微波、固体超强碱催化法从天然蜂蜡中提取三十烷醇的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种微波、固体超强碱催化法从天然蜂蜡中提取三十烷醇的工艺，它是先取一定质量的天然蜂蜡置于容器中，按1：50的固液比加入甲醇，再按天然蜂蜡质量的30%的量加入KF/γ-Al2O3固体强碱剂，数克级天然蜂蜡的反应，以200-300W的微波功率条件下加热回流10min，公斤级天然蜂蜡的反应，以6至9kw微波功率条件下回流加热30min，在微波催化下进行酯交换反应，得到三十烷醇+甲醇+油酸甲酯+催化剂的混合液；过滤，回收KF/γ-Al2O3固体强碱剂，得三十烷醇+甲醇+油酸甲酯混合液；再回旋蒸发，回收甲醇，得三十烷醇+油酸甲酯混合液；然后重结晶，即得三十烷醇。本发明与氢氧化钠和氢氧化钾等传统催化剂在微波条件下进行比较，形成了一种以天然蜂蜡为原料高效、环保、低成本制备三十烷醇的生产工艺。
【专利说明】微波、固体超强碱催化法从天然蜂蜡中提取三十烷醇的工
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【技术领域】
[0001]本发明涉及化工领域，具体是一种微波、固体超强碱催化法从天然蜂蜡中提取三十烷醇的工艺。
【背景技术】
[0002]三十烧醇(1-Triacontanol)是由30个碳原子组成的长链脂肪醇,化学名叫三十烷醇-1或正三十烷醇，简称三十醇或TRIA，又称蜂花醇，其化学式为:CH3(CH2)28CH2OH ;在自然界中，TRIA常与高级脂肪酸结合成酯的形式存在于各种蜡质中，但也有游离存在的。研究表明，三十烷醇是一种对人畜无害，对环境无污染的广谱、高效的新型动植物生长调节齐U。其主要影响作用有:对动物能提高吸收功能、增强新陈代谢、增强机体抗病能力、提高蛋肉产量；对植物能促进生长、增强多种酶的活性、增强光合作用、增大吸水量、促进对氯的吸收、提高抗病能力、促进组织内的水解反应、促进插条生根、提高作物产量。目前三十烷醇的制取方式主要有两大类:一是人工化学合成法，二是自然提取法。化学合成法一般都存在反应步骤多，工艺路线长，原料昂贵，选择性差，副反应多等缺点，而且有些反应的条件比较苛刻，收率也不高。自然提取法主要是指人们从天然蜡中制备提取三十烷醇。其中工艺比较成熟的是从糠蜡和蜂蜡中提取三十烷醇，其主要方法有:超声波辐射蜂蜡皂化反应制备三十烷醇，混合溶剂结晶法和相转移催化循环制取法。这些方法所用的具体方式、材料、试剂等各不相同，但其的主要工艺环节均为皂化一水洗、分离一萃取提纯。现行的工艺中存在两个比较重大的缺陷，一是水洗分离后的碱性废水的排放对环境将造成污染，二是萃取提纯后有机废水的排放除了可能对环境造成污染外，还将造成对高级脂肪酸的浪费，而且工艺的皂化时间较长，为4小时。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现行工艺中存在的耗时长、碱性废水有污染、部分有机物被当做废水排放的不足，而提供一种微波、固体超强碱催化法从天然蜂蜡中提取三十烷醇的工艺。该工艺能缩短反应时间，尽可能减小污染和浪费。
[0004]实现本发明目的的技术方案是:
利用微波合成技术，采用KF/ Y -Al2O3型固体超强碱作为催化剂。其实验原理是在微波条件下，以甲醇为溶剂，同时也是反应物，与蜂蜡中的酯类物质在碱性催化剂作用下，甲醇与蜂蜡中的酯类物质发生酯交换反应:
CH3-(CH2)16-COO-(CH2)29-CHfCH3OH — CH3-(CH2)29-OH + CH3-(CH2)16-C00_CH3。
[0005]一种微波、固体超强碱催化法从天然蜂蜡中提取三十烷醇的工艺，包括如下步骤:
(I)取一定质量的天然蜂蜡置于容器中，按1:50的固液比加入甲醇，再按天然蜂蜡质量的30%的量加入KF/ Y -Al2O3固体强碱剂，在200-300W的微波功率条件下加热回流lOmin，在微波催化下进行酯交换反应，得到三十烷醇+甲醇+油酸甲酯+催化剂的混合液；
(2)将上述混合液过滤，回收KF/Y -Al2O3固体强碱剂，得三十烷醇+甲醇+油酸甲酯混合液；
(3)将步骤(2)的混合液回旋蒸发，回收甲醇，得三十烷醇+油酸甲酯混合液；
(4)将步骤(4)的混合液重结晶，即得三十烷醇。
[0006]所述固体超强碱的制备方法是:将质量比为26%的KF和74%的Y -Al2O3混合并研磨均匀，再加入适量的蒸馏水，研磨成糊状，放于马弗炉中在600°C焙烧5h制成。成品冷却后再次研磨，使之成为均匀粉末状即成，制备方法为现有技术。
[0007]所述天然蜂蜡的质量通过测定蜂蜡皂化值来确定，具体是:在碱性条件下，蜂蜡中的酯类物质与过量的碱发生皂化反应，用标准盐酸溶液滴定剩余碱，记录滴定体积V1,同时做空白试验，记录滴定体积％。按照公式:
皂化值(1(0!1，11^/^)=(￥。- V1) X cX 56.1/m
c-盐酸溶液的浓度，mmol/mL
m——蜂蜡样品的质量，g
56.1-氢氧化钾的摩尔质量，mg/mmol
计算蜂蜡皂化值，初步判断蜂蜡质量，皂化值越高表示蜂蜡质量越好。蜂蜡皂化值的测定方法为现有技术。
[0008]本发明提取的三十烷醇利用气相色谱使用外标法峰面积比对法计算所得三十烷醇的含量，三十烷醇的色谱检测条件:初始柱温190°C、保持时间5min，升温速率20°C /min,最终柱温270°C、保持时间5min ;进样温度300°C ;检测温度300°C ;分离柱SE-30 ;载气，N250mL/min, H2500mL/min，经检测，三十烷醇的含量为85_95%。
[0009]本发明的优点是:本发明采用微波强化作为主要催化条件，旨在缩短合成三十烷醇的时间。同时，采用KF/ Y -Al2O3型固体超强碱作为催化剂，由于其具有不溶于有机溶剂和循环使用的特点，是一种环保、经济的催化剂，与氢氧化钠和氢氧化钾等传统催化剂在微波条件下进行比较，形成了一种以天然蜂蜡为原料高效、环保、低成本制备三十烷醇的生产工艺。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0011]下面通过实例对本发明作进一步的描述。
[0012]实施例1:
参照图1，本发明微波、固体超强碱催化法从天然蜂蜡中提取三十烷醇的工艺，包括如下步骤:
1、量取25ml甲醇于10ml规格的石英圆底烧瓶中，将0.5g的蜂蜡与0.15g的催化剂KF/ Y -Al2O3 一同加入其中，在200至300W微波功率条件下回流加热1min。
[0013]2、将反应后含有三十烷醇、油酸甲酯、甲醇和催化剂的混合液从圆底烧瓶取出，通过过滤将固体超强碱回收。
[0014]3、过滤后的混合液用旋转蒸发仪减压蒸馏回收甲醇，设定温度为50°C。
[0015]4、回收甲醇后的残留物以乙酸乙酯为溶剂，采用重结晶法提纯三十烷醇，得率50-60%,经气相色谱外标法测定三十烷醇含量85-95%。
[0016]实施例2:
参照实施例1，本发明微波、固体超强碱催化法从天然蜂蜡中提取三十烷醇的工艺的放大试验，包括如下步骤:
1.量取12.5升甲醇于30升规格的微波反应器容器中，将0.25kg的蜂蜡与0.075kg的催化剂KF/ Y -Al2O3 一同加入其中，在6至9kw微波功率条件下回流加热30min。
[0017]2.将反应后含有三十烷醇、油酸甲酯、甲醇和催化剂的混合液从微波反应器容器中放出，通过过滤将固体超强碱回收。
[0018]3.过滤后的混合液用50升浓缩设备减压蒸馏回收甲醇，真空压力控制在0.06至
0.08Mp,控制温度在50°C以下。
[0019]4.回收甲醇后的残留物以乙酸乙酯为溶剂，采用重结晶法提纯三十烷醇，得率50-55%，经气相色谱外标法测定三十烷醇含量85-95%。
【权利要求】
1.一种微波、固体超强碱催化法从天然蜂蜡中提取三十烷醇的工艺，其特征是:包括如下步骤: (1)取一定质量的天然蜂蜡置于容器中，按1:50的固液比加入甲醇，再按天然蜂蜡质量的30%的量加入KF/ Y -Al2O3固体强碱剂，数克级天然蜂蜡的反应，以200-300W的微波功率条件下加热回流1min,公斤级天然蜂腊的反应，以6至9kw微波功率条件下回流加热30min，在微波催化下进行酯交换反应，得到三十烷醇+甲醇+油酸甲酯+催化剂的混合液； (2)将上述混合液过滤，回收KF/Y-Al2O3固体强碱剂，得三十烷醇+甲醇+油酸甲酯混合液； (3)将步骤(2)的混合液回旋蒸发，回收甲醇，得三十烷醇+油酸甲酯混合液； (4)将步骤(4)的混合液重结晶，即得三十烷醇。
2.用权利要求1所述的工艺提取的含量为85-95%的三十烷醇。
【文档编号】C07C29/128GK104230655SQ201410482434
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】苏小建, 何星基, 周佳 申请人:广西师范大学