固体碱Na₂CO₃/γ-Al₂O₃催化合成癸酸聚甘油酯的方法

专利名称：固体碱Na₂CO₃/γ-Al₂O₃催化合成癸酸聚甘油酯的方法
技术领域：
本发明涉及ー种癸酸聚甘油酯的合成方法，尤其涉及ー种固体碱Na2CO3/ Y -Al2O3催化合成癸酸聚甘油酯的方法。
背景技术：
樟树籽仁油是江西省的特色资源，目前没有得到充分的开发，樟树籽仁油富含中碳链脂肪酸(MCFA含量为92 95%，其中主要为癸酸)，优于椰子油和棕榈仁油。是开发中碳链脂肪酸类衍生物产品的理想原料，将从樟树籽仁油中提取的癸酸和所合成的聚甘油在
碱催化下进行酯化反应合成单中碳链脂肪酸聚甘油酷，开发出新型的，市场需要的食品乳化剂和防腐剂具有远大的实际应用价值。反应过程中如能用固体碱催化剂代替液体酸或碱催化剂，则能使反应后催化剂和产物的分离问题变得简单，并且避免了液体酸碱对设备的腐蚀问题，使得聚甘油的合成更为简单，环境友好，更为节能。

发明内容
本发明的目的在于提供了ー种固体碱Na2CO3/ Y -Al2O3催化合成癸酸聚甘油酯的方法，它具有エ艺简単，节能环保的优点。本发明是这样来实现的，ー种固体碱Na2CO3/ Y -Al2O3催化合成癸酸聚甘油酯的方法，所述方法包括以下步骤1)负载型固体碱Na2CO3/Y-Al2O3催化剂的制备取一定量的氧化铝载体放入烘箱中烘12h左右，使载体内部的水分以及杂质成分除去，有利于吸附活性组分，烘干后称出氧化铝载体的质量，按Na2CO3/Y-氧化铝(质量比)为20 =100^50:100,称取Na2CO3的质量，加入少量的蒸馏水溶解，溶解后加入烘干后的氧化铝中，再加入适量的蒸馏水，使水将氧化铝淹没，在室温条件下利用磁力搅拌器搅拌3h，搅拌完成后用保鲜膜封住，陈化12h，陈化结束后蒸发，干燥后再放入600° C环境的马弗炉里面高温处理3h左右，冷却制备得到Na2CO3/Y-Al2O3催化剂；2)癸酸聚甘油酯的合成用电子天平称取质量比为90 =40^130:40的六聚甘油和癸酸，再根据反应物总质量称取1°/Γ10%的固体碱催化剂Na2CO3/Y-Al2O3，将三者一井加入到一四ロ烧瓶中，安装冷凝管，搅拌桨，温度计，并通入N2为保护气体，排气一段时间后开始用油浴锅加热，且加热速度不可过快，当温度上升至80°C时，在搅拌充分的情况下进行取样并分析酸值，作为反应液开始时的酸值；直到升至180°C 230°C后开始计吋，ltT3h后实验结束，关掉搅拌，停止加热，但需要继续通入N2，直到反应装置冷却，冷却后拆卸装置，并将产品全部倒入400至500ml的烧杯中；3)癸酸聚甘油脂的提取用氯仿提取其中的酷，再经过分液、旋转蒸发等操作，对产品进行提纯。在使用氯仿提取酯时，由于氯仿挥发性很强，且具有一定的毒性，因此需在通风橱中进行，将大约200至250ml氯仿加入烧杯中，用保鲜膜封住烧杯ロ，存放在避光处约12至24小吋，是因为生成的酯是固体，所以萃取速度较慢；萃取完成后可看到分层，其中上层为反应剩余的聚甘油，下层为氯仿层，实验生成的酯溶于氯仿，用适量的氯仿洗涤烧杯，并用分液漏斗将两者分离。将分离所得的氯仿相液体倒入一圓底单ロ烧瓶中，进行减压旋转蒸发，真空度范围为O.07至O. IMPa，温度范围是35至100°C，旋转速度由50至210r/min，由于氯仿常压下沸点为61至62摄氏度，刚开始时，存在较高真空度，温度慢慢由35°C开始升高，当氯仿蒸发到ー定程度后，由于氯仿和酯可互溶，此时氯仿变成溶质，由于分子间カ的作用，导致其沸点升高，因此需不断升高温度及旋转速度将遗留在酯中的氯仿除棹。本发明的技术效果是I、用固体碱Na2CO3/ Y -Al2O3催化剂替代液体碱催化剂，使得反应后产物和催化剂的分离变得简单；2、由于使用了固体碱催化剂，反应进行中及结束后产物的PH值减小，碱性大幅度减弱，从而减轻了对设备的腐蚀，减小了对环境的污染。エ艺更合理，更环境友好。
具体实施例方式实施例一(I)固体碱催化剂Na2CO3/ Y -Al2O3的制备取Y -Al2O3 10. 28g加入
3.Ig碳酸钠配制成的等体积的碳酸钠溶液，混合，在室温条件下利用磁力搅拌器搅拌3h，搅拌完成后用保鲜膜封住，陈化12h，陈化结束后蒸发，干燥后再放入600° C环境的马弗炉里面高温处理3h左右，冷却制备得到Na2C03/Y-Al203催化剂；(2)癸酸聚甘油酯的合成用电子天平称取IlOg六聚甘油，40g癸酸，IOg固体碱催化剂Na2CO3/Y-Al2O3，将三者ー并加入到四ロ烧瓶中，安装冷凝管，搅拌桨，温度计，并通入N2为保护气体，排气一段时间后开始用油浴锅加热，且加热速度不可过快，当温度上升至80°C时，在搅拌充分的情况下进行取样并分析酸值，作为反应液开始时的酸值；直到升至200°C后开始计吋，I. 5h后实验结束，酷化率96%。关掉搅拌，停止加热，但需要继续通入N2，直到反应装置冷却，冷却后拆卸装置，并将产品全部倒入烧杯中；产品的PH值小于8。(如用液体碱催化剂，产品的pH值会达到10)
(3)过滤反应结束后对产品进行抽滤，将催化剂和反应产物分离；(4)提纯用氯仿提取其中的酷，再经过分液、旋转蒸发等操作，对产品进行提纯；
实施例ニ (1)固体碱催化剂Na2CO3/ Y -Al2O3的制备取Y -Al2O3 12g加入3. 6g碳酸钠配制成的等体积的碳酸钠溶液，混合，在室温条件下利用磁力搅拌器搅拌3h，搅拌完成后用保鲜膜封住，陈化12h，陈化结束后蒸发，干燥后再放入600° C环境的马弗炉里面高温处理3h左右，冷却制备得到Na2CO3/Y-Al2O3催化剂；(2)癸酸聚甘油酯的合成用电子天平称取IlOg六聚甘油，40g癸酸，15g固体碱催化剂Na2COノ y -Al2O3,将三者一井加入到四ロ烧瓶中，安装冷凝管，搅拌桨，温度计，并通入N2为保护气体，排气一段时间后开始用油浴锅加热，且加热速度不可过快，当温度上升至80°C时，在搅拌充分的情况下进行取样并分析酸值，作为反应液开始时的酸值；直到升至200°C后开始计吋，I. 5h后实验结束，酯化率95%。关掉搅拌，停止加热，但需要继续通入N2，直到反应装置冷却，冷却后拆卸装置，并将产品全部倒入烧杯中；产品的PH值小于8。(如用液体碱催化剂，产品的pH值会达到10) (3)过滤反应结束后对产品进行抽滤，将催化剂和反应产物分离；(4)提纯用氯仿提取其中的酷，再经过分液、旋转蒸发等操作，对产品进行提纯。实施例三⑴固体碱催化剂Na2COノ Y -Al2O3的制备取Y _Al20318g加入5. 4g碳酸钠配制成的等体积的碳酸钠溶液，混合，在室温条件下利用磁力搅拌器搅拌3h，搅拌完成后用保鲜膜封住，陈化12h，陈化结束后蒸发，干燥后再放入600° C环境的马弗炉里面高温处理3h左右，冷却制备得到Na2C03/Y-Al203催化剂；(2)癸酸聚甘油酯的合成用电子天平称取IlOg六聚甘油，40g癸酸，20g固体碱催化剂Na2CO3/ Y-Al2O3，将三者ー并加入到四ロ烧瓶中，安装冷凝管，搅拌桨，温度计，并通入N2为保护气体，排气一段时间后开始用油浴锅加热，且加热速度不可过快，当温度上升至80°C时，在搅拌充分的情况下进行取样并分析酸值，作为反应液开始时的酸值；直到升至200°C后开始计吋，I. 5h后实验结束，酯化率98%。关掉搅拌，停止加热，但需要继续通入N2，直到反应装置冷却，冷却后拆卸装置，并将产品全
部倒入烧杯中；产品的PH值小于8。(如用液体碱催化剂，产品的pH值会达到10) (3)过滤反应结束后对产品进行抽滤，将催化剂和反应产物分离；(4)提纯用氯仿提取其中的酷，再经过分液、旋转蒸发等操作，对产品进行提纯。
权利要求
1.一种固体碱Na2CO3/ Y -Al2O3催化合成癸酸聚甘油酯的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤 1)负载型固体碱Na2CO3/Y-Al2O3催化剂的制备取一定量的Y_氧化铝载体放入烘箱中烘12h左右，烘干后备用；按似20)3/^-氧化铝的质量比为20 :100 50:100称取Na2CO3和氧化铝；先加入蒸馏水溶解Na2CO3，然后把Na2CO3溶液加入到烘干后的氧化铝中，再加入蒸馏水，使水将氧化铝淹没；在室温条件下利用磁力搅拌器搅拌3h，搅拌完成后用保鲜膜封住，陈化12h ;陈化结束后蒸发，干燥后再放入600° C环境的马弗炉里面高温处理3h左右，冷却后得到Na2CO3/ Y -Al2O3催化剂； 2)癸酸聚甘油酯的合成用电子天平称取质量比为90=40^130:40的六聚甘油和癸酸，按反应物总质量的1°/Γ10%称取I)制备的Na2CO3/ Y -Al2O3催化剂，将三者一并加入到一四口烧瓶中，安装冷凝管，搅拌桨，温度计，并通入N2为保护气体，排气一段时间后开始用油浴锅加热，当温度上升至80°C时，在搅拌充分的情况下进行取样并分析酸值，作为反应液开始时的酸值；直到升至180°C 230°C后开始计时，ltT3h后实验结束，关掉搅拌，停止加热，继续通入N2，直到反应装置冷却，将反应产物全部倒入烧杯中； 3)癸酸聚甘油脂的提取用氯仿提取2)得到的反应产物中的酯，在通风橱中进行，将氯仿加入装有反应产物的烧杯中，用保鲜膜封住烧杯口，存放在避光处约12至24小时；萃取完成后可看到分层，其中上层为反应剩余的聚甘油，下层为氯仿层；用氯仿洗涤烧杯，并用分液漏斗将两者分离，将分离所得的氯仿相液体倒入一圆底单口烧瓶中，进行减压旋转蒸发，真空度范围为O. 07至O. IMPa，温度范围是35至100°C，旋转速度由50至210r/min，由于氯仿常压下沸点为61至62摄氏度，将遗留在酯中的氯仿除掉。
全文摘要
一种固体碱Na2CO3/γ-Al2O3催化合成癸酸聚甘油酯的方法，它包括以下步骤为1)负载型固体碱Na2CO3/γ-Al2O3催化剂的制备；2)癸酸聚甘油酯的合成称取聚甘油和癸酸，其重量比为90:40~130:40，加入相比于反应物总量的1%~10%的自制的Na2CO3/γ-Al2O3固体碱催化剂，油浴加热温度为180~240℃，反应时间为1~3小时，通N2气保护，停止反应后，过滤，用氯仿提取其中的酯，再经过分液、旋转蒸发等操作，对产品进行提纯；本发明用固体碱Na2CO3/γ-Al2O3催化剂替代液体碱催化剂，使得反应后产物和催化剂的分离变得简单；反应进行中及结束后产物的pH值减小，从而减轻了对设备的腐蚀，减小了对环境的污染。
文档编号C07C67/08GK102816064SQ20121027327
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者王敏炜, 王志远, 吴林华, 曾哲灵 申请人:南昌大学