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采用化学基团保护法选择性合成高纯度的单脂肪酸甘油酯(以下简称单甘酯),该方法工艺简单,产品纯度高,综合收率高于油脂醇解、脂肪酸直接酯化等方法。本论文包括脂肪酸甲酯的合成、1,2-O-异亚丙基甘油(以下简称保护甘油)的合成、酯交换反应以及脱保护生成单甘酯等单元反应。主要研究了磷钨杂多酸在脂肪酸甲酯以及固体碱在单甘酯合成过程中的催化效果,同时探讨了反应条件对产品纯度和产率的影响,并且对所合成的几种单甘酯的乳化性能进行了测定。
采用固体酸—磷钨杂多酸代替传统的硫酸做催化剂合成脂肪酸甲酯,反应条件温和,副反应少,后处理简单,产率达到91﹪左右,粗产品的色泽已达无色或白色,且无废液排放。这在脂肪酸甲酯的合成方面尚未见诸报道。
采用丙酮在固体酸—甲基苯磺酸催化下对甘油的1-、2-位羟基进行封闭制成保护甘油,选用与反应体系中各组分均有很好相溶性的氯仿为溶剂,并辅以索氏抽提器内置高效吸水剂无水Na2SO4随时脱除反应过程中生成的水的方法,使该步反应取得了95﹪左右的较高收率。所用原料的最佳比例为:甘油:丙酮:氯仿:对甲基苯磺酸=1:1.2:5.2:0.04。
采用均相和非均相两种类型的碱性催化剂催化保护甘油和三种脂肪酸甲酯的酯交换反应,再在固体酸/醇/水体系中解保护得目标产物—单甘酯。非均相固体碱KF/ZnO为浸渍法制得,负载量15﹪,煅烧温度600℃,碱强度在15.0与18.4之间。通过正交反应优化实验条件可得该步单硬脂酸甘油酯的产率为95.8﹪,综合收率82.8﹪,纯度93.6﹪;单棕榈酸甘油酯的产率为96.0﹪,综合收率83.0﹪,纯度93.9﹪;单月桂酸甘油酯的产率为96.6﹪,综合收率83.5﹪,纯度87.8﹪。
对所合成的几种单脂肪酸甘油酯产品进行了乳化性能的测定,结果得到单硬脂酸甘油酯、单棕榈酸甘油酯和单月桂酸甘油酯的乳化活力指数(EAI)分别为:0.539m2/g、0.864m2/g和0.964m2/g。
所有合成的中间产物和目标产物的结构均经核磁共振氢谱及红外光谱验证。