一种Zn-SBA-15复合材料的制备方法及其在合成结构磷脂中的应用技术

本发明专利技术公开了一种Zn‑SBA‑15复合材料的制备方法，以SBA‑15、可溶性锌盐和无水有机溶剂为原料，通过浸渍法将金属锌负载到SBA‑15分子筛上，该法制备的复合材料具有较大的比表面积和较强的酸性。本发明专利技术还公开了Zn‑SBA‑15复合材料在合成结构磷脂中的应用，以磷脂和脂肪酸为原料，在Zn‑SBA‑15的催化下，得到富含不同碳链长度脂肪酸的结构磷脂。本发明专利技术涉及的催化剂制备方法具有成本低、产物催化性能高等优点，符合绿色化工的发展趋势。本发明专利技术涉及的改性磷脂合成方法具有经济、环保、高效等优点，可解决酶法存在的酶源价格昂贵、不易回收利用、反应条件不宽泛等缺点，最终改进结构磷脂的制备方法。

Preparation of a Zn-SBA-15 Composite and Its Application in the Synthesis of Structural Phospholipids

The invention discloses a preparation method of Zn SBA 15 composite material, which takes SBA 15, soluble zinc salt and anhydrous organic solvent as raw materials and loads metal zinc onto SBA 15 molecular sieve by impregnation method. The prepared composite material has large specific surface area and strong acidity. The invention also discloses the application of Zn SBA 15 composite material in the synthesis of structured phospholipids. The structured phospholipids rich in fatty acids with different carbon chain lengths are obtained by using phospholipids and fatty acids as raw materials and catalyzed by Zn SBA 15. The preparation method of the catalyst has the advantages of low cost and high catalytic performance of the product, which is in line with the development trend of green chemical industry. The modified phospholipid synthesis method has the advantages of economy, environmental protection, high efficiency, etc. It can solve the shortcomings of enzymatic method, such as expensive enzyme source, difficult recycling and wide reaction conditions, and ultimately improve the preparation method of structured phospholipids.

【技术实现步骤摘要】
一种Zn-SBA-15复合材料的制备方法及其在合成结构磷脂中的应用
本专利技术涉及催化剂的制备方法与应用，特别涉及一种Zn-SBA-15复合材料的制备方法及其在合成结构磷脂中的应用。
技术介绍
磷脂是细胞膜的基本组成成分，能够维持细胞膜通透性和促进细胞内氧的传递，对维持生物膜的生理活性和机体的正常代谢起关键作用，是重要的生命基础物质。磷脂能够增强记忆力，是健脑活性因子；磷脂还能够抗御脂肪肝、酒精肝，具备血管清道夫、增强骨骼机能等多种功能。此外，磷脂还是一种天然的两性表面活性剂，具有乳化、分散、润湿等多种性能，还可降低皮肤表面张力。因此，磷脂在化妆品、医药、食品、皮革、工业助剂、精细化工等诸多领域具有大量的应用。天然磷脂存在范围较广泛，蛋黄、大豆、动物内脏器官中都存在磷脂，其中大豆磷脂因具有生产方法简单、产量大、价格低廉等优点在日常生活和工业生产中应用最多。天然磷脂在实际应用过程中存在以下缺点，如：稳定性不好，不耐高温，100℃以下即氧化分解，280℃有黑色沉淀生成；天然磷脂结构中包含有机胺端、亲水的磷酸和疏水的脂端，但亲油亲水平衡值小，吸水膨胀为胶体、不易溶于水；天然磷脂的特性是乳化性，在热水及偏碱性条件下，会产生乳化力增强的水包油现象，但其乳化性不足以满足实际应用、仍有待提高；天然磷脂在食品领域中应用时，过多的脂肪能量摄入会限制磷脂的使用范围；天然磷脂在医药领域中应用时，极少采用具有特定功能的磷脂来包覆药物活性成分进而起到协同作用。天然磷脂的上述缺点严重限制了在实际生产中的广泛应用，对其进行结构改造，能够有效改进天然磷脂的相关性能，从而更好地解决上述应用问题。通过酶法或化学法进行天然磷脂的脂肪酸重组，该酯交换方法具有原料易得、操作简单、对生产设备要求低等优点而备受关注，且新型结构磷脂产品的稳定性、乳化性、生物活性等相关性能均得到极大提高。富含短碳链脂肪酸(C1～C5)的改性磷脂能够克服天然磷脂易被氧化变性的缺点，同时增加了天然磷脂所不具备的抗炎附加功能；富含中碳链脂肪酸(C6～C12)的改性磷脂具有降血脂、保肝、减肥等附加功能。富含长碳链脂肪酸(＞C12)的改性磷脂因具有多种功能而得到大量研究，尤其是富含n-3、n-6型多不饱和脂肪酸中的α-亚麻酸(ALA)、二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳五烯酸(DPA)、γ-亚麻酸(GLA)、亚油酸(LA)或花生四烯酸(ARA)的结构磷脂最具特点，其作为保健食品领域中的功能因子具有多重生物活性，如：具有促进婴幼儿大脑和视网膜发育，预防或减轻动脉粥样硬化和冠心病，降血脂和降血压等多种功能；富含n-7、n-9型单不饱和脂肪酸(分别以棕榈油酸(POA)和油酸(OA)为代表)的改性磷脂具有降低糖尿病、冠心病风险，减肥，治疗皮肤损伤等特殊功能。天然磷脂与上述不同碳链长度脂肪酸通过酯交换反应制得的新型结构磷脂，除具有特殊的生物活性，还兼具表面活性剂的相关性能，且能够克服天然磷脂的诸多缺点，是目前化妆品、医药、精细化工、食品等诸多领域的研究热点，这将对特种或功能性表面活性剂的绿色合成发展具有极大的促进作用，同时对表面活性剂领域的创新应用会产生重要而深远的影响。化学法和酶促法是制备结构脂质最常用的两种方法。近年来，酶催化合成结构脂质得到大量研究，此反应过程中可高效地生产某种特殊的改性脂质，但缺点是生物催化剂脂肪酶或磷脂酶的价格昂贵、不易回收利用、反应条件不宽泛等。相比较而言，多相催化剂因具有制备方法简单、绿色环保、容易回收利用等优点而越来越多地应用于结构脂质的制备过程，其中固体酸催化合成结构脂质避免了酶法的诸多缺点，具有催化活性好、选择性高、价格低廉等优点而得到大量使用。固体酸催化剂中的SBA-15介孔二氧化硅分子筛，因具有独特的孔道结构、大孔容孔径、高比表面积等优势而得到广泛研究；通常以SBA-15和可溶性金属盐为原料，采用浸渍法将金属负载到SBA-15介孔分子筛材料中，使得到的改性SBA-15复合材料同时具备较高比表面积和较强酸性位点的优势。目前，负载金属的改性SBA-15复合材料在催化酯交换反应制备结构磷脂中的应用受到学术和工业领域的广泛重视。
技术实现思路
本专利技术的目的在于制备一种Zn-SBA-15复合材料，将其作为催化剂有效地制备结构磷脂，降低合成结构磷脂的成本，改善原有的制备方法。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种Zn-SBA-15复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、称取SBA-15、可溶性锌盐和无水有机溶剂1混匀，搅拌12～24h，转速600～1000r/min，抽滤得沉淀，并用4～12倍沉淀重量的有机溶剂2抽滤洗涤所得沉淀，在真空度-0.01～-0.08MPa、温度30～90℃条件下干燥6～10h备用；其中，所述SBA-15、可溶性锌盐和无水有机溶剂1的重量比为(23～27):(1～3)：(1800～2200)；S2、将步骤S1所得干燥的沉淀置于马弗炉，并以5～10℃/min加热至300～600℃煅烧5～9h，得Zn-SBA-15复合材料。优选方式下，步骤S1所述可溶性锌盐为氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、醋酸锌中的一种。优选方式下，步骤S1所述无水有机溶剂1为无水乙醇、无水甲醇、无水丙醇、无水丁醇、无水甲苯、无水乙苯中的一种。优选方式下，步骤S1所述无水有机溶剂2为无水乙醇、无水甲醇、无水丙醇、无水丁醇中的一种。优选方式下，步骤S1中所述SBA-15的制备方法，包括如下步骤：S11、按照重量比为(4～6):(28～30):(7～9)称取模板剂、盐酸和去离子水混合，40～70℃搅拌4～6h，转速600～1000r/min，直至溶液澄清；其中，盐酸的浓度为1～3mol/L；S12、称取正硅酸某酯，逐滴加入到步骤S11所得溶液中，40～70℃搅拌20～30h，使其混合均匀，并充分反应；其中，步骤S12所述正硅酸某酯和模板剂的添加重量之比为(4～6):(2～4)；S13、将步骤S12所得混合液转移到以聚四氟乙烯作内衬的不锈钢水热反应釜中，置于90～110℃中晶化24～48h，冷却至室温后，进行真空抽滤，所得滤饼用去离子水洗至中性；S14、将步骤S13所得滤饼置于滤纸自然晾干，随后将干燥的滤饼于500～600℃锻烧5～7h，即得到活化的SBA-15。优选方式下，步骤S11所述模板剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(P123)，三嵌段共聚物(F127)中的一种。优选方式下，步骤S12所述的正硅酸某酯为正硅酸甲酯，正硅酸乙酯，正硅酸丙酯中的一种。本专利技术的另一目的是，将Zn-SBA-15复合材料作为多相催化剂，应用于结构磷脂的酯交换制备反应中，包括如下步骤：S1、按摩尔比1:(5～50)称取磷脂与脂肪酸混合，添加Zn-SBA-15复合材料，40～70℃反应4～8h，取上清液；所述Zn-SBA-15复合材料的添加量为磷脂和脂肪酸总重量的3％～12％；其中，所述磷脂为磷脂酰胆碱、磷脂酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇中的一种或多种，通式如下：所述脂肪酸为中短碳链脂肪酸、n-3型多不饱和脂肪酸、n-6型多不饱和脂肪酸、n-7型单不饱和脂肪酸、n-9型单不饱和脂肪酸中的一种；其中，中短碳链脂肪酸通式为Cm:n，m代表脂肪酸的碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Zn‑SBA‑15复合材料在合成结构磷脂中的应用，其特征在于，包括以下步骤：S1、按摩尔比1:(5～50)称取磷脂与脂肪酸混合，添加Zn‑SBA‑15复合材料，40～70℃反应4～8h，取上清液；所述Zn‑SBA‑15复合材料的添加量为磷脂和脂肪酸总重量的3％～12％；其中，所述磷脂为磷脂酰胆碱、磷脂酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇中的一种或多种，通式如下：

【技术特征摘要】
1.一种Zn-SBA-15复合材料在合成结构磷脂中的应用，其特征在于，包括以下步骤：S1、按摩尔比1:(5～50)称取磷脂与脂肪酸混合，添加Zn-SBA-15复合材料，40～70℃反应4～8h，取上清液；所述Zn-SBA-15复合材料的添加量为磷脂和脂肪酸总重量的3％～12％；其中，所述磷脂为磷脂酰胆碱、磷脂酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇中的一种或多种，通式如下：所述脂肪酸为中短碳链脂肪酸、n-3型多不饱和脂肪酸、n-6型多不饱和脂肪酸、n-7型单不饱和脂肪酸、n-9型单不饱和脂肪酸中的一种；其中，所述中短碳链脂肪酸通式为Cm:n，m代表脂肪酸的碳原子数，n代表脂肪酸的双键数，且同时满足1≤m≤11，0≤n≤11，n≤(m-1)/2的整数部分；所述n-3型多不饱和脂肪酸为不饱和脂肪酸结构中的第一个不饱和键出现在碳链甲基端的第三位，n-6型多不饱和脂肪酸为不饱和脂肪酸结构中的第一个不饱和键出现在碳链甲基端的第六位，n-7型单不饱和脂肪酸为不饱和脂肪酸结构中的第一个不饱和键出现在碳链甲基端的第七位，n-9型单不饱和脂肪酸为不饱和脂肪酸结构中的第一个不饱和键出现在碳链甲基端的第九位；所述n-3型多不饱和脂肪酸、n-6型多不饱和脂肪酸、n-7型单不饱和脂肪酸和n-9型单不饱和脂肪酸记为CM:N，M代表脂肪酸的碳原子数，N代表脂肪酸的双键数，且同时满足16≤M≤22，1≤N≤6；S2、将步骤S1所述上清液添加有机溶剂1，收集沉淀；取有机溶剂2洗涤所述沉淀，在真空度-0.01～-0.08MPa、温度30～70℃条件下干燥4～10h，得结构磷脂混合物；所述有机溶剂1和步骤S1所述磷脂的重量比为(7～12):(1～3)，所述有机溶剂2和有机溶剂1的重量比为1:(1～2)；所述有机溶剂1和有机溶剂2是相同的溶剂，为甲醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯、正己烷、丙酮、二氧六环、四氢呋喃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张江华，杨莎莎，朱蓓薇，张绍印，周大勇，崔励，王大鸷，贾进，王璐，姜广艺，
申请(专利权)人：大连工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21