基于酶法合成的维生素A棕榈酸酯分离提纯工艺研究

论文摘要

维生素A棕榈酸酯是维生素A最主要的系列产品之一,是人体和动物正常代谢所不可缺少的一种物质,普遍应用于食品、化妆品、药物、饲料添加剂等。它对视觉的形成、缓和细胞分化、增强细胞的免疫能力以及胚胎的发育有明显的作用。目前工业上生产维生素A棕榈酸酯主要为化学法合成,酶法合成国内未见报道,与化学合成相比,酶法具有反应条件温和、催化效率高、利于产物分离的特点,具有良好的工业放大前景。本文研究了基于酶法合成的维生素A棕榈酸酯的分离提纯工艺。针对酶法转酯化合成维生素A棕榈酸酯的体系化学组成特点,提出了维生素A棕榈酸酯分离工艺路线并得到了最佳工艺条件。采用固体NaOH中和棕榈酸,棕榈酸的去除率为98%。将经除去棕榈酸的溶液过滤后进行减压蒸发,残余物用甲醇洗涤以分离维生素A醋酸酯和维生素A棕榈酸酯,得到的最佳工艺条件为：在30℃下,用15mL.g-1维生素A醋酸酯的甲醇洗涤粗品油状物2小时,最后得到的维生素A棕榈酸酯的纯度>95.5%,酸值2mgKOH.g-1以下,收率约为85%。研究了维生素A的制备方法。1.000g维生素A醋酸酯溶于15mL甲醇中,然后加入0.3mL12.5mo1.L-1的NaOH溶液水解1小时,加入50mL石油醚和15mL水,分出有机层,用三倍于石油醚体积的水多次洗涤后得到维生素A石油醚溶液。针对酶法酯化合成维生素A棕榈酸酯的体系化学组成特点,提出了维生素A棕榈酸酯分离工艺路线并得到了最佳工艺条件。溶液减压浓缩后采用甲醇一步分离提纯的工艺进行分离提纯,该工艺简单易行。得到的最佳工艺条件为：在30℃下,以每克维生素A醋酸酯底物为标准,分批加入共15mL的甲醇,每次洗涤半小时,弃去甲醇层,得到的油状物真空干燥后,产品纯度可以达到96%以上,酸值达到2mgKOH·g-1以下,产品的收率约为90%。由酶法工艺合成的维生素A棕榈酸酯经过分离纯化后为淡黄色油脂状物,稍有特异的气味。用高效液相、红外光谱、质谱、’H NMR和’3C NMR对分离的产物维生素A棕榈酸酯进行了结构鉴定和分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 维生素A棕榈酸酯的概述
• 1.1.1 物化性质
• 1.1.2 维生素A棕榈酸酯的用途
• 1.2 维生素A棕榈酸酯的合成方法
• 1.2.1 维生素A棕榈酸酯的化学合成法
• 1.2.1.1 天然柠檬醛合成法
• 1.2.1.2 芳樟醇合成法
• 1.2.2 脂肪酶催化合成维生素A棕榈酸酯
• 1.3 非水相酶促反应的影响因素
• 1.3.1 反应溶剂的影响
• 1.3.2 系统含水量的影响
• 1.3.3 反应温度、时间和pH值的影响
• 1.3.4 固定化脂肪酶的影响
• 1.4 维生素A的分析方法
• 1.4.1 比色法
• 1.4.2 紫外分光光度法
• 1.4.3 荧光法
• 1.4.4 高压液相色谱法
• 1.5 用于脂质样品制的主要分离方法
• 1.5.1 根据溶解度差别进行分离
• 1.5.2 根据沸点（蒸汽压）的差异进行分离
• 1.5.2.1 常规蒸馏
• 1.5.2.2 分子蒸馏
• 1.5.3 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离
• 1.5.3.1 逆流分布法（counter current distribution,CCD）
• 1.5.3.2 液液分配柱色谱
• 1.5.3.3 加压液相柱色谱
• 1.5.4 根据物质的吸附性差别进行分离
• 1.6 课题研究的意义和目的
• 1.7 主要研究内容
• 第二章 基于转酯化反应合成维生素A棕榈酸酯的分离提纯工艺路线研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验与方法
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.2.3 实验方法
• 2.2.3.1 溶解度的测定
• 2.2.3.2 维生素A棕榈酸酯的分析方法
• 2.2.3.3 酸值的测定
• 2.2.3.4 基本反应
• 2.2.3.5 维生素A棕榈酸酯的分离纯化
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 棕榈酸的去除
• 2.3.1.1 结晶法除酸
• 2.3.1.2 碱法除酸
• 2.3.1.3 结晶法和碱法相结合
• 2.3.1.4 除酸方法的比较
• 2.3.2 维生素A醋酸酯的去除
• 2.3.2.1 溶剂的选择
• 2.3.2.2 温度的选择
• 2.3.2.3 甲醇添加量的选择
• 2.3.2.4 搅拌时间
• 2.3.3 分离纯化工艺的放大
• 2.3.4 维生素A醋酸酯的回收
• 2.3.5 分离纯化工艺条件的确定
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于酯化反应合成维生素A棕榈酸酯的分离提纯工艺路线研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验与方法
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 仪器与设备
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.3.1 溶解度的测定
• 3.2.3.2 维生素A棕榈酸酯的分析方法
• 3.2.3.3 酸值的测定
• 3.2.3.4 维生素A的制备
• 3.2.3.5 基本反应
• 3.2.3.6 维生素A棕榈酸酯的分离纯化
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 维生素A的制备
• 3.3.2 维生素A的稳定性
• 3.3.2.1 光对维生素A的影响
• 3.3.2.2 热对维生素A的影响
• 3.3.2.3 氧对维生素A的影响
• 3.3.2.4 维生素A的变质机理
• 3.3.2.5 小结
• 3.3.3 基于酶法酯化合成的维生素A棕榈酸酯的分离提纯工艺条件的确定
• 3.3.3.1 温度的选择
• 3.3.3.2 甲醇添加量的影响
• 3.3.3.3 多次萃取洗涤的影响
• 3.3.4 分离提纯工艺的放大
• 3.3.4.1 摇瓶放大
• 3.3.4.2 反应器放大分离纯化
• 3.3.4.3 产品损失分析
• 3.3.5 分离纯化工艺条件的确定
• 3.4 本章小结
• 第四章 产品鉴定及分析
• 4.1 产品性状
• 4.2 理化指标
• 4.3 高效液相色谱分析
• 4.4 红外光谱分析
• 4.5 质谱分析
• 1H NMR分析'>4.6¹H NMR分析
• 13C NMR分析'>4.7¹³C NMR分析
• 4.8 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 附录4
• 附录5
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 附件