一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂及其制备方法与应用。该方法包括以下步骤：（1）将蒙脱土、脂肪酸、苯酚混合加热反应，得到含有酚羟基脂肪酸的混合物；（2）待步骤（1）所得混合物冷却后，洗涤，过滤，将所得滤液进行减压蒸馏，得到含酚羟基加成不饱和脂肪酸的混合物；（3）步骤（2）所得混合物经加氢，得到含酚羟基加成饱和脂肪酸的混合物；（4）将步骤（3）所得含酚羟基加成饱和脂肪酸的混合物进行分子蒸馏，得酚羟基脂肪酸抗氧化剂。本发明专利技术的方法简单，高效、环境友好，无需后处理，所制备的酚羟基脂肪酸作为一类抗氧化剂，具有热稳定性好,不易挥发失效,毒副作用较小,抗氧化效率高,抑菌效果好的特点，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及抗氧化剂领域，具体涉及一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
脂肪酸及其烷基酯是各种组合物如润滑剂、聚合物、溶剂、化妆品等的组成部分，它通常经过水解植物或者动物来源的甘油三酸酯获得。天然甘油三酸脂是甘油与具有10-24个碳原子的一般为直链的偶数羧酸形成的酯。最常见的是具有12、14、16或18个碳原子的脂肪酸。这些脂肪酸是饱和的或是含有一个或多个不饱和键。长直链饱和脂肪酸（C10：0和更高级的）在室温下为固体，这使它们在许多应用中难以处理，而不饱和长直链脂肪酸如油酸在室温下为液体，因此易于处理，但由于双键的存在而不稳定。一类改性长直链不饱和脂肪酸的方法是将其骨架异构化成支链脂肪酸，如将酚羟基在一个或多个任意位置与碳链主链相连。支链脂肪酸与直链不饱和脂肪酸的性能在许多方面都相似，但没有不稳定的缺点，且在常温下为液体，因此，对于许多应用，支链脂肪酸比直链脂肪酸更理想。比如针对目前人工合成的抗氧化剂热稳定性差,易挥发失效,毒副作用较大,抗氧化效率低,抑菌效果差的问题,本专利技术便提供了一种将支链脂肪酸作为抗氧化剂的制备方法。其方法简单,反应速度快,无需后处理，所制备的酚羟基脂肪酸碳链上的酚羟基官能团是极好的氢或电子供体，其枝接于脂肪酸长碳链上，形成的酚类游离基中间体的共振非定域作用，难以引发新的游离基或链反应，是优良的双亲性酚酸类抗氧化剂，能明显提高植物油的氧化稳定性，大大改善植物油的品质。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于提供一种高效、环境友好的酚羟基脂肪酸抗氧化剂及其制备方法。该方法是在蒙脱土催化脂肪酸和苯酚在高压反应釜中加热进行加成反应，其方法简单,反应速度快,无需后处理，是一种具有应用前景的制备方法。本专利技术的另一目的在于将上述制备方法制备得到的酚羟基脂肪酸作为一类抗氧化剂，具有热稳定性好,不易挥发失效,毒副作用较小,抗氧化效率高,抑菌效果好的特点。本专利技术的目的通过下述方案实现。一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将蒙脱土、不饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸酯、苯酚加入高压反应釜中，密封，充惰性气体保护，加热反应，得到含有酚羟基脂肪酸的混合物；（2）待步骤（1）所得混合物冷却后，用有机溶剂洗涤，分离固体催化剂，洗涤液经减压蒸馏除去有机溶剂和过量苯酚，得到含酚羟基加成不饱和脂肪酸的混合物；（3）步骤（2）所得混合物经加氢，得到含酚羟基加成饱和脂肪酸的混合物；（4）将步骤（3）所得含酚羟基加成饱和脂肪酸的混合物进行分子蒸馏，得酚羟基脂肪酸抗氧化剂。优选的，步骤（1）所述不饱和脂肪酸还可以由不饱和脂肪酸的烷基酯代替。进一步优选的，所述不饱和脂肪酸为含碳碳双键的脂肪酸或脂肪酸酯，如油酸、亚油酸、亚麻酸、月桂油酸、棕榈油酸、花生油酸、油酸甲酯、亚油酸甲酯等。优选的，步骤（1）所述蒙脱土为加成催化剂，用量为不饱和脂肪酸重量的3%～9%。优选的，步骤（1）所述不饱和脂肪酸与苯酚的摩尔比为1：（2～6）。优选的，步骤（1）中原料与蒙脱土接触至少60分钟。优选的，步骤（1）所述加热反应的时间为6h-8h。优选的，步骤（1）所述加热反应在160℃～200℃的温度下进行。优选的，步骤（3）所述加氢的具体步骤为：向步骤（2）所得含酚羟基加成不饱和脂肪酸的混合物中加入加氢催化剂，用甲醇稀释，密封，充氢气，常温下反应，用有机溶剂洗涤，分离固体催化剂，旋蒸，得到含有酚羟基脂肪酸的产物。优选的，步骤（4）所述分子蒸馏的温度为135℃，压力为1x10-3mBar，可得到纯度大于95%的酚羟基脂肪酸。由以上所述的制备方法得到的一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂。以上所述的一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂作为抗氧化剂在植物油中的应用，优选的，所述酚羟基脂肪酸抗氧化剂占植物油质量的0.1%～1%。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：（1）本专利技术制备酚羟基脂肪酸的方法简单、反应速度快、无需后处理，是一种具有应用前景的制备方法。（2）本专利技术中制备得到的酚羟基脂肪酸作为一类抗氧化剂，不含碳碳双键，具有热稳定性好,不易挥发失效,毒副作用较小,抗氧化效率高,抑菌效果好的特点。附图说明图1为实施例1-8制备的酚羟基脂肪酸分子结构图；图2为实施例1-4中不同量的抗氧化剂对植物油pov值的影响曲线图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂的制备方法及其应用，包括以下步骤：（1）将1.2g蒙脱土、40g油酸甲酯、19.236g苯酚（油酸甲酯与苯酚摩尔比为1：2）加入高压反应釜中，密封，充氩气惰性气体至0.4Mpa，加热到200℃，并在此温度下反应6h，得到含有异构化产物的混合物。（2）混合物冷却后，用乙酸乙酯洗涤，抽滤除去固体催化剂，得到的滤液加入去离子水在90℃下旋蒸。（3）取旋蒸后得到的剩余液体中的5g加入高压反应釜，加入1.5gPd/C加氢催化剂，用25ml甲醇稀释，密封，充氢气至0.4Mpa，常温下反应4h后，用乙酸乙酯洗涤，抽滤除去加氢催化剂，在75℃下旋蒸，得到含有酚羟基脂肪酸的粗产品，加氢后酚羟基脂肪酸碳骨架中不含碳碳双键，热稳定性好。（4）将步骤（3）所得含有酚羟基脂肪酸的粗产品进行分子蒸馏纯化，分子蒸馏温度为135℃，压力为1x10-3mBar，可得到纯度大于95%的酚羟基脂肪酸，酚羟基脂肪酸分子结构如图1所示，碳链长度为18，R为甲基。（5）将50g植物油置于80℃的烘箱内，采用烘箱法加速油脂氧化变质，25小时后过氧化值为17.7mmol·kg-1，73小时后过氧化值为27.1mmol·kg-1,221小时后过氧化值为131.9mmol·kg-1，如图2所示。实施例2一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂的制备方法及其应用，包括以下步骤：（1）将2.8g蒙脱土、40g油酸甲酯、19.236g苯酚（油酸甲酯与苯酚摩尔比为1：2）加入高压反应釜中，密封，充氮气惰性气体至0.4Mpa，加热到200℃，并在此温度下反应6h，得到含有异构化产物的混合物。（2）混合物冷却后，用乙酸乙酯洗涤，抽滤除去固体催化剂，得到的滤液加入去离子水在90℃下旋蒸。（3）取旋蒸后得到的剩余液体中的5g加入高压反应釜，加入1.5gPd/C加氢催化剂，用25ml甲醇稀释，密封，充氢气至0.4Mpa，常温下反应4h后，用乙酸乙酯洗涤，抽滤除去加氢催化剂，在75℃下旋蒸，得到含有酚羟基脂肪酸的粗产品。（4）将步骤（3）所得含有酚羟基脂肪酸的粗产品进行分子蒸馏纯化，分子蒸馏温度为135℃，压力为1x10-3mBar，可得到纯度大于95%的酚羟基脂肪酸，酚羟基脂肪酸分子结构如图1所示，碳链长度为18，R为甲基。（5）将占植物油质量为0.46%的抗氧化剂酚羟基脂肪酸与50g植物油混合，置于80℃的烘箱内，采用烘箱法加速油脂氧化变质，每隔一段时间测定其过氧化值，25小时后过氧化值为15.6mmol·kg-1，73小时后过氧化值为23.4mmol·kg-1,221小时后过氧化值为77.2mmol·kg-1，如图2所示。实施例3一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂的制备方法及其应用，包括以下步骤：（1）将2.8g蒙脱土、40g油酸甲酯、19.236g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将蒙脱土、不饱和脂肪酸、苯酚加入高压反应釜中，密封，充惰性气体保护，加热反应，得到含有酚羟基脂肪酸的混合物；（2）待步骤（1）所得混合物冷却后，洗涤，过滤，将所得滤液进行减压蒸馏，得到含酚羟基加成不饱和脂肪酸的混合物；（3）步骤（2）所得混合物经加氢，得到含酚羟基加成饱和脂肪酸的混合物；（4）将步骤（3）所得含酚羟基加成饱和脂肪酸的混合物进行分子蒸馏，得酚羟基脂肪酸抗氧化剂。

【技术特征摘要】
1.一种酚羟基脂肪酸抗氧化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将蒙脱土、不饱和脂肪酸、苯酚加入高压反应釜中，密封，充惰性气体保护，加热反应，得到含有酚羟基脂肪酸的混合物；（2）待步骤（1）所得混合物冷却后，洗涤，过滤，将所得滤液进行减压蒸馏，得到含酚羟基加成不饱和脂肪酸的混合物；（3）步骤（2）所得混合物经加氢，得到含酚羟基加成饱和脂肪酸的混合物；（4）将步骤（3）所得含酚羟基加成饱和脂肪酸的混合物进行分子蒸馏，得酚羟基脂肪酸抗氧化剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述不饱和脂肪酸还可以由不饱和脂肪酸的烷基酯代替。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述不饱和脂肪酸为油酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：严宗诚，陈义文，陈砺，董青，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44