大豆磷脂乙氧基化物的合成方法
2023-07-10 14:19:41
大豆磷脂乙氧基化物的合成方法
【專利摘要】本發明涉及大豆磷脂乙氧基化物的合成方法，包括如下步驟：在催化劑存在下，以含大豆磷脂和脂肪醇的混合物為起始劑，使環氧乙烷發生開環聚合反應得到所述的大豆磷脂乙氧基化物，該方法工藝簡單，得到的大豆磷脂乙氧基化物具有乳化性能和分散性能好的優點，可用於大豆磷脂乙氧基化物的工業生產中。
【專利說明】大豆磷脂乙氧基化物的合成方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及大豆磷脂乙氧基化物的合成方法。
【背景技術】
[0002] 大豆磷脂富含不飽和脂肪酸、膽鹼、肌醇等營養成分，是一種純天然的高營養強化 齊IJ，對脂肪代謝、肌肉生長、神經系統發育和體內抗氧傷害等方面發揮相當重要的作用。大 豆磷脂同時也是一種天然的表面活性劑，其分子由親水的極性基團和疏水的非極性基團組 成，故其具有乳化、分散、潤溼、速溶、抗氧化及抗老化等性能，被廣泛應用於化工、食品、醫 藥、石油、輕工、植物保護、飼料以及日化等行業中。
[0003] 大豆磷脂雖然是良好的天然表面活性劑，但因其親水親油平衡值HLB值低，在水 相體系中分散性較差，並且乳化和親水性能不佳，這一性能的不足使其應用範圍受到很大 限制。若將其進行改性處理，可提高其親油親水平衡值，增加大豆磷脂的乳化、分散等性能。
[0004] CN 00110396. 2提供了一種大豆磷脂進行乙醯化和羥基化的改性製備方法。
[0005] CN 200310113033. 9提供了一種酶改性大豆磷脂的製備方法。
[0006] CN 201110278485. 7提供了一種在二氧化碳超臨界狀態下製備高度乙醯化大豆磷 脂的方法。
[0007] CN 201410276566. 7提供了一種羥基化改性大豆磷脂的製備方法。
[0008] 現有對大豆磷脂化學改性的主要方法有：醯化、羥基化、醯羥化和羥基乙氧基化 等，在這些改性方法中涉及到乙氧基化改性的不多，基本上使用的是羥基乙氧基化間接合 成改性磷脂或是在活化後的磷脂中引入聚乙二醇基團合成改性磷脂，合成工藝複雜。
【發明內容】
[0009] 本發明要解決的技術問題之一是現有大豆磷脂改性方法工藝複雜的問題，提供一 種大豆磷脂乙氧基化物的合成方法，該方法具有工藝簡單、而且得到的產物具有良好的乳 化性能和分散性能的優點。
[0010] 本發明所要解決的技術問題之二是提供上述技術問題之一所述的合成方法得到 大豆磷脂乙氧基化物。
[0011] 本發明所要解決的技術問題之三是上述技術問題之二所述的大豆磷脂乙氧基化 物作為乳化劑的應用。
[0012] 本發明所要解決的技術問題之四是上述技術問題之二所述的大豆磷脂乙氧基化 物作為分散劑的應用。
[0013] 為解決上述技術問題之一，本發明的技術方案如下：大豆磷脂乙氧基化物的合成 方法，包括如下步驟：
[0014] 在催化劑存在下，以含大豆磷脂和脂肪醇的混合物為起始劑，使環氧乙烷發生開 環聚合反應得到所述的大豆磷脂乙氧基化物。所述脂肪醇可以為一元醇、二元醇、三元醇或 多元醇中的至少一種，但優選一元醇。
[0015] 上述技術方案中，所述的脂肪醇優選為C1?C2tl的脂肪醇。更優選C 8?C18的脂肪 醇，更更優選Cltl?C18的脂肪醇。例如但不限於棕櫚醇、油醇、硬脂醇、亞油醇中的一種或幾 種混合物。
[0016] 上述技術方案中，所述起始劑中脂肪醇與大豆磷脂的重量比優選為0. 05?0. 70。 更優選〇· 10?〇· 40。
[0017] 上述技術方案中，所述的催化劑優選為鹼金屬氫氧化物、鹼土金屬氫氧化物、烷氧 基鉀、烷氧基鈉中的一種或幾種混合物、鹼金屬羧酸鹽、鹼土金屬羧酸鹽中的一種或幾種混 合物。例如但不限於氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋇、甲醇鈉、乙醇鈉。催化劑用量為反應物 總重量的0. 1 %?2%,更優選為0. 1 %?0. 6%,所述反應物的重量包括起始劑的重量和環 氧乙烷總的加入量。
[0018] 上述技術方案中，所述的環氧乙烷用量優選為大豆磷脂重量的30%?300%;更優 選為50%?150%。
[0019] 上述技術方案中，所述的反應溫度優選為IKTC?160°C。
[0020] 上述技術方案中，反應壓力優選為0· IMPa?0· 4MPa。
[0021] 作為本發明的具體實施方案，包括：
[0022] 將大豆磷脂和脂肪醇投入到反應釜中並向其中投入催化劑，在0. IMPa?0. 4MPa 的反應壓力和IKTC?160°C的反應溫度下與環氧乙烷進行聚合反應，對反應產品進行真 空處理及精製，得到大豆磷脂乙氧基化物。
[0023] 以包括大豆磷脂和脂肪醇的混合物為起始劑直接通入環氧乙烷進行乙氧基化改 性的合成方法，該方法所使用的合成方式為一步法合成，具有合成工藝簡單、操作方便和對 設備要求低等特點。而且得到的產物具有良好的乳化性能和分散性能。
[0024] 為解決上述技術問題之二，本發明的技術方案如下：採用上述技術問題之一的技 術方案中任一項所述的方法得到的大豆磷脂乙氧基化物。
[0025] 為解決上述技術問題之三，本發明的技術方案如下：上述技術問題之二的技術方 案中所述的大豆磷脂乙氧基化物作為乳化劑的應用。
[0026] 為解決上述技術問題之四，本發明的技術方案如下：上述技術問題之二的技術方 案中所述的大豆磷脂乙氧基化物作為作為分散劑的應用。例如但不限於作為鈣皂分散劑的 應用。
【具體實施方式】
[0027] 【實施例1】
[0028] 向帶有攪拌、電加熱外套和內部水冷盤管的乾燥的2L反應釜中投入大豆磷脂 200g、棕櫚醇IOg和氫氧化鉀0. 3g，密封反應釜。用氮氣置換反應釜中的空氣三次，開啟攪 拌，升溫至85°C在-0. OSMPa進行真空處理60min，然後升溫至IKTC並維持此溫度，緩緩地 通入環氧乙烷60g，通過控制環氧乙烷的速度保持反應壓力為0. IMPa，在IKTC熟化1小時， 然後對反應釜在-〇. 〇8MPa進行真空處理並同時冷卻至60°C，停止攪拌，打開反應釜得大豆 磷脂乙氧基化物產品。
[0029] 【比較例1】
[0030] 向帶有攪拌、電加熱外套和內部水冷盤管的乾燥的2L反應釜中投入大豆磷脂 210g和氫氧化鉀0. 3g，密封反應釜。用氮氣置換反應釜中的空氣三次，開啟攪拌，升溫至 85°C在-0. OSMPa進行真空處理60min，然後升溫至IKTC並維持此溫度，通入環氧乙燒，壓 力迅速升高並不隨時間下降，說明單純以大豆磷脂為起始劑不發生反應。
[0031] 【比較例2】
[0032] 向帶有攪拌、電加熱外套和內部水冷盤管的乾燥的2L反應釜中投入棕櫚醇39g 和氫氧化鉀〇.3g，密封反應釜。用氮氣置換反應釜中的空氣三次，開啟攪拌，升溫至85°C 在-0. OSMPa進行真空處理60min，然後升溫至IKTC並維持此溫度，緩緩地通入環氧乙烷 234g，通過控制環氧乙烷的速度保持反應壓力為0. IMPa，在IKTC熟化1小時，然後對反應 釜在-0. OSMPa進行真空處理並同時冷卻至60°C，停止攪拌，打開反應釜得棕櫚醇乙氧基化 物產品。
[0033] 【實施例2】
[0034] 向帶有攪拌、電加熱外套和內部水冷盤管的乾燥的2L反應釜中投入大豆磷脂 200g、棕櫚醇50g和氫氧化鉀5. lg，密封反應釜。用氮氣置換反應釜中的空氣三次，開啟攪 拌，升溫至85°C在-0. OSMPa進行真空處理60min，然後升溫至145°C並維持此溫度，緩緩地 通入環氧乙烷260g，通過控制環氧乙烷的速度保持反應壓力為0. 2MPa，在145°C熟化1小 時，然後對反應釜在-〇. 〇8MPa進行真空處理並同時冷卻至60°C，停止攪拌，打開反應釜得 大豆磷脂乙氧基化物產品。
[0035] 【實施例3】
[0036] 向帶有攪拌、電加熱外套和內部水冷盤管的乾燥的2L反應釜中投入大豆磷脂 200g、棕櫚醇90g和氫氧化鉀3. 4g，密封反應釜。用氮氣置換反應釜中的空氣三次，開啟攪 拌，升溫至85°C在-0. OSMPa進行真空處理60min，然後升溫至125°C並維持此溫度，緩緩地 通入環氧乙燒400g,通過控制環氧乙燒的速度保持反應壓力為0. 3MPa,在125°C熟化1小 時，然後對反應釜在-〇. 〇8MPa進行真空處理並同時冷卻至60°C，停止攪拌，打開反應釜得 大豆磷脂乙氧基化物產品。
[0037] 【實施例4】
[0038] 向帶有攪拌、電加熱外套和內部水冷盤管的乾燥的2L反應釜中投入大豆磷脂 200g、棕櫚醇140g和氫氧化鉀18. 8g，密封反應釜。用氮氣置換反應釜中的空氣三次，開啟 攪拌，升溫至85°C在-0. OSMPa進行真空處理60min，然後升溫至160°C並維持此溫度，緩緩 地通入環氧乙燒600g,通過控制環氧乙燒的速度保持反應壓力為0. 4MPa,在160°C熟化1小 時，然後對反應釜在-〇. 〇8MPa進行真空處理並同時冷卻至60°C，停止攪拌，打開反應釜得 大豆磷脂乙氧基化物產品。
[0039] 【比較例3】
[0040] 向帶有攪拌、電加熱外套和內部水冷盤管的乾燥的2L反應釜中投入棕櫚醇180g 和氫氧化鉀18. 8g，密封反應釜。用氮氣置換反應釜中的空氣三次，開啟攪拌，升溫至85°C 在-0. OSMPa進行真空處理60min，然後升溫至160°C並維持此溫度，緩緩地通入環氧乙烷 771g，通過控制環氧乙烷的速度保持反應壓力為0. 4MPa，在160°C熟化1小時，然後對反應 釜在-0. OSMPa進行真空處理並同時冷卻至60°C，停止攪拌，打開反應釜得棕櫚醇乙氧基化 物產品。
[0041] 【實施例5】
[0042] 向帶有攪拌、電加熱外套和內部水冷盤管的乾燥的2L反應釜中投入大豆磷脂 2〇〇g、棕櫚醇13g、油醇13g、亞油醇12g、硬脂醇12g和氫氧化鉀2. 6g，密封反應釜。用氮氣 置換反應釜中的空氣三次，開啟攪拌，升溫至85°C在-0. 08MPa進行真空處理60min，然後升 溫至145°C並維持此溫度，緩緩地通入環氧乙烷260g，通過控制環氧乙烷的速度保持反應 壓力為0. 2MPa，在145°C熟化1小時，然後對反應釜在-0. 08MPa進行真空處理並同時冷卻 至60°C，停止攪拌，打開反應釜得大豆磷脂乙氧基化物產品。
[0043] 【實施例6】
[0044] 向帶有攪拌、電加熱外套和內部水冷盤管的乾燥的2L反應釜中投入大豆磷脂 2〇〇g、棕櫚醇50g、氫氧化鉀0. 5g、氫氧化鈉0. 5g、氫氧化鋇0. 5g、甲醇鈉0. 5g、乙醇鈉 0. 5g，密封反應釜。用氮氣置換反應釜中的空氣三次，開啟攪拌，升溫至85°C在-0. 08MPa進 行真空處理60min，然後升溫至145°C並維持此溫度，緩緩地通入環氧乙烷260g，通過控制 環氧乙烷的速度保持反應壓力為0. 2MPa，在145°C熟化1小時，然後對反應釜在-0. 08MPa 進行真空處理並同時冷卻至60°C，停止攪拌，打開反應釜得大豆磷脂乙氧基化物產品。
[0045] 【實施例7】
[0046] 與實施例1的區別僅在於用等重量的甘油替換棕櫚醇，具體為：
[0047] 向帶有攪拌、電加熱外套和內部水冷盤管的乾燥的2L反應釜中投入大豆磷脂 200g、甘油IOg和氫氧化鉀0. 3g，密封反應釜。用氮氣置換反應釜中的空氣三次，開啟攪拌， 升溫至85°C在-0. OSMPa進行真空處理60min，然後升溫至IKTC並維持此溫度，緩緩地通入 環氧乙烷60g，通過控制環氧乙烷的速度保持反應壓力為0. IMPa，在IKTC熟化1小時，然後 對反應釜在-0. OSMPa進行真空處理並同時冷卻至60°C，停止攪拌，打開反應釜得大豆磷脂 乙氧基化物產品。
[0048] 【實施例8】
[0049] 與實施例4的區別僅在於用等量的甘油替換棕櫚醇，具體為：
[0050] 向帶有攪拌、電加熱外套和內部水冷盤管的乾燥的2L反應釜中投入大豆磷脂 200g、甘油140g和氫氧化鉀18. 8g，密封反應釜。用氮氣置換反應釜中的空氣三次，開啟攪 拌，升溫至85°C在-0. OSMPa進行真空處理60min，然後升溫至160°C並維持此溫度，緩緩地 通入環氧乙燒600g,通過控制環氧乙燒的速度保持反應壓力為0. 4MPa,在160°C熟化1小 時，然後對反應釜在-〇. 〇8MPa進行真空處理並同時冷卻至60°C，停止攪拌，打開反應釜得 大豆磷脂乙氧基化物產品。
[0051] 對實施例1?8以及比較例2?3得到的產品以及某些產品混合物進行乳化性能 和分散性能測試。
[0052] 乳化性能測試方法為：在25°C室溫下，稱取0. Ig的試樣溶解在50mL苯中，將溶解 好的溶液轉移到IOOmL具塞的量筒內，再用移液管吸取50mL蒸餾水於同一量筒內，用手握 緊玻璃塞，上下猛烈振動50次後，用秒表記錄油水相分出IOmL的時間，作為乳化力的比較。
[0053] 分散性能的測試方法採用鈣皂分散力的分散指數法測定其LSDP%，該值愈低，分 散力愈強，具體測試方法如下：在25°C室溫下，吸取5mL油酸鈉溶液於IOOmL具塞量筒中， 加入適量的2. 5g/L試驗溶液，加入IOmL硬水（硬水以lgCa2C03/L計算硬度，將0.665g無 水氯化興及0. 986g七水硫酸鎂溶於蒸饋水中，再稀釋至IOOOmL)，再加水至30mL加塞，倒 轉20次，每次均回到起始位置，靜置30s，觀察鈣皂粒的情況，如在透明溶液間有凝聚沉澱， 說明分散劑的用量不夠，應增加分散劑的用量，使凝物在管中全部分散，直至量筒中呈半透 明，無大塊凝聚物存在即為重點。LSDP(%)的計算公式如下：
[0054]
【權利要求】
1. 大豆磷脂乙氧基化物的合成方法，包括如下步驟： 在催化劑存在下，以含大豆磷脂和脂肪醇的混合物為起始劑，使環氧乙烷發生開環聚 合反應得到所述的大豆磷脂乙氧基化物。
2. 根據權利要求1所述的合成方法，其特徵是所述的脂肪醇為C1?C2tl的脂肪醇。
3. 根據權利要求1所述的合成方法，其特徵是所述起始劑中脂肪醇與大豆磷脂的重量 比為0? 05?0? 70。
4. 根據權利要求1所述的合成方法，其特徵是所述的催化劑為鹼金屬氫氧化物、鹼土 金屬氫氧化物、烷氧基鉀、烷氧基鈉、鹼金屬羧酸鹽、鹼土金屬羧酸鹽中的一種或幾種混合 物。
5. 根據權利要求1所述的合成方法，其特徵在於：所述的環氧乙烷用量為大豆磷脂重 量的30%?300%。
6. 根據權利要求1所述的合成方法，其特徵在於：所述的反應溫度為IKTC?160°C。
7. 根據權利要求1或6所述的合成方法，其特徵在於：反應壓力為0. IMPa?0. 4MPa。
8. 採用權利要求1?7中任一項所述的合成方法得到的大豆磷脂乙氧基化物。
9. 權利要求8所述的大豆磷脂乙氧基化物作為乳化劑的應用。
10. 權利要求8所述的大豆磷脂乙氧基化物作為分散劑的應用。
【文檔編號】B01F17/42GK104311815SQ201410603278
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】侯海育, 張江峰, 林真意, 朱學文, 徐興建, 李文貢 申請人:上海多綸化工有限公司