专利名称：一种以紫苏子为原料制取高纯度α-亚麻酸的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业化不饱和脂肪酸的制备方法，更具体地说是一种以紫苏子为原料制取高纯度α-亚麻酸的生产工艺。
背景技术：
α -亚麻酸属ω -3系列不饱和脂肪酸，是人体必需的不饱和脂肪酸之一，人体自身不能合成，只能从外界摄取。α-亚麻酸可以有效地降低高血脂和高血压，抑制血栓素的形成，减轻动脉硬化，防治心血管疾病等；还能抑制肝脏合成脂肪酸和脂蛋白，改变血液粘度，扩张血管，抑制血小板凝集；并且还具有抗癌、抗衰老、增强智力，保护心脏等作用。鉴于 α -亚麻酸的重要性和人类普遍摄入不足的状况，世界卫生组织和联合国粮农组织建议专项补充α-亚麻酸。α-亚麻酸酸陆地资源十分稀缺，紫苏籽油被认为是富含α-亚麻酸的最好的原料，其α-亚麻酸含量高达50% 60%。乙酯的存在形式较游离酸稳定，便于大规模生产和使用。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的不足，加以改进，提供一种以紫苏子为原料、可规模生产的制取高纯度的α-亚麻酸的方法。本发明的主要技术方案首先将紫苏油进行皂化反应，提取混合脂肪酸，再尿素包合，浓缩分离得到90%左右的粗α-亚麻酸；然后酯化、柱层析分离、冷冻结晶得到纯度为 95%以上的α-亚麻酸酯；最后对亚麻酸酯进行皂化反应，制得α-亚麻酸，再经进一步分子蒸馏提高纯度(最高可达99% )。本发明的制备方法包括以下过程1、榨油和过滤将紫苏籽采用机械冷榨工艺榨取紫苏油，将紫苏油中的固体杂质滤出。2、皂化反应将5 10%的NaOH或KOH乙醇水溶液与亚麻油混合均勻，在10 50°C皂化反应10 50小时，皂化率不低于85%。再加水稀释，用稀硫酸酸化至酸性，分离出油层，萃取剂提取，然后水洗、干燥、过滤，得到混合脂肪酸。所述的亚麻油与NaOH重量比为1 0. 1 0.3，所述的乙醇与水的重量比为100 20 10 80 ；所述的萃取剂为有机萃取剂或无机萃取剂。3.尿素包合将10 30%的尿素醇溶液与步骤( 制的混合脂肪酸在50°C下直至混合物完全溶解，降到25°C后，再于4 8小时内使混合物料由25°C缓慢降至_10°C，析出结晶，然后过滤，用石油醚洗涤结晶，蒸发滤液回收溶剂，得α-亚麻酸粗品。所述的混合脂肪酸与尿素酶溶液的重量比为1 10 25;所述的醇包括甲醇或乙醇，醇与尿素的重量比为1 1. 5 4。4.酯化处理将1重量份α -亚麻酸粗品、1 3重量份的醇和0. 5 0. 2重量份浓硫酸混合均勻，于40 80°C酯化反应10 40小时，加水稀释，有机层用稀NaOH溶液洗两次后再用水洗两次，然后石油醚提取，过滤后蒸发除去溶剂，在220 M0t、6mmHg下减压蒸馏，得到粗α-亚麻酸酯。所述的醇包括甲醇或乙醇。5.柱层析分离将步骤(4)制取的粗α -亚麻酸酯溶于60 80°C石油醚中，将其通过含6 20% AgNO3的硅胶(70 100目)的不锈钢柱子，柱子的长度和直径分别为 30 50cm和4 5cm，淋洗液冲洗，收集流出液，蒸发除去溶剂，得到含99%以上的α -亚麻田酯。分离酸所用的淋洗液为石油醚和乙酸乙酯混合液，其体积比为90 10 50 50， 或者甲酸与水混合液，其体积比为20 80 70 30;分高酯所用的淋洗液为石油醚，柱层析分离按常规方法处理。6.皂化提纯将步骤(5)得到的α -亚麻酸酯3重量份与0. 2 0. 3重量份NaOH 及5 10重量份的乙醇混合均勻，在情性气体的保护下，于30 75°C下搅拌皂化反应5 24小时后加入5 10重量份石油醚和20 30重量份的水，振荡，水层在情性气体保护下用稀盐酸中和至PH为4 5，再用石油醚萃取，萃取液经水洗、干燥、蒸发除去溶剂得到淡黄色溶液，最后经分子蒸馏即得到无色透明的α-亚麻酸。本发明的主要优点本发明由于采用α -亚麻酸粗品酯化中间过程，可将α -亚麻酸的纯度由90%增至95%以上；由于柱层析是采用α-亚麻酸酯含量较高的混合酯，同时又采用硅胶填料柱，可有效地将α -亚麻酸酯和其它物质分离开，保证得到含量在99%以上的α-亚麻酸脂。再经皂化反应即可得高纯度的α-亚麻酸，过去往层析分离只是实验室得到较少的纯的化学物质，而本发明的方法对传统的柱层析分离技术进行了改进完善， 效率大大提高，满足工业化生产需要。总之，本发明具有纯度高、成本低、适合规模化生产的优点。下面通过实施例对本发明做进一步说明。
具体实施例方式实例1 本实例制取高纯度的α -亚麻酸制备过程如下(1)混合脂肪酸的制备在10升三口烧瓶中，加入紫苏子油1.2^(g、185g氢氧化钠和5000ml无水乙醇，搅拌混合均勻，继续于室温搅拌6小时以上。次日将反应混合物溶于5升温水中，于氮气保护下，用800ml的1 1硫酸酸化，分层，有机层用热水洗，用无水硫酸钠干燥得混合脂肪酸。(2)粗亚麻酸的制备在10升三口烧瓶中，分别加入95%乙醇4500ml、尿素1250g 和混合脂肪酸500ml，搅拌混合均勻至完全溶解，逐级冷却析出结晶过滤，用正己烷洗涤结晶，蒸发滤液除去溶剂，残余物为亚麻酸粗品；(3) α-亚麻酸甲酯的制备在250ml三口烧瓶中，将粗亚麻酸33g、甲醇5g和硫酸 2ml混合，回流搅拌反应6小时以上，反应结束后，加水冲稀，用石油醚(60 90°C)提取， 水洗、干燥、过滤，蒸发除去溶剂，减压蒸馏得淡黄色液体。(5) α -亚麻酸甲酯的纯化工艺将12g粗α -亚麻酸甲酯溶于少量石油醚(30 60°C)中，经过一个填充含Ag+的(70 100目)硅胶的柱子(50cmX4m)，收集流出液蒸发除去溶剂得6g含量在99%以上的α-亚麻酸甲酯，真空蒸馏得无色液体，α-亚麻酸甲酯含量在995%以上。
(6) α -亚麻酸的制备将α -亚麻酸甲酯9g、无水乙醇40ml和氢氧化钠1. 4g混合，在氮气氛下搅拌反应10小时以上，冲入IOOml水中，用石油醚萃取，用1 1盐酸酸化， 氮气氛下，再用石油醚萃取三次，合并石油醚萃取液，以水洗净，用无水Na2SO4干燥，蒸发除去溶剂，得淡黄色α -亚麻酸5. 5g，含量为99%。利用分子蒸馏装置进行真空蒸馏，α-亚麻酸在150 160°C、5mmHg下被蒸出，含量达99%。实例2:取亚麻油0. 1 升，95% 乙醇 5000ml，水 500ml，NaOH !35g，在 50°C _60°C下，反应 20 小时，然后按实例1处理条件，得混合脂肪酸60ml。取95%甲醇400ml，尿素120g及上述制备的混合脂肪酸60ml，按照实例1所给相同方法处理得25ml α -亚麻酸粗品，含量为90%。将α -亚麻酸粗品25ml和乙醇60g混合，加入1. Oml浓H2SO4,回流搅拌反应40小时，反应完毕。按照实例1方法处理得α-亚麻酸乙酯20ml，含量96.5%。将上述α -亚麻酸乙酯与NaOH乙醇80ml (含2. 8g NaOH)混合均勻，按照实例1 方法处理得α -亚麻酸16ml，含量96. 9 %。实例3 取按实例1所制备的α -亚麻酸乙酯用于下面步骤将20^AgNO3硅胶300g QOO目左右)填充在45cmX 3. 5cm(id)不锈钢管内，上端放置α-亚麻酸乙酯10g，以石油酸为淋洗液收集第三个组份，蒸发除尽溶剂后得α-亚麻酸乙酯8g，含量99. 5 %，将其按照实例1最后一步处理得α -亚麻酸7g，含量99. 5 %。
权利要求
1.一种以紫苏子为原料制取高纯度α-亚麻酸的生产工艺，其特征在于制备过程包括以下步骤(1)将紫苏籽采用机械冷榨工艺榨取紫苏油，将紫苏油中的固体杂质滤出。(2)将5 10%的NaOH或KOH乙醇水溶液与亚麻油混合均勻，在10 50°C皂化反应 10 50小时，皂化率不低于85%。再加水稀释，用稀硫酸酸化至酸性，分离出油层，萃取剂提取，然后水洗、干燥、过滤，得到混合脂肪酸。所述的亚麻油与NaOH重量比为1 0. 1 0.3，所述的乙醇与水的重量比为100 20 10 80。(3)将10 30%的尿素醇溶液与步骤( 制的混合脂肪酸在50°C下直至混合物完全溶解，降到25°C后，再于4 8小时内使混合物料由25°C缓慢降至_10°C，析出结晶，然后过滤，用石油醚洗涤结晶，蒸发滤液回收溶剂，得α-亚麻酸粗品。所述的混合脂肪酸与尿素酶溶液的重量比为1 10 25;所述的醇包括甲醇或乙醇，醇与尿素的重量比为 1 1. 5 4。(4)将步骤(3)制取的1重量份α-亚麻酸粗品、1 3重量份的醇和0. 5 0. 2重量份浓硫酸混合均勻，于40 80°C酯化反应10 40小时，加水稀释，有机层用稀NaOH溶液洗两次后再用水洗两次，然后石油醚提取，过滤后蒸发除去溶剂，在220 M0t、6mmHg下减压蒸馏，得到粗α-亚麻酸酯。所述的醇包括甲醇或乙醇。(5)将步骤(4)制取的粗α-亚麻酸酯溶于60 80°C石油醚中，将其通过含6 20% AgNO3的硅胶(70 100目)的不锈钢柱子，柱子的长度和直径分别为30 50cm和4 5cm，淋洗液冲洗，收集流出液，蒸发除去溶剂，得到含99%以上的α-亚麻田酯。分离酸所用的淋洗液为石油醚和乙酸乙酯混合液，其体积比为90 10 50 50，或者甲酸与水混合液，其体积比为20 80 70 30;分高酯所用的淋洗液为石油醚，柱层析分离按常规方法处理。(6)将步骤(5)得到的α-亚麻酸酯3重量份与0. 2 0. 3重量份NaOH及5 10重量份的乙醇混合均勻，在情性气体的保护下，于30 75°C下搅拌皂化反应5 M小时后加入5 10重量份石油醚和20 30重量份的水，振荡，水层在情性气体保护下用稀盐酸中和至PH为4 5，再用石油醚萃取，萃取液经水洗、干燥、蒸发除去溶剂得到淡黄色溶液，最后经分子蒸馏即得到无色透明的α-亚麻酸。
2.按照权利要求1所述的一种以紫苏子为原料制取高纯度α-亚麻酸的生产工艺，其特征在于步骤( 所述的萃取剂有机萃取剂包括石油醚，无机萃取剂为5 15% NaOH 或KOH水溶液。
3.按照权利要求1所述的一种以紫苏子为原料制取高纯度α-亚麻酸的生产工艺，其特征在于步骤C3)所述的醇包括甲醇、乙醇或异丙醇，醇与尿素的重量比为为1 1. 5 4。
4.按照权利要求1所述的一种以紫苏子为原料制取高纯度α-亚麻酸的生产工艺，其特征在于步骤(4)所述的醇包括甲醇、乙醇。
5.按照权利要求1所述的的方法，其特征在于步骤(5所述的淋洗液分离酸的淋洗液为石油醚和乙酸乙酯的体积比为90 10 50 50的混合液、或者甲醇和水的体积比为20 80 70 30的混合液；分离酯所用的淋洗液为石油醚。
全文摘要
本发明涉及一种以紫苏子为原料制取高纯度α-亚麻酸的生产工艺。其特点是将紫苏子油溶于乙醇水溶液中皂化反应，得到混合脂肪酸，然后尿素包合，缓慢降温和蒸发浓缩，再依次经酯化、柱层析分离，本实例制取高纯度的α-亚麻酸制备过程，通过；混合脂肪酸的制备，粗亚麻酸的制备，α-亚麻酸甲酯的制备，α-亚麻酸甲酯的纯化工艺，α-亚麻酸的制备，将α-亚麻酸甲酯9g、无水乙醇40ml和氢氧化钠1.4g混合，在氮气氛下搅拌反应10小时以上，冲入100ml水中，用石油醚萃取，用1∶1盐酸酸化，氮气氛下，再用石油醚萃取三次，合并石油醚萃取液，以水洗净，用无水Na2SO4干燥，蒸发除去溶剂，得淡黄色α-亚麻酸5.5g，含量为99％。利用分子蒸馏装置进行真空蒸馏，α-亚麻酸在150～160℃、5mmHg下被蒸出，含量达99％，得到纯度为90％以上的α-亚麻酸脂，最后经皂化反应，分子蒸馏即可得到纯度为95％以上的无色α-亚麻酸。本发明具有纯度高、成本低、适合规模化生产的优点。
文档编号C07C51/42GK102452929SQ20101052920
公开日2012年5月16日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者李家波 申请人:李家波