大豆磷脂乙氧基化物的合成方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及大豆磷脂乙氧基化物的合成方法,包括如下步驟:在催化劑存在下,以含大豆磷脂和脂肪醇的混合物為起始劑,使環(huán)氧乙烷發(fā)生開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)得到所述的大豆磷脂乙氧基化物,該方法工藝簡(jiǎn)單,得到的大豆磷脂乙氧基化物具有乳化性能和分散性能好的優(yōu)點(diǎn),可用于大豆磷脂乙氧基化物的工業(yè)生產(chǎn)中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】大豆磷脂乙氧基化物的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及大豆磷脂乙氧基化物的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 大豆磷脂富含不飽和脂肪酸、膽堿、肌醇等營(yíng)養(yǎng)成分,是一種純天然的高營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化 齊IJ,對(duì)脂肪代謝、肌肉生長(zhǎng)、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和體內(nèi)抗氧傷害等方面發(fā)揮相當(dāng)重要的作用。大 豆磷脂同時(shí)也是一種天然的表面活性劑,其分子由親水的極性基團(tuán)和疏水的非極性基團(tuán)組 成,故其具有乳化、分散、潤(rùn)濕、速溶、抗氧化及抗老化等性能,被廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī) 藥、石油、輕工、植物保護(hù)、飼料以及日化等行業(yè)中。
[0003] 大豆磷脂雖然是良好的天然表面活性劑,但因其親水親油平衡值HLB值低,在水 相體系中分散性較差,并且乳化和親水性能不佳,這一性能的不足使其應(yīng)用范圍受到很大 限制。若將其進(jìn)行改性處理,可提高其親油親水平衡值,增加大豆磷脂的乳化、分散等性能。
[0004] CN 00110396. 2提供了一種大豆磷脂進(jìn)行乙?;土u基化的改性制備方法。
[0005] CN 200310113033. 9提供了一種酶改性大豆磷脂的制備方法。
[0006] CN 201110278485. 7提供了一種在二氧化碳超臨界狀態(tài)下制備高度乙?;蠖沽?脂的方法。
[0007] CN 201410276566. 7提供了一種羥基化改性大豆磷脂的制備方法。
[0008] 現(xiàn)有對(duì)大豆磷脂化學(xué)改性的主要方法有:?;?、羥基化、酰羥化和羥基乙氧基化 等,在這些改性方法中涉及到乙氧基化改性的不多,基本上使用的是羥基乙氧基化間接合 成改性磷脂或是在活化后的磷脂中引入聚乙二醇基團(tuán)合成改性磷脂,合成工藝復(fù)雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是現(xiàn)有大豆磷脂改性方法工藝復(fù)雜的問(wèn)題,提供一 種大豆磷脂乙氧基化物的合成方法,該方法具有工藝簡(jiǎn)單、而且得到的產(chǎn)物具有良好的乳 化性能和分散性能的優(yōu)點(diǎn)。
[0010] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是提供上述技術(shù)問(wèn)題之一所述的合成方法得到 大豆磷脂乙氧基化物。
[0011] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之三是上述技術(shù)問(wèn)題之二所述的大豆磷脂乙氧基化 物作為乳化劑的應(yīng)用。
[0012] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之四是上述技術(shù)問(wèn)題之二所述的大豆磷脂乙氧基化 物作為分散劑的應(yīng)用。
[0013] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題之一,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:大豆磷脂乙氧基化物的合成 方法,包括如下步驟:
[0014] 在催化劑存在下,以含大豆磷脂和脂肪醇的混合物為起始劑,使環(huán)氧乙烷發(fā)生開(kāi) 環(huán)聚合反應(yīng)得到所述的大豆磷脂乙氧基化物。所述脂肪醇可以為一元醇、二元醇、三元醇或 多元醇中的至少一種,但優(yōu)選一元醇。
[0015] 上述技術(shù)方案中,所述的脂肪醇優(yōu)選為C1?C2tl的脂肪醇。更優(yōu)選C 8?C18的脂肪 醇,更更優(yōu)選Cltl?C18的脂肪醇。例如但不限于棕櫚醇、油醇、硬脂醇、亞油醇中的一種或幾 種混合物。
[0016] 上述技術(shù)方案中,所述起始劑中脂肪醇與大豆磷脂的重量比優(yōu)選為0. 05?0. 70。 更優(yōu)選〇· 10?〇· 40。
[0017] 上述技術(shù)方案中,所述的催化劑優(yōu)選為堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、烷氧 基鉀、烷氧基鈉中的一種或幾種混合物、堿金屬羧酸鹽、堿土金屬羧酸鹽中的一種或幾種混 合物。例如但不限于氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋇、甲醇鈉、乙醇鈉。催化劑用量為反應(yīng)物 總重量的0. 1 %?2%,更優(yōu)選為0. 1 %?0. 6%,所述反應(yīng)物的重量包括起始劑的重量和環(huán) 氧乙烷總的加入量。
[0018] 上述技術(shù)方案中,所述的環(huán)氧乙烷用量?jī)?yōu)選為大豆磷脂重量的30%?300%;更優(yōu) 選為50%?150%。
[0019] 上述技術(shù)方案中,所述的反應(yīng)溫度優(yōu)選為IKTC?160°C。
[0020] 上述技術(shù)方案中,反應(yīng)壓力優(yōu)選為0· IMPa?0· 4MPa。
[0021] 作為本發(fā)明的具體實(shí)施方案,包括:
[0022] 將大豆磷脂和脂肪醇投入到反應(yīng)釜中并向其中投入催化劑,在0. IMPa?0. 4MPa 的反應(yīng)壓力和IKTC?160°C的反應(yīng)溫度下與環(huán)氧乙烷進(jìn)行聚合反應(yīng),對(duì)反應(yīng)產(chǎn)品進(jìn)行真 空處理及精制,得到大豆磷脂乙氧基化物。
[0023] 以包括大豆磷脂和脂肪醇的混合物為起始劑直接通入環(huán)氧乙烷進(jìn)行乙氧基化改 性的合成方法,該方法所使用的合成方式為一步法合成,具有合成工藝簡(jiǎn)單、操作方便和對(duì) 設(shè)備要求低等特點(diǎn)。而且得到的產(chǎn)物具有良好的乳化性能和分散性能。
[0024] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題之二,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:采用上述技術(shù)問(wèn)題之一的技 術(shù)方案中任一項(xiàng)所述的方法得到的大豆磷脂乙氧基化物。
[0025] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題之三,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:上述技術(shù)問(wèn)題之二的技術(shù)方 案中所述的大豆磷脂乙氧基化物作為乳化劑的應(yīng)用。
[0026] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題之四,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:上述技術(shù)問(wèn)題之二的技術(shù)方 案中所述的大豆磷脂乙氧基化物作為作為分散劑的應(yīng)用。例如但不限于作為鈣皂分散劑的 應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 【實(shí)施例1】
[0028] 向帶有攪拌、電加熱外套和內(nèi)部水冷盤(pán)管的干燥的2L反應(yīng)釜中投入大豆磷脂 200g、棕櫚醇IOg和氫氧化鉀0. 3g,密封反應(yīng)釜。用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次,開(kāi)啟攪 拌,升溫至85°C在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理60min,然后升溫至IKTC并維持此溫度,緩緩地 通入環(huán)氧乙烷60g,通過(guò)控制環(huán)氧乙烷的速度保持反應(yīng)壓力為0. IMPa,在IKTC熟化1小時(shí), 然后對(duì)反應(yīng)釜在-〇. 〇8MPa進(jìn)行真空處理并同時(shí)冷卻至60°C,停止攪拌,打開(kāi)反應(yīng)釜得大豆 磷脂乙氧基化物產(chǎn)品。
[0029] 【比較例1】
[0030] 向帶有攪拌、電加熱外套和內(nèi)部水冷盤(pán)管的干燥的2L反應(yīng)釜中投入大豆磷脂 210g和氫氧化鉀0. 3g,密封反應(yīng)釜。用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次,開(kāi)啟攪拌,升溫至 85°C在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理60min,然后升溫至IKTC并維持此溫度,通入環(huán)氧乙燒,壓 力迅速升高并不隨時(shí)間下降,說(shuō)明單純以大豆磷脂為起始劑不發(fā)生反應(yīng)。
[0031] 【比較例2】
[0032] 向帶有攪拌、電加熱外套和內(nèi)部水冷盤(pán)管的干燥的2L反應(yīng)釜中投入棕櫚醇39g 和氫氧化鉀〇.3g,密封反應(yīng)釜。用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次,開(kāi)啟攪拌,升溫至85°C 在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理60min,然后升溫至IKTC并維持此溫度,緩緩地通入環(huán)氧乙烷 234g,通過(guò)控制環(huán)氧乙烷的速度保持反應(yīng)壓力為0. IMPa,在IKTC熟化1小時(shí),然后對(duì)反應(yīng) 釜在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理并同時(shí)冷卻至60°C,停止攪拌,打開(kāi)反應(yīng)釜得棕櫚醇乙氧基化 物產(chǎn)品。
[0033] 【實(shí)施例2】
[0034] 向帶有攪拌、電加熱外套和內(nèi)部水冷盤(pán)管的干燥的2L反應(yīng)釜中投入大豆磷脂 200g、棕櫚醇50g和氫氧化鉀5. lg,密封反應(yīng)釜。用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次,開(kāi)啟攪 拌,升溫至85°C在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理60min,然后升溫至145°C并維持此溫度,緩緩地 通入環(huán)氧乙烷260g,通過(guò)控制環(huán)氧乙烷的速度保持反應(yīng)壓力為0. 2MPa,在145°C熟化1小 時(shí),然后對(duì)反應(yīng)釜在-〇. 〇8MPa進(jìn)行真空處理并同時(shí)冷卻至60°C,停止攪拌,打開(kāi)反應(yīng)釜得 大豆磷脂乙氧基化物產(chǎn)品。
[0035] 【實(shí)施例3】
[0036] 向帶有攪拌、電加熱外套和內(nèi)部水冷盤(pán)管的干燥的2L反應(yīng)釜中投入大豆磷脂 200g、棕櫚醇90g和氫氧化鉀3. 4g,密封反應(yīng)釜。用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次,開(kāi)啟攪 拌,升溫至85°C在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理60min,然后升溫至125°C并維持此溫度,緩緩地 通入環(huán)氧乙燒400g,通過(guò)控制環(huán)氧乙燒的速度保持反應(yīng)壓力為0. 3MPa,在125°C熟化1小 時(shí),然后對(duì)反應(yīng)釜在-〇. 〇8MPa進(jìn)行真空處理并同時(shí)冷卻至60°C,停止攪拌,打開(kāi)反應(yīng)釜得 大豆磷脂乙氧基化物產(chǎn)品。
[0037] 【實(shí)施例4】
[0038] 向帶有攪拌、電加熱外套和內(nèi)部水冷盤(pán)管的干燥的2L反應(yīng)釜中投入大豆磷脂 200g、棕櫚醇140g和氫氧化鉀18. 8g,密封反應(yīng)釜。用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次,開(kāi)啟 攪拌,升溫至85°C在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理60min,然后升溫至160°C并維持此溫度,緩緩 地通入環(huán)氧乙燒600g,通過(guò)控制環(huán)氧乙燒的速度保持反應(yīng)壓力為0. 4MPa,在160°C熟化1小 時(shí),然后對(duì)反應(yīng)釜在-〇. 〇8MPa進(jìn)行真空處理并同時(shí)冷卻至60°C,停止攪拌,打開(kāi)反應(yīng)釜得 大豆磷脂乙氧基化物產(chǎn)品。
[0039] 【比較例3】
[0040] 向帶有攪拌、電加熱外套和內(nèi)部水冷盤(pán)管的干燥的2L反應(yīng)釜中投入棕櫚醇180g 和氫氧化鉀18. 8g,密封反應(yīng)釜。用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次,開(kāi)啟攪拌,升溫至85°C 在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理60min,然后升溫至160°C并維持此溫度,緩緩地通入環(huán)氧乙烷 771g,通過(guò)控制環(huán)氧乙烷的速度保持反應(yīng)壓力為0. 4MPa,在160°C熟化1小時(shí),然后對(duì)反應(yīng) 釜在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理并同時(shí)冷卻至60°C,停止攪拌,打開(kāi)反應(yīng)釜得棕櫚醇乙氧基化 物產(chǎn)品。
[0041] 【實(shí)施例5】
[0042] 向帶有攪拌、電加熱外套和內(nèi)部水冷盤(pán)管的干燥的2L反應(yīng)釜中投入大豆磷脂 2〇〇g、棕櫚醇13g、油醇13g、亞油醇12g、硬脂醇12g和氫氧化鉀2. 6g,密封反應(yīng)釜。用氮?dú)?置換反應(yīng)釜中的空氣三次,開(kāi)啟攪拌,升溫至85°C在-0. 08MPa進(jìn)行真空處理60min,然后升 溫至145°C并維持此溫度,緩緩地通入環(huán)氧乙烷260g,通過(guò)控制環(huán)氧乙烷的速度保持反應(yīng) 壓力為0. 2MPa,在145°C熟化1小時(shí),然后對(duì)反應(yīng)釜在-0. 08MPa進(jìn)行真空處理并同時(shí)冷卻 至60°C,停止攪拌,打開(kāi)反應(yīng)釜得大豆磷脂乙氧基化物產(chǎn)品。
[0043] 【實(shí)施例6】
[0044] 向帶有攪拌、電加熱外套和內(nèi)部水冷盤(pán)管的干燥的2L反應(yīng)釜中投入大豆磷脂 2〇〇g、棕櫚醇50g、氫氧化鉀0. 5g、氫氧化鈉0. 5g、氫氧化鋇0. 5g、甲醇鈉0. 5g、乙醇鈉 0. 5g,密封反應(yīng)釜。用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次,開(kāi)啟攪拌,升溫至85°C在-0. 08MPa進(jìn) 行真空處理60min,然后升溫至145°C并維持此溫度,緩緩地通入環(huán)氧乙烷260g,通過(guò)控制 環(huán)氧乙烷的速度保持反應(yīng)壓力為0. 2MPa,在145°C熟化1小時(shí),然后對(duì)反應(yīng)釜在-0. 08MPa 進(jìn)行真空處理并同時(shí)冷卻至60°C,停止攪拌,打開(kāi)反應(yīng)釜得大豆磷脂乙氧基化物產(chǎn)品。
[0045] 【實(shí)施例7】
[0046] 與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于用等重量的甘油替換棕櫚醇,具體為:
[0047] 向帶有攪拌、電加熱外套和內(nèi)部水冷盤(pán)管的干燥的2L反應(yīng)釜中投入大豆磷脂 200g、甘油IOg和氫氧化鉀0. 3g,密封反應(yīng)釜。用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次,開(kāi)啟攪拌, 升溫至85°C在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理60min,然后升溫至IKTC并維持此溫度,緩緩地通入 環(huán)氧乙烷60g,通過(guò)控制環(huán)氧乙烷的速度保持反應(yīng)壓力為0. IMPa,在IKTC熟化1小時(shí),然后 對(duì)反應(yīng)釜在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理并同時(shí)冷卻至60°C,停止攪拌,打開(kāi)反應(yīng)釜得大豆磷脂 乙氧基化物產(chǎn)品。
[0048] 【實(shí)施例8】
[0049] 與實(shí)施例4的區(qū)別僅在于用等量的甘油替換棕櫚醇,具體為:
[0050] 向帶有攪拌、電加熱外套和內(nèi)部水冷盤(pán)管的干燥的2L反應(yīng)釜中投入大豆磷脂 200g、甘油140g和氫氧化鉀18. 8g,密封反應(yīng)釜。用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣三次,開(kāi)啟攪 拌,升溫至85°C在-0. OSMPa進(jìn)行真空處理60min,然后升溫至160°C并維持此溫度,緩緩地 通入環(huán)氧乙燒600g,通過(guò)控制環(huán)氧乙燒的速度保持反應(yīng)壓力為0. 4MPa,在160°C熟化1小 時(shí),然后對(duì)反應(yīng)釜在-〇. 〇8MPa進(jìn)行真空處理并同時(shí)冷卻至60°C,停止攪拌,打開(kāi)反應(yīng)釜得 大豆磷脂乙氧基化物產(chǎn)品。
[0051] 對(duì)實(shí)施例1?8以及比較例2?3得到的產(chǎn)品以及某些產(chǎn)品混合物進(jìn)行乳化性能 和分散性能測(cè)試。
[0052] 乳化性能測(cè)試方法為:在25°C室溫下,稱取0. Ig的試樣溶解在50mL苯中,將溶解 好的溶液轉(zhuǎn)移到IOOmL具塞的量筒內(nèi),再用移液管吸取50mL蒸餾水于同一量筒內(nèi),用手握 緊玻璃塞,上下猛烈振動(dòng)50次后,用秒表記錄油水相分出IOmL的時(shí)間,作為乳化力的比較。
[0053] 分散性能的測(cè)試方法采用鈣皂分散力的分散指數(shù)法測(cè)定其LSDP%,該值愈低,分 散力愈強(qiáng),具體測(cè)試方法如下:在25°C室溫下,吸取5mL油酸鈉溶液于IOOmL具塞量筒中, 加入適量的2. 5g/L試驗(yàn)溶液,加入IOmL硬水(硬水以lgCa2C03/L計(jì)算硬度,將0.665g無(wú) 水氯化興及0. 986g七水硫酸鎂溶于蒸饋水中,再稀釋至IOOOmL),再加水至30mL加塞,倒 轉(zhuǎn)20次,每次均回到起始位置,靜置30s,觀察鈣皂粒的情況,如在透明溶液間有凝聚沉淀, 說(shuō)明分散劑的用量不夠,應(yīng)增加分散劑的用量,使凝物在管中全部分散,直至量筒中呈半透 明,無(wú)大塊凝聚物存在即為重點(diǎn)。LSDP(%)的計(jì)算公式如下:
[0054]
【權(quán)利要求】
1. 大豆磷脂乙氧基化物的合成方法,包括如下步驟: 在催化劑存在下,以含大豆磷脂和脂肪醇的混合物為起始劑,使環(huán)氧乙烷發(fā)生開(kāi)環(huán)聚 合反應(yīng)得到所述的大豆磷脂乙氧基化物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法,其特征是所述的脂肪醇為C1?C2tl的脂肪醇。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法,其特征是所述起始劑中脂肪醇與大豆磷脂的重量 比為0? 05?0? 70。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法,其特征是所述的催化劑為堿金屬氫氧化物、堿土 金屬氫氧化物、烷氧基鉀、烷氧基鈉、堿金屬羧酸鹽、堿土金屬羧酸鹽中的一種或幾種混合 物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法,其特征在于:所述的環(huán)氧乙烷用量為大豆磷脂重 量的30%?300%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法,其特征在于:所述的反應(yīng)溫度為IKTC?160°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的合成方法,其特征在于:反應(yīng)壓力為0. IMPa?0. 4MPa。
8. 采用權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的合成方法得到的大豆磷脂乙氧基化物。
9. 權(quán)利要求8所述的大豆磷脂乙氧基化物作為乳化劑的應(yīng)用。
10. 權(quán)利要求8所述的大豆磷脂乙氧基化物作為分散劑的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B01F17/42GK104311815SQ201410603278
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】侯海育, 張江峰, 林真意, 朱學(xué)文, 徐興建, 李文貢 申請(qǐng)人:上海多綸化工有限公司