丁酸甘油酯制备方法技术

本发明专利技术涉及一种丁酸甘油酯制备方法，包括以下步骤：第一步、在反应容器中，将丁酸、甘油、对甲苯磺酸在通入氮气的条件下加热进行反应，并将生成的水排出反应容器；当不再有水排出时，停止加热，并保持通入氮气；当反应容器内液体冷却后，停止通入氮气，所得反应容器内液体为粗产物；第二步、将粗产物用质量浓度为0.5-1.0％的NaOH溶液和蒸馏水交替反复洗涤，直至粗产物的酸值降至1mg以下；将洗涤后的粗产物放入分液漏斗中，分离出油相液体；向油相液体中加入无水硫酸钠直至无结晶出现为止，过滤所得滤液即为终产品。采用本发明专利技术方法后，所得丁酸甘油酯纯度较高，且反应速率快，易于实现工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于化学合成

技术介绍
丁酸甘油酯是丁酸和甘油酯化后的产物，可作为饲料添加剂，既能解决丁酸为油状液体难以添加的问题，又可克服丁酸气味难闻的缺点。丁酸甘油酯进入动物体内后，以丁酸和甘油两种营养物的形式被吸收，其中丁酸具有供应细胞能量、影响内分泌、促进上皮组织生长发育、抗菌消炎等功能，可降低饲养成本。据记载，现有丁酸甘油酯的合成方法是以甘油、丁酸为原料，以四氯化碳为带水齐U，以磷酸为催化剂，混匀、加热搅拌、提纯后制得丁酸甘油酯，其中丁酸单甘油酯的含量为 60.2% (参见廖和菁等.丁酸甘油酯的合成及其在油脂微囊化中的应用[J].食品科学，2009,30 (16) :203-205)。然而，申请人在实践研究中发现，在上述合成过程中，原料和产物极易发生氧化，导致所得终产物中丁酸单甘油酯含量较低，而且整个反应速率较慢，难以推广至工业化生产；此外，由于采用带水剂四氯化碳，需要进行纯化才能得到最终产物，步骤繁琐。经检索发现，有研究者采用对甲苯磺酸催化合成三醋酸甘油酯(参见李继忠等.对甲苯磺酸催化合成三醋酸甘油酯[J].精细石油化工进展，2005，6(3)，40-41)，然而该技术方案并非针对丁酸甘油酯，不能直接套用于丁酸甘油酯的制备；而且，该技术方案也无法解决丁酸甘油酯合成过程中的氧化问题；同时，该技术方案反应时间仍然过长，而且由于存在带水剂甲苯，需要额外进行常压蒸馏才能获得终产物，无法解决丁酸甘油酯反应速率慢、纯化步骤繁琐的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题，提供一种，所得终产物纯度较高，且反应速率快，易于实现工业化生产。本专利技术解决其技术问题的技术方案如下一种，其特征是，包括以下步骤第一步、在反应容器中，将丁酸、甘油、对甲苯磺酸在通入氮气的条件下加热进行反应，并将生成的水排出反应容器；当不再有水排出时，停止加热，并保持通入氮气；当反应容器内液体冷却后，停止通入氮气，所得反应容器内液体为粗产物；第二步、将粗产物用质量浓度为0. 5-1. 0%的NaOH溶液和蒸馏水交替反复洗涤，每次洗涤后测定粗产物的酸值，当粗产物的酸值降至1. Omg以下时停止洗涤；将洗涤后的粗产物放入分液漏斗中，分离出油相液体；向油相液体中加入无水硫酸钠直至无结晶出现为止，过滤所得滤液即为终产品。本专利技术进一步完善的技术方案如下优选地，第一步中，丁酸与甘油的摩尔比为3 1 ;对甲苯磺酸的加入体积为丁酸与甘油总体积的0. 7-1. 0%。优选地，第一步的具体过程为先将丁酸倾入反应容器中并开始持续搅拌，再开始加热；当反应容器内液体温度达到110±2°C时，将甘油、对甲苯磺酸加入反应容器中，然后向反应容器内通入氮气，并继续加热，使反应容器内液体温度达到并保持在150 ± 2 °C，开始进行合成反应；当不再有水排出时，停止加热，并保持通入氮气；当反应容器内液体温度冷却至100±2°C后，停止通入氮气，所得反应容器内液体为粗产物。优选地，第二步中，每次洗涤时所用NaOH溶液的体积为4000mL，所用蒸馏水的体积为粗产物体积的3倍。优选地，第一步所用反应容器为四颈烧瓶。本专利技术以对甲苯磺酸为催化剂，可大幅提升反应速率；反应时持续通入氮气可防 止原料及产物被氧化，从而提高产品纯度；反应体系不含四氯化碳，可简化产品纯化步骤。采用本专利技术方法后，所得丁酸甘油酯纯度较高，且反应速率快，易于实现工业化生产。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。但是本专利技术不限于所给出的例子。实施例1组装用于制备丁酸甘油酯的反应装置以四颈烧瓶为反应容器，该烧瓶具有位于中央的第一颈口和位于侧边的第二、第三、第四颈口。该烧瓶的第一颈口插入搅拌桨并密封颈口，用以搅拌反应液。该烧瓶的第二颈口与恒压漏斗连接，用以添加物料。该烧瓶的第三颈口插入热电偶并密封颈口，热电偶信号输出端与监测仪连接，用以监测反应液温度。该烧瓶的第四颈口与蒸馏头下端磨口连接，蒸馏头上端磨口插入温度计并密封磨口，蒸馏头侧支口与分水器侧支口连接；分水器上端磨口与直形冷凝管下端磨口连接，直形冷凝管上端接口通向外部空气；分水器下端为水嘴，分水器下部具有关闭或开启水嘴的活塞，活塞处于开启状态，分水器下方置有接水烧瓶。该烧瓶底部位于电热套内。实施例2制备丁酸甘油酯本实施例的包括以下步骤第一步、将丁酸从第二颈口倾入四颈烧瓶中，按实施例1组装反应装置，开启搅拌桨进行持续搅拌；然后，电热套开始加热，当四颈烧瓶内液体温度达到110 ± 2 °C时，从第二颈口的恒压漏斗将甘油、对甲苯磺酸加入四颈烧瓶中；丁酸与甘油的摩尔比为3 1 ;对甲苯磺酸的加入体积为丁酸与甘油总体积的0. 7-1. 0%。接着，卸下恒压漏斗，从第二颈口向四颈烧瓶内持续通入氮气，氮气进入四颈烧瓶后依次经过第四颈口、蒸馏头、分水器、直形冷凝管，并最终排入外部空气；与此同时，电热套继续加热，使四颈烧瓶内液体温度达到并保持在150±2°C，开始进行合成反应；反应过程中生成的水蒸发后被氮气带至冷凝管，水蒸汽冷凝后经分水器流入接水烧瓶；在反应进行时，不断有水流入接水烧瓶中；当反应进行约30分钟时，不再有水流出，此时电热套停止加热，并保持通入氮气；当四颈烧瓶内液体温度冷却至100±2°C后，停止通入氮气，所得四颈烧瓶内液体为粗产物。第二步、将第一步获得的粗产物用质量浓度为0. 5-1. 0%的NaOH溶液和蒸馏水交替反复洗涤，每次洗涤时所用NaOH溶液的体积为4000mL，所用蒸馏水体积为粗产物体积的3倍；每次洗涤后测定粗产物的酸值，当粗产物酸值降至Img以下时停止洗涤；将洗涤后的粗产物放入分液漏斗中，分离出油相液体；向油相液体中加入无水硫酸钠直至无结晶出现为止，过滤所得滤液即为终产品。需要说明的是，上述“无结晶出现”是指无水硫酸钠加入油相液体后，不再有水合硫酸钠结晶出现，此时即表示除水完全。实施例3制得丁酸甘油酯的纯度测定 1. 丁酸甘油酯纯度测定方法一高碘酸氧化法准确称取样品0. 25g放入IOOmL容量瓶中，加入50mL氯仿充分摇匀至样品完全溶解，将此液体移入250mL具塞量筒中，用50mL氯仿分2次淋洗容量瓶，再用25mL蒸馏水清洗，将所有的洗液均并入具塞量筒中，盖紧瓶塞，剧烈震荡30-60min，静置分层，用移液管吸取上层，待上层快被吸进时再用25mL蒸馏水重复进行上述操作4次，最后一次尽量吸干氯仿上的水层，将其全部收集于250mL的碘价瓶中，加入50mL高碘酸溶液，另取两个空白碘价瓶，加入IOOmL氯仿和IOmL蒸馏水，同样加入高碘酸溶液50mL，轻轻摇匀后静置30min，碘价瓶中各加20-25mL碘化钾溶液，轻轻摇匀，加水IOOmL后用0. lmol/L硫代硫酸钠溶液滴定至碘棕色变成黄色，加淀粉溶液4mL，继续滴定至蓝色褪去为止。计算试样中的丁酸单甘油酯的含量(A):A= (V1-V2) XCXM/20W式中V1为空白试验中所耗硫代硫酸钠的量，mL ；V2为滴定试样液时所耗硫代硫酸钠的量，mL ；C为硫代硫酸钠的准确浓度，mol/L ；ff为所称试样的质量，g ；M为丁酸单甘油酯分子量。2. 丁酸单甘油酯含量测定结果取实施例2所得终产品，采用上述方法测定，结果如下丁酸单甘油酯含量为78. 4%，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丁酸甘油酯制备方法，其特征是，包括以下步骤：第一步、在反应容器中，将丁酸、甘油、对甲苯磺酸在通入氮气的条件下加热进行反应，并将生成的水排出反应容器；当不再有水排出时，停止加热，并保持通入氮气；当反应容器内液体冷却后，停止通入氮气，所得反应容器内液体为粗产物；第二步、将粗产物用质量浓度为0.5?1.0％的NaOH溶液和蒸馏水交替反复洗涤，每次洗涤后测定粗产物的酸值，当粗产物的酸值降至1.0mg以下时停止洗涤；将洗涤后的粗产物放入分液漏斗中，分离出油相液体；向油相液体中加入无水硫酸钠直至无结晶出现为止，过滤所得滤液即为终产品。

【技术特征摘要】
1.一种丁酸甘油酯制备方法，其特征是，包括以下步骤 第一步、在反应容器中，将丁酸、甘油、对甲苯磺酸在通入氮气的条件下加热进行反应，并将生成的水排出反应容器；当不再有水排出时，停止加热，并保持通入氮气；当反应容器内液体冷却后，停止通入氮气，所得反应容器内液体为粗产物； 第二步、将粗产物用质量浓度为O. 5-1. O %的NaOH溶液和蒸馏水交替反复洗涤，每次洗涤后测定粗产物的酸值，当粗产物的酸值降至1. Omg以下时停止洗涤；将洗涤后的粗产物放入分液漏斗中，分离出油相液体；向油相液体中加入无水硫酸钠直至无结晶出现为止，过滤所得滤液即为终产品。2.根据权利要求1所述丁酸甘油酯制备方法，其特征是，所述第一步中，丁酸与甘油的摩尔比为3 1 ;对甲苯磺酸的加入体积为丁酸与甘油总体积的O. 7-...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁继强，
申请(专利权)人：南京郁氏生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：