一种用超临界CO₂为溶解剂氢化大豆磷脂的方法

专利名称：一种用超临界CO₂为溶解剂氢化大豆磷脂的方法
技术领域：
本发明涉及一种大豆磷脂加氢的反应方法。
背景技术：
磷脂作为一种生命的基础物质，普遍存在于动植物细胞的原生质和细胞膜 中。纯净的磷脂为白色蜡状固体，在低温下易结晶、吸水膨胀。由于天然磷脂 分子中脂肪酸含有较多的不饱和双键，因而很不稳定，在空气中易氧化酸败， 使颜色变深且产生难闻气味，限制了磷脂在化妆品、食品添加剂和医药行业里 的应用。目前大豆磷脂产品存在色泽深、有异味、产品不稳定、易氧化等缺点， 需要对其进行改性后才能在更广的领域内使用。改性的方法有水解、磺化、羟 化、酰化、氢化及复配技术等，但这些改性方法需要添加许多化学试剂后才能 达到理想状态，溶剂残留较多，因此急需发明一种新型改性的方法。该发明不 是用化学试剂作为溶解剂，而是以C02为溶剂进行加氢反应的，反应速度快，
没有产生异构体的时间，可生产出应用范围更广的氢化磷脂产品。
氢化是磷脂改性的方法之一，原有的氢化机理是固-液-气三相体系中，氢 在三相体系中扩散到催化剂表面处，被催化剂活性中心吸附，形成表面吸附态 氢，组成磷脂的不饱和脂肪酸链遇到吸附态氢，发生氢化反应，从而得到氢化
产品。在体系的加成反应过程中，H2供给速度过慢，少量磷脂分子被催化剂
活化中心吸附，形成吸附态磷脂。吸附态磷脂与活化态氢相遇，易发生异构化 反应，磷脂中的脂肪酸易生成反式脂肪酸脂。而且此反应是通过化学试剂溶解 磷脂，再进行氢化，氢化反应结束后，用旋转蒸发将溶剂蒸出，但用于溶解磷 脂的化学试剂不可能全部蒸发除去，从而有微量的残留，长期服用对人体不利， 而且该产品不能应用到医药行业中。

发明内容
本发明为了解决现有氢化方法中易发生异构化反应，生成反式脂肪酸脂的
问题，以及残留有害物质的弊端，而提出了一种用超临界C02为溶解剂氢化
大豆磷脂的方法。
4本发明的步骤如下-
步骤一反应前的处理在不锈钢高压釜中加入5g磷脂样品，同时加入
磷脂的3% 7%的Pd/C催化剂，再加入搅拌磁珠；
步骤二试漏向不锈钢高压釜中注入3 5MPa的C02气体，进行试漏； 步骤三置换气体用C02置换不锈钢高压釜中的空气3 5次，其压力
小于4MPa;
步骤四充CCV.向不锈钢高压釜中充入C02气体，压力为7 9MPa，
使其在反应温度下处于超临界状态；
步骤五充Hy再向不锈钢高压釜中充入H2，总压力为12 14MPa;
步骤六二次试漏将充入气体的不锈钢高压釜进行二次试漏；
步骤七加热采用加热器对不锈钢高压釜进行加热，加热温度升至到
120 140°C，加热时间为L5 2h;
步骤八进行反应在恒温恒压的条件下开动磁力搅拌，搅拌转速为50
80转/分，反应时间为2 3h;
步骤九反应结束反应结束后使不锈钢高压釜冷却至室温，降温时间为
1.5 2h，放出气体，打开不锈钢高压釜，加入无水乙醇，将产物溶解，取出
反应产物；
步骤十反应后的处理采用离心分离机除去Pd/C催化剂，然后旋转蒸 发除去无水乙醇，降至室温，得到最终产物。
本发明中的溶解剂是超临界C02流体，C02在临界点以上的一定温度和压 力下是介于气体和液体之间的流体。其流体行为与气体相似，由于H2能与超 临界C02流体混溶，减弱了从气相到超临界相的传质阻力，也就是固-液-气三
相体在超临界C02体系里，使H2在超临界C02体系里扩散溶解，氢溶解扩散
速度加快，H2供给量充足，被催化剂活性中心活化变成活化态氢，从而快速 形成活化态氢，不易发生异构化反应，与组成磷脂的不饱和脂肪酸链分别发生 氢化反应，也就是三烯酸脂氢化后变成二烯酸脂；同时二烯酸脂(包括新生成 的)氢化变成单烯酸脂，单烯酸脂(包括新生成的)氢化后变成饱和酸脂，使 反应的时间縮短。在整个氢化过程中没有有害溶剂加入，从而避免了有害溶剂 残留的问题。本发明使氢化后的磷脂氢化稳定性得以提高，改善其抗氧化性，拓宽其应用领域，可用于脑磷脂，粉末磷脂，卵磷脂-70，卵磷脂-90等。采用 本发明的方法来进行氢化碘值为90 95的大豆卵磷脂，最终得到氢化大豆卵 磷脂的碘值为40 50。
具体实施例方式
具体实施方式
一本实施方式的步骤如下
步骤一反应前的处理在不锈钢高压釜中加入5g磷脂样品，同时加入
磷脂的3% 7%的Pd/C催化剂，再加入搅拌磁珠；
步骤二试漏向不锈钢高压釜中注入3 5MPa的C02气体，进行试漏； 步骤三置换气体用C02置换不锈钢高压釜中的空气3 5次，其压力
小于4MPa;
歩骤四充C02:向不锈钢高压釜中充入C02气体，压力为7 9MPa， 使其在反应温度下处于超临界状态；
步骤五充Hy再向不锈钢高压釜中充入H2，总压力为12 14MPa;
步骤六二次试漏将充入气体的不锈钢高压釜进行二次试漏；
步骤七加热采用加热器对不锈钢高压釜进行加热，加热温度升至到
120 140°C，加热时间为1.5 2h;
步骤八进行反应在恒温恒压的条件下开动磁力搅拌，搅拌转速为50
80转/分，反应时间为2 3h;
步骤九反应结束反应结束后使不锈钢高压釜冷却至室温，降温时间为
1.5 2h，放出气体，打开不锈钢高压釜，加入无水乙醇，将产物溶解，取出 反应产物；
步骤十反应后的处理采用离心分离机除去Pd/C催化剂，然后旋转蒸 发除去无水乙醇，降至室温，得到最终产物。
本实施方式中采用的设备为DF-101s集热式恒温加热磁力搅拌器， LD4-2A低速离心机，150mL高压反应釜，旋转蒸发仪。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同点在于Pd/C催化 剂含5%的Pd，其它组成和步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同点在于步骤四中充
6入C02气体的压力为7.5 8.5MPa。其它组成和步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同点在于步骤四中充 入C02气体的压力为8MPa。其它组成和步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一不同点在于步骤五中 C02和H2的总压力为12.5 13.5MPa。其它组成和步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一不同点在于步骤五中 C02和H2的总压力为13MPa。其它组成和步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一不同点在于步骤七中的 加热温度升至到120 M0。C，加热时间为2h。其它组成和步骤与具体实施方 式一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一不同点在于步骤七中的 加热温度升至到135°C，加热时间为1.5h。其它组成和步骤与具体实施方式
一 相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
一不同点在于步骤八中的 反应时间2.2 2.8h。其它组成和步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
一不同点在于步骤八中的 反应时间2.5h。其它组成和步骤与具体实施方式
一相同。
权利要求
1、一种用超临界CO2为溶解剂氢化大豆磷脂的方法，其特征在于它的步骤如下步骤一反应前的处理在不锈钢高压釜中加入5g磷脂样品，同时加入磷脂的3％～7％的Pd/C催化剂，再加入搅拌磁珠；步骤二试漏向不锈钢高压釜中注入3～5MPa的CO2气体，进行试漏；步骤三置换气体用CO2置换不锈钢高压釜中的空气3～5次，其压力小于4MPa；步骤四充CO2向不锈钢高压釜中充入CO2气体，压力为7～9MPa，使其在反应温度下处于超临界状态；步骤五充H2再向不锈钢高压釜中充入H2，总压力为12～14MPa；步骤六二次试漏将充入气体的不锈钢高压釜进行二次试漏；步骤七加热采用加热器对不锈钢高压釜进行加热，加热温度升至到120～140℃，加热时间为1.5～2h；步骤八进行反应在恒温恒压的条件下开动磁力搅拌，搅拌转速为50～80转/分，反应时间为2～3h；步骤九反应结束反应结束后使不锈钢高压釜冷却至室温，降温时间为1.5～2h，放出气体，打开不锈钢高压釜，加入无水乙醇，将产物溶解，取出反应产物；步骤十反应后的处理采用离心分离机除去Pd/C催化剂，然后旋转蒸发除去无水乙醇，降至室温，得到最终产物。
2、 根据权利要求1所述的一种用超临界C02为溶解剂氢化大豆磷脂的方 法，其特征在于Pd/C催化剂含5%的Pd。
3、 根据权利要求1所述的一种用超临界C02为溶解剂氢化大豆磷脂的方 法，其特征在于步骤四中充入C02气体的压力为7.5 8.5MPa。
4、 根据权利要求1所述的一种用超临界C02为溶解剂氢化大豆磷脂的方 法，其特征在于步骤四中充入C02气体的压力为8MPa。
5、 根据权利要求1所述的一种用超临界C02为溶解剂氢化大豆磷脂的方 法，其特征在于步骤五中C02和H2的总压力为12.5 13.5MPa。
6、 根据权利要求1所述的一种用超临界C02为溶解剂氢化大豆磷脂的方法，其特征在于步骤五中C02和H2的总压力为13MPa。
7、 根据权利要求1所述的一种用超临界C02为溶解剂氢化大豆磷脂的方 法，其特征在于歩骤七中的加热温度升至到125°C 135°C，加热时间为2h。
8、 根据权利要求1所述的一种用超临界C02为溶解剂氢化大豆磷脂的方 法，其特征在于步骤七中的加热温度升至到135°C，加热时间为1.5h。
9、 根据权利要求1所述的一种用超临界C02为溶解剂氢化大豆磷脂的方 法，其特征在于歩骤八中的反应时间2.2 2.8h。
10、 根据权利要求1所述的一种用超临界C02为溶解剂氢化大豆磷脂的 方法，其特征在于步骤八中的反应时间2.5h。
全文摘要
一种用超临界CO₂为溶解剂氢化大豆磷脂的方法。本发明涉及大豆磷脂加氢的反应方法。它解决了现有氢化方法中易发生异构化反应，生成反式脂肪酸脂的问题，以及残留有害溶剂的弊端。本发明的步骤如下将磷脂样品放入到釜中并加一定量的催化剂和磁珠，之后试漏；向釜中充入CO₂达到超临界状态后再通入H₂直至12～14MPa；加热升温，反应完成后，冷却至室温，将反应物溶解，经离心分离和旋转蒸发后得到产品。本发明采用了超临界流体CO₂为溶剂进行加氢反应，由于H₂能与超临界CO₂流体混溶，减弱了从气相到超临界相的传质阻力，使氢化后的磷脂氢化稳定性得以提高，改善其性质，拓宽其应用领域。在整个氢化过程中没有有害溶剂加入，从而避免了有害溶剂残留的问题。
文档编号C07F9/00GK101423530SQ200710144518
公开日2009年5月6日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者于殿宇, 宋玉卿, 智 张, 张秀玲, 朱秀清, 江连洲, 瑾 王 申请人:东北农业大学