一种从乌桕梓油中提取分离2,4-癸二烯酸乙酯的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及短链不饱和脂肪酸的制备方法技术领域，特别是一种从乌桕梓油中提取分离2，4-癸二烯酸乙酯的方法。
【背景技术】
[0002]2，4-癸二烯酸乙酯是具有共轭双键特殊结构的多不饱和脂肪酸类，呈梨、青草、苹果和水果似尖锐香气，天然存在于巴梨等植物中，是成熟梨子的香气成分，可作为一种新的食品用香料，广泛应用于食品行业。中国卫生部批准反-2-顺-4-癸二烯酸乙酯等为食品用香料类食品添加剂，在软饮料、冷饮、糖果、胶冻、布丁等食品中和烹饪中得到广泛应用。因2，4-癸二烯酸乙酯具有特殊的香味，还可作为高效止汗剂的组成成分，缓解汗臭。还可与变性淀粉组合制成香料颗粒，用于洗衣和清洁。
[0003]2，4_癸二烯酸乙酯另一重要用途是，作为作物生物化学杀虫剂用于病虫害防治。2013年美国环保署已经批准2，4_癸二烯酸乙酯(梨酯)作为生物杀虫剂用于苹果蠹蛾和山核桃小蠹蛾防治。实验研究表明，2，4_癸二烯酸乙酯能破坏苹果蠹蛾的交配行为，还可抑制其产卵能力，以及影响幼虫的行为活动。把2，4_癸二烯酸乙酯用于叶面喷施，或在聚合投放设备中使用，或在苹果芽上套装含2，4_癸二烯酸乙酯的塑料网，对苹果蠹蛾防治有很好的效果，从而减少有害农药的使用，另外解决农药的抗药性方面，该物质也有突出的表现。因此，该物质在生物农药领域具有广阔的发展应用空间。
[0004]乌桕为大戟科植物乌柏属植物，是我国特有的木本油料树种，因种子含油量高，被列为我国四大木本油料之一。其种子油既可提供食用油源、工业油源，又可作为动力油源，是一种取之不尽用之不竭的可再生油源，开发潜力巨大。经研究发现，乌桕油主要成分为脂肪酸，其中乌桕梓油主要成分为不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸包括:约含2%的2，4-癸二烯酸、13%的油酸、30%的亚油酸和42%的亚麻酸。
[0005]从乌桕中提取分离2，4_癸二烯酸乙酯，来源丰富、安全，生产成本较美国从巴梨中提取低，如能研究出一条操作简单，适合工业化生产的工艺路线，将具有广阔的经济价值和社会价值。
【发明内容】
[0006]本发明所述的一种从乌桕梓油中提取分离2，4_癸二烯酸乙酯的方法，具体包括以下步骤:
[0007](I)乌桕梓油脱酸
[0008]将无水乙醇和乌桕梓油混合均匀，在20?35°C下搅拌反应10?30分钟，静置分层，分离出油层，回收溶剂，干燥，得到脱酸脂肪酸甘油酯，所述的乌桕梓油与无水乙醇的质量体积比为1: 2?4。
[0009](2)混合脂肪酸乙酯的制备
[0010]将I?1.8% KOH或NaOH-无水乙醇溶液与步骤⑴制得的脂肪酸甘油酯在70?85°C下混合均匀，反应2?8小时。溶液回收乙醇，静置分层，放掉下层，上层用溶剂萃取，醋酸调节PH到4?6，并用水洗至中性，干燥过滤后回收溶剂，得到混合脂肪酸乙酯。所述的I?1.8% KOH或NaOH是指KOH或NaOH的用量占梓油质量的1%?1.8%，所述的脂肪酸甘油酯与无水乙醇的质量体积比为1: 2.5?3.5。所述的萃取剂为有机溶剂，包括石油醚、正己烷在内的C5?C15烷烃类有机溶剂。
[0011](3)尿素包合
[0012]将尿素和95%乙醇在75?85°C下混合，待尿素完全溶解后，加入步骤(2)制得的混合脂肪酸乙酯，在75?85°C混合均匀，搅拌反应0.5?3小时，缓慢降温，降至O?15°C后，继续保持I?3小时，析出结晶，趁冷抽滤，滤饼用乙醇洗涤，滤液蒸发回收溶剂，石油醚萃取，洗涤，无水硫酸钠干燥，回收萃取溶剂，得到2，4-癸二烯酸乙酯富集物。所述的混合脂肪酸乙酯与尿素、95%乙醇的质量比为1:1?3.5: 2?10.5。
[0013](4) 2，4-癸二烯酸乙酯的提纯
[0014]将步骤(3)制得的2，4-癸二烯酸乙酯富集物进行凝胶柱层析分离，先将2，4-癸二烯酸乙酯富集物溶于甲醇中，再通过经过充分溶胀的葡聚糖凝胶S^hadex LH-20的色谱柱，用洗脱剂梯度洗脱，控制流速0.5ml?1.5ml/min，同时，用薄层层析法检测指导洗脱，收集含2，4_癸二烯酸乙酯的流分，回收溶剂，得到纯度95%以上的2，4_癸二烯酸乙酯。所述层析柱直径X柱长=2.0?4.0cmX 100?200em。所述的洗脱剂为甲醇和二氯甲烧的体积比为100: O?80: 20的混合液。所述的薄层层析法包括5%硝酸银硅胶G薄层板，石油醚-乙酸乙酯-甲醇(30: 2: I)为展开剂，10%磷钥酸-乙醇为显色剂。
[0015]本发明天然安全，工艺简单且成本低于人工合成，提取分离过程温和，产物2，4-癸二烯酸乙酯稳定，纯度高，该技术应用前景广，具有很高的经济价值和社会价值。
【具体实施方式】
[0016]通过以下实施例说明本发明，但不限制本发明。
[0017]实施例一:
[0018]一种从乌桕梓油中提取分离2，4-癸二烯酸乙酯的方法，具体包括以下步骤:
[0019](I)乌桕梓油脱酸
[0020]在5升三口烧瓶中将乌桕梓油lOOOg，无水乙醇2500ml混合均匀，在25°C下搅拌反应20分钟，静置分层，分离出油层，回收溶剂，干燥，得到脱酸脂肪酸甘油酯910g。
[0021](2)混合脂肪酸乙酯的制备
[0022]上步得到的脱酸脂肪酸甘油酯、KOHllg、无水乙醇2275ml于5升三口烧瓶中，在70°C下混合均匀，反应4小时，反应完毕回收乙醇，静置分层，放掉下层，上层用石油醚萃取，醋酸调节PH至5，并用水洗至中性，干燥后回收溶剂，得到混合脂肪酸乙酯828.lg。
[0023](3)尿素包合
[0024]将尿素、95%乙醇、脂肪酸乙酯按1: 15: 4.5的质量比投料，先将尿素在75°C下完全溶解在乙醇中，然后加入步骤(2)制得的混合脂肪酸乙酯，在75°C左右混合搅拌反应2小时，缓慢降温至0°C后，继续保持3小时，析出结晶，趁冷抽滤，滤饼用乙醇洗涤，滤液蒸发回收溶剂，石油醚萃取，用水洗涤，干燥，回收溶剂，脱色，得到2，4-癸二烯酸乙酯富集物538g0
[0025](4) 2，4-癸二烯酸乙酯的提纯
[0026]将步骤(3)制得的2，4_癸二烯酸乙酯富集物1g先用少量甲醇溶解，缓缓加入到填充葡聚糖凝胶Sephadex LH-20的层析柱(2.5cmX 120cm)上，以不同比例的二氯甲烷-甲醇梯度洗脱，控制流速1.0ml/mm,同时用5%硝酸银硅胶板指导洗脱，收集含2，4-癸二烯酸乙酯的流分，回收溶剂，得到癸二烯酸乙酯0.Sg。
[0027]实例二:
[0028](I)乌桕梓油脱酸
[0029]在2升三口烧瓶中将乌桕梓油200g，无水乙醇700ml混合均匀，在35°C下搅拌反应10分钟，静置分层，分离出油层，回收溶剂，干燥，得到脱酸脂肪酸甘油酯184g。
[0030](2)混合脂肪酸乙酯的制备
[0031]上步得到的脱酸脂肪酸甘油酯、K0H3.3g、无水乙醇644ml于2升三口烧瓶中，在70°C下混合均匀，反应4小时，反应完毕回收乙醇，静置分层，放掉下层，上层用石油醚萃取，醋酸调节PH至5，并用水洗至中性，干燥后回收溶剂，得到混合脂肪酸乙酯170g。
[0032](3)尿素包合
[0033]将尿素、95%乙醇、脂肪酸乙酯按1: 2.5: 7.5的质量比投料，现将尿素在75°C下完全溶解在乙醇中，然后加入步骤(2)制得的混合脂肪酸乙酯，在75°C左右混合搅拌反应2小时，缓慢降温，降至15°C后，继续保持3小时，析出结晶，趁冷抽滤，滤饼用乙醇洗涤，滤液蒸发回收溶剂，石油醚萃取，用水洗涤，干燥，回收溶剂，脱色，得到2，4-癸二烯酸乙酯富集物110.5g。
[0034](4) 2，4-癸二烯酸乙酯的提纯
[0035]将步骤(3)制得的2，4_癸二烯酸乙酯富集物Sg先用少量甲醇溶解，再经过一个填充葡聚糖凝胶Sephadex LH-20的层析柱(2.0cmX 10cm),以不同比例的二氯甲烧-甲醇溶液梯度洗脱，控制流速05ml/min，同时用5%硝酸银硅胶板指导洗脱，收集含2，4-癸二烯酸乙酯的流分，回收溶剂，得到癸二烯酸乙酯0.6g。
【主权项】
1.一种从乌桕梓油中提取分离2，4_癸二烯酸乙酯的方法，其特征在于:制备过程包括以下步骤: (O乌桕梓油脱酸:将无水乙醇和乌桕梓油混合均匀，在20?35°C下搅拌反应10?30分钟，静置分层，分离出油层，回收溶剂，干燥，得到脱酸脂肪酸甘油酯，所述的乌桕梓油与无水乙醇的质量体积比为1: 2?4; (2)混合脂肪酸乙酯的制备:将I?1.8% KOH或NaOH-无水乙醇溶液与步骤(I)制得的脱酸脂肪酸甘油酯在70?85°C下混合均匀，反应2?8小时，溶液回收乙醇，静置分层，放掉下层，上层用石油醚萃取，醋酸调节PH到4?6，并用水洗至中性，干燥过滤后回收溶剂，得到混合脂肪酸乙酯。所述的I?1.8% KOH或NaOH是指KOH或NaOH的用量占梓油质量的1%?1.8%，所述的脱酸脂肪酸甘油酯与无水乙醇的质量体积比为1: 2.5?3.5 ; (3)尿素包合:将尿素和95%乙醇在75?85°C下混合,待尿素完全溶解后,加入步骤(2)制得的混合脂肪酸乙酯，在75?85°C混合均勻，搅拌反应0.5?3小时，缓慢降温，降至O?15°C后，继续保持I?3小时，析出结晶，趁冷抽滤，滤饼用乙醇洗涤，滤液蒸发回收溶剂，萃取剂萃取，水洗涤，无水硫酸钠干燥，回收萃取溶剂，脱色，得到高浓度2，4-癸二烯酸乙酯。所述的混合脂肪酸乙酯与尿素、95%乙醇的质量比例为1:1?3.5: 2?10.5; (4)2，4-癸二烯酸乙酯的分离:将步骤(3)制得的2，4-癸二烯酸乙酯富集物进行凝胶柱层析分离，先将2，4-癸二烯酸乙酯富集物溶于甲醇中，再通过经过充分溶胀的葡聚糖凝胶Sephadex LH-20的色谱柱,用洗脱剂梯度洗脱,控制流速0.5ml?1.5ml/min,同时,用薄层层析法检测指导洗脱，收集含2，4-癸二烯酸乙酯的流分，回收溶剂，得到纯度95%以上的2,4-癸二烯酸乙酯。所述层析柱直径X柱长=2.0?4.0cmX 100?200cm。2.如权利要求1所述，一种从乌桕梓油中提取分离2，4-癸二烯酸乙酯的方法，其特征在于:步骤(2)中所述的萃取剂包括:石油醚、正己烷在内的C5?C15烷烃类有机溶剂。3.如权利要求1所述，一种从乌桕梓油中提取分离2，4-癸二烯酸乙酯的方法，其特征在于:步骤(4)中所述的洗脱剂为甲醇和二氯甲烷体积比为100: O?80: 20的混合液；所述的薄层层析法包括:5%硝酸银硅胶G薄层板，石油醚-乙酸乙酯-甲酵(30: 2: I)为展开剂，10%磷钥酸-乙醇为显色剂。
【专利摘要】一种从乌桕梓油中提取分离2，4-癸二烯酸乙酯的方法，其特点是将乌桕梓油溶于无水乙醇中进行酯交换反应，得到混合脂肪酸乙酯，然后经过尿素包合，蒸发浓缩，得到2，4-癸二烯酸乙酯富集物，再经过葡聚糖凝胶柱色谱分离，得到纯度为95％以上的2，4-癸二烯酸乙酯。本发明天然安全，工艺简单且成本低于人工合成，提取分离过程温和，产物2，4-癸二烯酸乙酯稳定，纯度高，该技术应用前景广，具有很高的经济价值和社会价值。
【IPC分类】C07C67/48, C07C69/587
【公开号】CN105001089
【申请号】CN201410159410
【发明人】刘成广, 孙玉洁, 刘鹏, 李维, 罗红, 徐露, 张耀辉, 黄丽君, 杨金成, 吴静, 蒋燚, 罗新鹏, 蒋丹, 李新, 陈瑶, 毕宏伟, 吴莹
【申请人】武汉欧米嘉生物医药有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年4月21日