单硬脂酸甘油酯的合成研究

论文摘要

本文分别采用基团保护法、微波辐射法、硬脂酸甲酯醇解法合成单硬脂酸甘油酯（GMS）,目的是研究开发高效、低成本的GMS合成新方法新工艺。采用高效液相色谱法分离测定产品中单硬脂酸甘油酯的的含量,采用的色谱柱为Agilent TC-C18（2）柱（4.6×250mm,5μm）;流动相为乙腈:异丙醇:三氟乙酸=80:20:0:05（体积比）;柱温35℃;检测器温度35℃;进样量20μL;流速1mL·min-1。分离度达到3.50。在流动相中加入0.05%（体积分数）的三氟乙酸,能显著改善单硬脂酸甘油酯色谱峰的拖尾现象,提高同分异构体的分离度,线性范围为0.5mg·mL-1～20mg·mL-1。采用基团保护法合成单硬脂酸甘油酯,用自制的KF/ZnO固体碱作催化剂,通过条件优化实验,确定了单硬脂酸甘油酯的最佳合成工艺条件:物料摩尔比（中间体:硬脂酸）=6:1,反应温度230℃,反应时间1.2h,催化剂用量2.5%（相对硬脂酸质量分数）。固体碱KF/ZnO为浸渍法制得,负载量15%,锻烧温度600℃,锻烧时间为3h。在此工艺条件下,合成的单硬脂酸甘油酯的含量为66%。对微波辐射法合成单硬脂酸甘油酯进行了研究,采用正交设计实验考察了醇酸摩尔比（甘油:硬脂酸）、反应时间、催化剂用量、微波功率对单硬脂酸甘油酯含量的影响。通过单因素实验,获得最佳反应条件为:醇酸摩尔比3:1,反应时间为25min,KNO3/ZrO2催化剂用量0.2g,微波功率为400W。固体碱KNO3/ZrO2为浸渍法制得,负载量20%,锻烧温度700℃,锻烧时间为4h。在此工艺条件下,合成的单硬脂酸甘油酯的含量为38.9%,其反应速度是常规加热的6～10倍。对硬脂酸甲酯醇解法合成单硬脂酸甘油酯进行了研究,最佳工艺条件为:硬脂酸甲酯与甘油（摩尔比）为1:2.5,催化剂用量为0.75%（硬脂酸甲酯质量计）,反应温度220℃,反应时间15min时,通过蒸馏除去甲醇,可以得到含量为48.8%的单硬脂酸甘油酯产品。通过核磁共振谱及红外光谱对单硬脂酸甘油的结构进行了表征。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 单硬脂酸甘油酯的性质
• 1.2.1 一般性质
• 1.2.2 同分异构性质
• 1.2.3 表面活性及乳化性质
• 1.2.4 酰基转移性
• 1.2.5 稳定性、水解性及多晶型性质
• 1.3 单硬脂酸甘油酯的应用
• 1.4 单硬脂酸甘油酯的合成方法
• 1.4.1 直接脂化法
• 1.4.2 生物化学法
• 1.4.3 缩水甘油法
• 1.4.4 环氧氯丙烷法
• 1.4.5 基团保护法
• 1.4.6 酯交换法
• 1.4.7 离子交换树脂法
• 1.4.8 微波辐射法
• 1.5 单硬脂酸甘油酯的提纯方法
• 1.5.1 溶剂结晶法
• 1.5.2 分子蒸馏法
• 1.5.3 柱层析分离法
• 2 萃取法'>1.5.4 超临界C0₂萃取法
• 1.6 本课题的研究意义、目的及内容
• 1.6.1 研究意义
• 1.6.2 研究目的
• 1.6.3 研究内容
• 第二章 硼酸基团保护法合成单硬脂酸甘油酯
• 2.1 实验仪器与试剂
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验原理
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 KF/ZnO 固体碱催化剂的制备
• 2.3.2 KF/ZnO 催化剂的表征
• 2.3.3 单硬脂酸甘油酯的制备
• 2.4 实验结果与讨论
• 2.4.1 单因素实验
• 2.4.2 正交实验
• 2.4.3 温度对反应的影响
• 2.4.4 物料比对反应的影响
• 2.4.5 时间对反应的影响
• 2.4.6 催化剂种类对反应的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 硬脂酸甲酯醇解法合成单硬脂酸甘油酯
• 3.1 实验仪器与试剂
• 3.1.1 实验试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 实验原理
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 单硬脂酸甘油的制备
• 3.3.2 单因素实验
• 3.3.3 正交实验
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 反应温度对单甘酯含量的影响
• 3.4.2 反应时间对单甘酯含量的影响
• 3.4.3 物料比对单甘酯含量的影响
• 3.4.4 催化剂用量对单甘酯含量的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 微波辐射法合成单硬脂酸甘油酯
• 4.1 实验仪器与试剂
• 4.1.1 实验试剂
• 4.1.2 实验仪器
• 4.2 实验原理
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 单硬脂酸甘油酯的制备
• 4.3.2 负载型固体碱KN03/Zr02 催化
• 4.3.3 单因素实验
• 4.3.4 正交实验
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 醇酸摩尔比对单硬脂酸甘油酯含量的影响
• 4.4.2 反应时间对单硬脂酸甘油酯含量的影响
• 4.4.3 微波功率对单硬脂酸甘油酯含量的影响
• 4.4.4 催化剂用量对单硬脂酸甘油酯含量的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 单硬脂酸甘油酯含量、乳化性的测定
• 5.1 单硬脂酸甘油酯的含量测定
• 5.1.1 高碘酸氧化法
• 5.1.2 高效液相色谱法
• 5.2 单硬脂酸甘油酸溶解性及HLB 值的测定
• 5.2.1 溶解性能
• 5.2.2 HLB 值的测定
• 5.2.3 乳化性能
• 5.3 总结
• 第六章 谱图分析
• 6.1 红外谱图解析
• 6.2 核磁共振氢谱分析
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况
• 致谢