一种水溶性高级脂肪醇磷酸酯钾的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水溶性高级脂肪醇磷酸酯钾的制备方法，包括溶解混合、磷酸化反应、中和反应等步骤。本发明专利技术通过引入溶剂可有效降低酯化反应的剧烈程度，整体反应温和，可有效避免现有五氧化二磷方法中因控温困难体系温度过高导致脂肪醇炭化、进而导致的产品色泽加深的现象。本发明专利技术根据反应动力学在中和反应步骤中引入醇类溶剂可以使反应物接触更加充分，同时将生成的磷酸酯钾盐通过沉淀方式析出，保证了反应顺利进行，降低了后续的分离纯化的难度。本发明专利技术在保证产品质量的前提下，省去酯化反应后的水解步骤，使整体工艺流程更加简单，提高了整体生产效率。了整体生产效率。了整体生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性高级脂肪醇磷酸酯钾的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种水溶性高级脂肪醇磷酸酯钾的制备方法。

技术介绍

[0002]高级脂肪醇（C
n
H
2n+1
OH）又称高碳脂肪醇，一般指碳原子数在六个以上的一元脂肪醇，是生产增塑剂和表面活性剂的重要原料。碳原子数在二十二个以上的高级脂肪醇针对动植物更具有独特的生理活性，因此早在上世纪70年代日本就开始了针对碳原子数在二十二个以上的高级脂肪醇做鱼类、虾类饲料添加剂的研究，国内的相关研究起始于上世纪80年代。经过相关研究发现：二十二烷醇具有于抑制前列腺肿瘤的功效；二十四烷醇可增强神经因子的机能；二十六烷醇具有抗胆固醇降血脂的作用；二十八烷醇具有抗疲劳、降血脂、增强机体代谢率等功效；三十烷醇是一种新型天然植物生长调节剂，具有提高叶绿素含量、增强光合作用从而促进植物生长等多种功效。上述研究表明碳原子数在二十二个以上的高级脂肪烷醇在水产农业养殖、医药、保健品等方面具有巨大的潜力。
[0003]但是碳原子数在二十二个以上的高级脂肪醇由于碳链数过长导致其不溶于水，在水中的分散性很差，这一特性极大限制了其在实际生产中的应用。例如二十八烷醇将其用作饲料添加剂时，由于二十八烷醇添加量较低导致出现了难以混合均匀、饲料效果不稳定的问题；在研制二十八烷醇运动功能饮料时，因二十八烷醇难溶于水，在水中的分散性很差，需要添加大量乳化剂后再进行乳化、均质等复杂操作才能起到乳化稳定作用。因此如何改善其在水中的分散性是亟需解决的首要问题。
[0004]以脂肪醇为原料生产的磷酸酯是一种由单磷酸酯（MAP）、双磷酸酯（DAP）以及磷酸（PA）组成的混合物，其中MAP具有较强的亲水能力和发泡能力，DAP具有良好的平滑性以及亲油性。磷酸酯本身不易溶于水，但中和成钾盐后与水形成的水包油(O/W)型乳液易于与水结合，在水中的分散性好且稳定。综合以上两方面因素，将高级脂肪醇制备成具有较高含量MAP的高级脂肪醇磷酸酯进而制备成钾盐可有效改善高级脂肪醇在水中的分散性差的问题。
[0005]现有技术中，五氧化二磷法采用先加入脂肪醇原料加热升温至呈液体或熔融态，然后加入五氧化二磷固体直接进行酯化反应。上述酯化反应为非均相放热反应，整体反应剧烈，通常伴随有聚磷酸酯和焦磷酸酯等副产物生成，在少量水及一定条件下，上述聚磷酸酯和焦磷酸酯可水解为正磷酸酯。即通过在酯化反应后加入水解步骤可以提高磷酸酯中MAP的含量；同时酯化反应放热量巨大导致在反应过程中要注意冷却降温，因为温度过高易使脂肪醇炭化，产品色泽加深。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种反应温和、磷酸酯中MAP含量较高、PA含量较低、工艺简单且水中分散性稳定的水溶性高级脂肪醇磷酸酯钾的制备方法。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：
一种水溶性高级脂肪醇磷酸酯钾的制备方法，所述方法包括：（1）溶解混合：在加热搅拌条件下，将高级脂肪醇溶解于反应溶剂一中，得到高级脂肪醇混合液；所述高级脂肪醇为碳原子数在二十二个以上高级脂肪伯醇中的一种或多种的混合物；（2）酯化反应：往步骤（1）高级脂肪醇混合液中加入五氧化二磷，在50~140℃下反应2~6小时，减压回收反应溶剂，得到中间产物高级脂肪醇磷酸酯；所述高级脂肪醇与五氧化二磷的投料摩尔比为1:（0.8~2），所述五氧化二磷以磷酸基团计；（3）中和反应：将中间产物高级脂肪醇磷酸酯溶于反应溶剂二中，得到高级脂肪醇磷酸酯溶液，然后加入钾盐溶液调节pH至中性，反应0.5~2小时；（4）反应结束后，过滤回收反应溶剂，经洗涤干燥得到高级脂肪醇磷酸酯钾。
[0008]传统五氧化二磷法由于反应剧烈，会生成大量聚磷酸酯和焦磷酸酯等副产物，通过水解步骤可以将上述副产物水解以提高MAP的含量。但本专利技术通过引入溶剂可有效降低反应的剧烈程度，大大降低聚磷酸酯和焦磷酸酯等副产物的生成，因此可省去传统工艺中的水解步骤。
[0009]具体的，步骤（1）中所述反应溶剂一为石油醚、苯、甲苯、二甲苯中的一种。步骤（3）中所述反应溶剂二为丙酮、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或多种的混合物。
[0010]步骤（3）中钾盐为碳酸钾或氢氧化钾。
[0011]步骤（1）中高级脂肪醇与反应溶剂一用量之比为1g：5~50mL。
[0012]步骤（3）中高级脂肪醇磷酸酯与反应溶剂二用量之比为1g：5~30mL。
[0013]优选的 ，步骤（1）中所述高级脂肪醇为二十八烷醇、二十六烷醇、三十烷醇、三十二烷醇中的一种或多种的混合物。
[0014]本专利技术的有益效果主要体现在：1、本专利技术与现有技术相比，在保证产品质量的前提下，省去酯化反应后的水解步骤，使整体工艺流程更加简单，提高了整体生产效率。
[0015]2、本专利技术与现有技术相比，通过引入溶剂可有效降低酯化反应的剧烈程度，整体反应温和，可有效避免现有五氧化二磷方法中因控温困难体系温度过高导致脂肪醇炭化、进而导致的产品色泽加深的现象。
[0016]3、高级脂肪醇磷酸酯易溶于醇类溶剂，但其钾盐在醇类溶剂中溶解度低。本专利技术根据反应动力学在中和反应步骤中引入醇类溶剂可以使反应物接触更加充分，同时将生成的磷酸酯钾盐通过沉淀方式析出，保证了反应顺利进行，降低了后续的分离纯化的难度。
附图说明
[0017]图1为样品1红外光谱图图2为样品2红外光谱图；图3为样品3红外光谱图。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此：
中间产物磷酸酯组成测定方法：利用磷酸的三级解离常数的不同，通过电位滴定法测定磷酸酯样品中MAP、DAP和PA组成。
[0019]分散稳定性的测定方法：将高级脂肪醇磷酸酯钾样品以0.15%含量溶解于沸水中形成0.15%的高级脂肪醇磷酸酯钾乳液，冷却至室温后，通过离心机在8000r/min转速下离心30min，取下层沉淀在105℃的烘箱中烘干至恒重，称重后按如下公式计算样品沉淀率。
[0020]水中溶解度测定方法：根据上述离心稳定性测定方法中的数据，计算水中稳定溶解度的数据。
[0021]实施例1：（1）溶解混合：在加热搅拌条件下，将10g高级脂肪醇（95 wt %二十八烷醇）溶解于150ml的苯中，得到高级脂肪醇混合液；（2）酯化反应：在步骤（1）的高级脂肪醇混合液中加入1.81g五氧化二磷，在80℃下反应5小时，减压回收反应溶剂，得到中间产物高级脂肪醇磷酸酯；（3）中和反应：将中间产物高级脂肪醇磷酸酯溶于100ml的正丙醇溶液中，加入10%（w/w）氢氧化钾溶液调节pH至中性，反应1小时；（4）反应结束后，过滤回收乙醇溶液，干燥后得到高级脂肪醇磷酸酯钾样品1，上述指标检测结果如表1所示：表1：样品1指标检测结果产品1的红外光谱（见附图1）结构表征如下： 1227.49 cm
‑1处有P=O伸缩振动吸收峰；1072.80 cm
‑1处有伸P
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性高级脂肪醇磷酸酯钾的制备方法，所述方法包括：溶解混合：在加热搅拌条件下，将高级脂肪醇溶解于反应溶剂一中，得到高级脂肪醇混合液；所述高级脂肪醇为碳原子数在二十二个以上高级脂肪伯醇中的一种或多种的混合物；磷酸化反应：往步骤（1）高级脂肪醇混合液中加入五氧化二磷，在50~140℃下反应2~6小时，减压回收反应溶剂，得到中间产物高级脂肪醇磷酸酯；所述高级脂肪醇与五氧化二磷的投料摩尔比为1:（0.8~2），所述五氧化二磷以磷酸基团计；中和反应：将中间产物高级脂肪醇磷酸酯溶于反应溶剂二中，得到高级脂肪醇磷酸酯溶液，然后加入钾盐溶液调节pH至中性，反应0.5~2小时；反应结束后，过滤回收反应溶剂，经洗涤干燥得到高级脂肪醇磷酸酯钾。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘轩，孙逸文，沈华，姜秋水，
申请(专利权)人：浙江省粮食科学研究所有限责任公司，
类型：发明
国别省市：