微波、固體超強堿催化法從天然蜂蠟中提取三十烷醇的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微波、固體超強堿催化法從天然蜂蠟中提取三十烷醇的工藝，它是先取一定質(zhì)量的天然蜂蠟置于容器中，按1：50的固液比加入甲醇，再按天然蜂蠟質(zhì)量的30%的量加入KF/γ-Al2O3固體強堿劑，數(shù)克級天然蜂蠟的反應(yīng)，以200-300W的微波功率條件下加熱回流10min，公斤級天然蜂蠟的反應(yīng)，以6至9kw微波功率條件下回流加熱30min，在微波催化下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到三十烷醇+甲醇+油酸甲酯+催化劑的混合液；過濾，回收KF/γ-Al2O3固體強堿劑，得三十烷醇+甲醇+油酸甲酯混合液；再回旋蒸發(fā)，回收甲醇，得三十烷醇+油酸甲酯混合液；然后重結(jié)晶，即得三十烷醇。本發(fā)明與氫氧化鈉和氫氧化鉀等傳統(tǒng)催化劑在微波條件下進(jìn)行比較，形成了一種以天然蜂蠟為原料高效、環(huán)保、低成本制備三十烷醇的生產(chǎn)工藝。
【專利說明】微波、固體超強堿催化法從天然蜂蠟中提取三十烷醇的工
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【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體是一種微波、固體超強堿催化法從天然蜂蠟中提取三十烷醇的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]三十燒醇(1-Triacontanol)是由30個碳原子組成的長鏈脂肪醇,化學(xué)名叫三十烷醇-1或正三十烷醇，簡稱三十醇或TRIA，又稱蜂花醇，其化學(xué)式為:CH3(CH2)28CH2OH ;在自然界中，TRIA常與高級脂肪酸結(jié)合成酯的形式存在于各種蠟質(zhì)中，但也有游離存在的。研究表明，三十烷醇是一種對人畜無害，對環(huán)境無污染的廣譜、高效的新型動植物生長調(diào)節(jié)齊U。其主要影響作用有:對動物能提高吸收功能、增強新陳代謝、增強機體抗病能力、提高蛋肉產(chǎn)量；對植物能促進(jìn)生長、增強多種酶的活性、增強光合作用、增大吸水量、促進(jìn)對氯的吸收、提高抗病能力、促進(jìn)組織內(nèi)的水解反應(yīng)、促進(jìn)插條生根、提高作物產(chǎn)量。目前三十烷醇的制取方式主要有兩大類:一是人工化學(xué)合成法，二是自然提取法?；瘜W(xué)合成法一般都存在反應(yīng)步驟多，工藝路線長，原料昂貴，選擇性差，副反應(yīng)多等缺點，而且有些反應(yīng)的條件比較苛刻，收率也不高。自然提取法主要是指人們從天然蠟中制備提取三十烷醇。其中工藝比較成熟的是從糠蠟和蜂蠟中提取三十烷醇，其主要方法有:超聲波輻射蜂蠟皂化反應(yīng)制備三十烷醇，混合溶劑結(jié)晶法和相轉(zhuǎn)移催化循環(huán)制取法。這些方法所用的具體方式、材料、試劑等各不相同，但其的主要工藝環(huán)節(jié)均為皂化一水洗、分離一萃取提純。現(xiàn)行的工藝中存在兩個比較重大的缺陷，一是水洗分離后的堿性廢水的排放對環(huán)境將造成污染，二是萃取提純后有機廢水的排放除了可能對環(huán)境造成污染外，還將造成對高級脂肪酸的浪費，而且工藝的皂化時間較長，為4小時。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)行工藝中存在的耗時長、堿性廢水有污染、部分有機物被當(dāng)做廢水排放的不足，而提供一種微波、固體超強堿催化法從天然蜂蠟中提取三十烷醇的工藝。該工藝能縮短反應(yīng)時間，盡可能減小污染和浪費。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
利用微波合成技術(shù)，采用KF/ Y -Al2O3型固體超強堿作為催化劑。其實驗原理是在微波條件下，以甲醇為溶劑，同時也是反應(yīng)物，與蜂蠟中的酯類物質(zhì)在堿性催化劑作用下，甲醇與蜂蠟中的酯類物質(zhì)發(fā)生酯交換反應(yīng):
CH3-(CH2)16-COO-(CH2)29-CHfCH3OH — CH3-(CH2)29-OH + CH3-(CH2)16-C00_CH3。
[0005]一種微波、固體超強堿催化法從天然蜂蠟中提取三十烷醇的工藝，包括如下步驟:
(I)取一定質(zhì)量的天然蜂蠟置于容器中，按1:50的固液比加入甲醇，再按天然蜂蠟質(zhì)量的30%的量加入KF/ Y -Al2O3固體強堿劑，在200-300W的微波功率條件下加熱回流lOmin，在微波催化下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到三十烷醇+甲醇+油酸甲酯+催化劑的混合液；
(2)將上述混合液過濾，回收KF/Y -Al2O3固體強堿劑，得三十烷醇+甲醇+油酸甲酯混合液；
(3)將步驟(2)的混合液回旋蒸發(fā)，回收甲醇，得三十烷醇+油酸甲酯混合液；
(4)將步驟(4)的混合液重結(jié)晶，即得三十烷醇。
[0006]所述固體超強堿的制備方法是:將質(zhì)量比為26%的KF和74%的Y -Al2O3混合并研磨均勻，再加入適量的蒸餾水，研磨成糊狀，放于馬弗爐中在600°C焙燒5h制成。成品冷卻后再次研磨，使之成為均勻粉末狀即成，制備方法為現(xiàn)有技術(shù)。
[0007]所述天然蜂蠟的質(zhì)量通過測定蜂蠟皂化值來確定，具體是:在堿性條件下，蜂蠟中的酯類物質(zhì)與過量的堿發(fā)生皂化反應(yīng)，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定剩余堿，記錄滴定體積V1,同時做空白試驗，記錄滴定體積％。按照公式:
皂化值(1(0!1，11^/^)=(￥。- V1) X cX 56.1/m
c-鹽酸溶液的濃度，mmol/mL
m——蜂蠟樣品的質(zhì)量，g
56.1-氫氧化鉀的摩爾質(zhì)量，mg/mmol
計算蜂蠟皂化值，初步判斷蜂蠟質(zhì)量，皂化值越高表示蜂蠟質(zhì)量越好。蜂蠟皂化值的測定方法為現(xiàn)有技術(shù)。
[0008]本發(fā)明提取的三十烷醇利用氣相色譜使用外標(biāo)法峰面積比對法計算所得三十烷醇的含量，三十烷醇的色譜檢測條件:初始柱溫190°C、保持時間5min，升溫速率20°C /min,最終柱溫270°C、保持時間5min ;進(jìn)樣溫度300°C ;檢測溫度300°C ;分離柱SE-30 ;載氣，N250mL/min, H2500mL/min，經(jīng)檢測，三十烷醇的含量為85_95%。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明采用微波強化作為主要催化條件，旨在縮短合成三十烷醇的時間。同時，采用KF/ Y -Al2O3型固體超強堿作為催化劑，由于其具有不溶于有機溶劑和循環(huán)使用的特點，是一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的催化劑，與氫氧化鈉和氫氧化鉀等傳統(tǒng)催化劑在微波條件下進(jìn)行比較，形成了一種以天然蜂蠟為原料高效、環(huán)保、低成本制備三十烷醇的生產(chǎn)工藝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0011]下面通過實例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0012]實施例1:
參照圖1，本發(fā)明微波、固體超強堿催化法從天然蜂蠟中提取三十烷醇的工藝，包括如下步驟:
1、量取25ml甲醇于10ml規(guī)格的石英圓底燒瓶中，將0.5g的蜂蠟與0.15g的催化劑KF/ Y -Al2O3 一同加入其中，在200至300W微波功率條件下回流加熱1min。
[0013]2、將反應(yīng)后含有三十烷醇、油酸甲酯、甲醇和催化劑的混合液從圓底燒瓶取出，通過過濾將固體超強堿回收。
[0014]3、過濾后的混合液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓蒸餾回收甲醇，設(shè)定溫度為50°C。
[0015]4、回收甲醇后的殘留物以乙酸乙酯為溶劑，采用重結(jié)晶法提純?nèi)榇?，得?0-60%,經(jīng)氣相色譜外標(biāo)法測定三十烷醇含量85-95%。
[0016]實施例2:
參照實施例1，本發(fā)明微波、固體超強堿催化法從天然蜂蠟中提取三十烷醇的工藝的放大試驗，包括如下步驟:
1.量取12.5升甲醇于30升規(guī)格的微波反應(yīng)器容器中，將0.25kg的蜂蠟與0.075kg的催化劑KF/ Y -Al2O3 一同加入其中，在6至9kw微波功率條件下回流加熱30min。
[0017]2.將反應(yīng)后含有三十烷醇、油酸甲酯、甲醇和催化劑的混合液從微波反應(yīng)器容器中放出，通過過濾將固體超強堿回收。
[0018]3.過濾后的混合液用50升濃縮設(shè)備減壓蒸餾回收甲醇，真空壓力控制在0.06至
0.08Mp,控制溫度在50°C以下。
[0019]4.回收甲醇后的殘留物以乙酸乙酯為溶劑，采用重結(jié)晶法提純?nèi)榇?，得?0-55%，經(jīng)氣相色譜外標(biāo)法測定三十烷醇含量85-95%。
【權(quán)利要求】
1.一種微波、固體超強堿催化法從天然蜂蠟中提取三十烷醇的工藝，其特征是:包括如下步驟: (1)取一定質(zhì)量的天然蜂蠟置于容器中，按1:50的固液比加入甲醇，再按天然蜂蠟質(zhì)量的30%的量加入KF/ Y -Al2O3固體強堿劑，數(shù)克級天然蜂蠟的反應(yīng)，以200-300W的微波功率條件下加熱回流1min,公斤級天然蜂臘的反應(yīng)，以6至9kw微波功率條件下回流加熱30min，在微波催化下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到三十烷醇+甲醇+油酸甲酯+催化劑的混合液； (2)將上述混合液過濾，回收KF/Y-Al2O3固體強堿劑，得三十烷醇+甲醇+油酸甲酯混合液； (3)將步驟(2)的混合液回旋蒸發(fā)，回收甲醇，得三十烷醇+油酸甲酯混合液； (4)將步驟(4)的混合液重結(jié)晶，即得三十烷醇。
2.用權(quán)利要求1所述的工藝提取的含量為85-95%的三十烷醇。
【文檔編號】C07C29/128GK104230655SQ201410482434
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】蘇小建, 何星基, 周佳 申請人:廣西師范大學(xué)