讨了除水方式、催化剂、反应温度、时间及原料配比对缩酮和酯交换反应的影响。合适的反应条件为:保护甘油与硬脂酸甲酯的摩尔比1.5∶1,催化剂K2CO3/硬脂酸甲酯1%(W/W),反应时间6 h,反应温度140℃。在较佳反应条件下产率达到91.2%。在酯交换反应后处理过程中选用乙酸乙酯代替乙醚做溶剂,提高了合成过程的可操作性。     

响应面法优化无溶剂体系磷脂酶A1催化酯化制备低聚甘油酯的研究

以工业油酸和低聚甘油为原料,经磷脂酶A1(Lecitase Ultra)催化酯化制备低聚脂肪酸甘油酯。利用响应面法优化实验条件,研究反应时间、反应温度、加酶量、加水量以及底物摩尔比值(工业油酸和低聚甘油摩尔比值)对其酯化率的影响。得出最佳反应条件为:反应温度45℃,加酶量1.6wt%(占底物总质量),加水量4wt%(占底物总质量),反应时间12h,底物摩尔比值为1:1。最佳条件下酯化反应平均酯化率可达到56.6%。采用HPLC-ESI质谱通过检测相对分子质量验证了部分低聚甘油酯产物的种类。     

非贵金属盐催化开环反应制备脂肪酸单甘酯的研究

月桂酸缩水甘油酯在非贵金属无机盐的催化作用下,经水解开环、冷却结晶纯化,可获得高纯度的月桂酸单甘酯产品。优化月桂酸单甘酯的合成反应条件,得出最佳条件为:反应溶剂乙腈,催化剂氯化铜,催化剂用量为月桂酸缩水甘油酯摩尔量的8%,反应时间24 h。将该合成及纯化方法应用于棕榈酸单甘酯和硬脂酸单甘酯的制备,并对纯化后的产品进行了傅里叶变换红外光谱和电喷雾电离质谱表征,结果表明该制备方法具有一定的普适性。     

碱性白土催化甘油三酯甘油解制备单甘酯的研究

为提高单甘酯的产率,采用自制碱性白土为固体碱催化剂催化甘油三酯甘油解制备单甘酯。通过XRD、FTIR对碱性白土进行了结构分析。同时采用4因素3水平的Box-Behnken实验设计和响应面以及matlab软件进行实验的条件优化。以自制碱性白土为催化剂时,适宜的反应条件为：反应时间为38.91min,反应温度为266.8℃,催化剂用量为0.981g/100g三酯,甘油与三酯的摩尔比为8.91。此时单甘酯产率为74.97%。此外,碱性白土较Ca(OH)₂具有产品颜色浅,二甘油含量少的优点。     

脂肪酶催化大豆色拉油甘油解合成单甘酯

研究了间歇反应条件下脂肪酶催化大豆色拉油甘油解制备单甘酯的过程,对三种商业酶和自制固定化脂肪酶进行了筛选,并对影响甘油解过程的溶剂效应和酶量因素进行了研究。采用了响应面分析方法对甘油解反应进行优化,以单甘酯百分含量为响应值,对底物摩尔比、初始含水量、温度这三个因素的重要性做了适当评价,并给出了拟和良好、回归显著、可靠性较好的经验性模型方程。优化条件为:反应温度46℃,初始水质量分数4%(相对于大豆色拉油),底物甘油与豆油摩尔比为3.7∶1,固定化酶用量质量分数5%(相对于大豆色拉油),反应时间30h,单甘酯最高转化率为74.04%。     

溶剂体系下碱催化豆油甘油解制备甘二酯的研究

本研究以大豆油和甘油为底物,在溶剂体系下,以甲醇钠为催化剂进行甘油解制备甘二酯。详细讨论了反应时间、底物比、催化剂用量、溶剂用量等因素对甘油解反应的反应速度及产率的影响。研究表明：在一定范围内,增大底物比、催化剂用量和溶剂用量能使反应速度加快,提高甘二酯的产率。     

酶法合成共轭亚油酸单甘酯的研究

采用脂肪酶G50(来源于Penicillium camembertii)作为生物催化剂,催化共轭亚油酸(CLA)和甘油酯化生成共轭亚油酸单甘酯(MAG)。研究了在无溶剂体系中,底物摩尔比、酶加量、体系含水量、反应温度和反应时间对产物中MAG含量和CLA酯化率的影响。结果表明,最佳反应条件为:底物摩尔比n(甘油)∶n(CLA)=4∶1,加酶量300U/g(基于反应底物总质量),体系含水量1%,反应温度15℃,反应时间24h。在最佳反应条件下,CLA的酯化率达到84.98%,MAG的含量为68.40%,共轭亚油酸双甘酯(DAG)含量为16.58%。通过分析产物的脂肪酸组成,发现Penicillium脂肪酶G50对CLA异构体没有拆分效果。     

二月桂酸甘油酯的合成及性能研究

以月桂酸钠和环氧氯丙烷为起始原料,在相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵作用下,经过两步反应,合成了二月桂酸甘油酯。条件试验结果表明:月桂酸钠与环氧氯丙烷的摩尔比为1∶2、十六烷基三甲基溴化铵用量为月桂酸钠的0.5%、反应温度110℃、反应时间2h,缩水月桂酸甘油酯的产率可达86%;缩水月桂酸甘油酯与月桂酸的摩尔比约为1∶2、反应温度110℃、反应时间1.5h,最高产率为63%。     

酸性离子交换树脂催化制备1（3）-对甲氧基肉桂酸甘油一酯

研究了在离子交换树脂催化作用下,对甲氧基肉桂酸与甘油酯化反应得到具有较好亲水性的对甲氧基肉桂酸甘油一酯,并对反应条件进行优化。然后对产物进行紫外光谱扫描、液相色谱分析与~1H NMR核磁共振检测。结果表明:在反应温度130℃、对甲氧基肉桂酸与甘油摩尔比1∶10、催化剂amberlyst~15-离子交换树脂用量(基于对甲氧基肉桂酸质量)20%、反应时间3 h条件下,对甲氧基肉桂酸甘油一酯产率最高,可达69.63%,对甲氧基肉桂酸的转化率为91.91%。产物在280~320 nm波段吸收效果很好。经柱层析分离后,产物纯度在99.2%以上。经~1H NMR核磁共振检测,确定了1(3)-对甲氧基肉桂酸甘油一酯的分子结构。     

维生素E油酸酯的合成研究

以维生素E及油酸为原料,乙酸酐为共反应剂,三乙胺为催化剂合成了维生素E油酸酯。讨论了原料配比、催化剂用量、反应温度和反应时间等4个因素对维生素E油酸酯产率的影响,并采用TLC和HPLC法对产品进行分析。结果表明,最佳合成工艺为维生素E与中间体的摩尔配比为1∶2.0,催化剂用量0.15 mL,反应时间5 h,反应温度为40℃,在此条件下反应产率为31.94%。     

硼酸双甘油酯硬脂酸酯的合成研究

以硼酸、甘油为原料,在氮气保护下合成硼酸双甘油酯,然后在强酸性阳离子交换树脂催化下与硬脂酸反应合成出具有半极性键的有机硼酸酯表面活性剂,并用红外光谱确定了产物结构.实验结果表明:硼酸与甘油的摩尔比为1∶2.0、反应温度为180℃、反应时间为4h时,硼酸双甘油酯的收率为96.0%;硼酸双甘油酯与硬脂酸的摩尔比为1∶0.9、反应温度为200℃、反应时间为3.5h、催化剂用量(相对于硬脂酸的质量)为2.0%时,硬脂酸转化率为96.4%.该合成工艺具有酸转化率高、后处理简单等优点.     

离子液体-甲苯溶剂体系中酶催化合成阿魏酰丁酸酯

以三丁酸甘油酯和阿魏酸乙酯为原料,采用酶催化方法合成阿魏酰丁酸酯,通过单因素实验和正交实验研究溶剂体系、脂肪酶种类、溶剂配比、底物(三丁酸甘油酯与阿魏酸乙酯)摩尔比、反应温度、反应时间对阿魏酰丁酸酯转化率的影响,优化反应条件。结果表明:合成阿魏酰丁酸酯的最佳反应条件为脂肪酶Novozym 435为催化剂,酶添加量50 mg/m L,[EMIM][TF2N]-甲苯溶剂体系,[EMIM][TF2N]与甲苯质量体积比1∶1,反应温度50℃,底物摩尔比3∶1,反应时间6 d。在最佳反应条件下,阿魏酰丁酸酯转化率达76.24%。     

中心组合设计优化红花油脂肪酸单甘酯的合成条件

采用中心组合设计法研究了合成红花油脂肪酸单甘酯的三个关键因子:碱催化剂用量wt%、反应温度℃、甘油与红花油的摩尔比对其产率的影响,得到了三因子与单甘酯产率的回归方程以及三因素之间相互作用的响应面图。优化结果表明,碱催化剂用量为0.142%、反应温度194.3℃、甘油与红花油摩尔比3.05时,红花油脂肪酸单甘酯产率可达64.8%,比正交实验结果(62.54%)提高3.6%。     

固体超强酸催化合成月桂酸单甘酯的研究

以固体超强酸Nafion-H为催化剂,研究无溶剂条件下月桂酸和甘油直接酯化合成月桂酸单甘酯。考察了影响合成月桂酸单甘酯的因素,实验结果表明反应最适宜工艺条件为:月桂酸/甘油物质的量比为1∶2.5,反应温度为190℃,反应时间为2 h,催化剂为月桂酸和甘油总质量的1.5%,月桂酸单甘酯含量达到64.1%。催化剂无须任何处理即可重复使用,有好的工业应用前景。     

响应面优化酶促油酸甘油酯化制备甘三酯工艺的研究

采用响应面法对脂肪酶Novozym 435在无溶剂体系中催化甘油和油酸酯化反应合成甘三酯的反应条件进行了研究。结果表明:底物摩尔比、反应时间、反应温度和加酶量都对甘三酯的含量有影响(p<0.05),其中底物摩尔比影响最为显著(p=0.0104)。经过响应面优化得到的最佳反应条件为:底物摩尔比(油酸∶甘油)2.92∶1,反应时间12 h,反应温度98℃,加酶量(以占油酸和甘油总质量的百分比计)2.96%。在最优条件下,甘三酯含量可达到90.88%±1.56%,酯化度达到93.09%±1.42%。      

硬脂酸三乙醇胺酯的合成及分析研究

利用正交试验优化了硬脂酸三乙醇胺酯的合成工艺:反应温度160℃、反应时间6 h、n(硬脂酸)∶n(三乙醇胺)=1.4∶1,催化剂用量0.1%(对反应物质量).以V(氯仿)∶V(甲醇)=25∶1的混合溶剂作为柱层析的洗脱剂,成功分离出高纯度的三酯、双酯和单酯,并利用高效液相色谱(HPLC)、红外光谱(IR)及质谱(MS)对其进行了定性分析.     

α-亚麻酸单甘酯的合成工艺研究

在溶剂体系中,以亚麻籽油和甘油为反应底物,Lipozyme435为催化剂,制备富含α-亚麻酸的单甘酯,采用单因素实验与响应面分析法考察了制备过程中底物摩尔比、反应时间、油醇比、加酶量和反应温度对单甘酯得率的影响。结果表明,反应的最佳条件为底物摩尔比（亚麻籽油：甘油）=1：3,油醇比为39.66%,加酶量6.01wt%,反应温度为56.11℃,反应时间为10.48 h。在此反应条件下反应所得产物中单甘酯含量约达71.1%,经检验单甘酯中α-亚麻酸的含量达51.36%。