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一种利用酶-化学法定向制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的方法

摘要

本发明公开了一种利用酶-化学法定向制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的方法,首先以甘油为起始原料,搅拌条件下,与油酸在反应的温度下溶解,加入游离或固定化的脂肪酶做催化剂,进行选择性酯化反应,得到1,3-位甘油二酯;再将得到的甘油二酯与棕榈酸或棕榈酸衍生物反应,得到1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的粗产品;最后通过分子蒸馏,得到所述的1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯。本发明通过筛选特定的脂肪酶用于1,3-DAG的制备,获得1,3-DAG的含量为90%以上,收率达到90%以上;最终获得的1,3-二油酸-甘油二酯的含量高达95%,收率达到95%以上。

著录项

  • 公开/公告号CN103952448A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2014-07-30

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 浙江大学;

    申请/专利号CN201410162756.6

  • 发明设计人 杨立荣;吴绵斌;徐刚;孟枭;

    申请日2014-04-22

  • 分类号C12P7/64(20060101);

  • 代理机构33224 杭州天勤知识产权代理有限公司;

  • 代理人唐柏松

  • 地址 310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号

  • 入库时间 2023-12-17 00:06:05

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-10-18

    专利权的转移 IPC(主分类):C12P 7/64 专利号:ZL2014101627566 登记生效日:20221008 变更事项:专利权人 变更前权利人:浙江大学 变更后权利人:浙江容锐科技有限公司 变更事项:地址 变更前权利人:310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号 变更后权利人:310000 浙江省杭州市西湖区世贸丽晶城欧美中心2号楼1705

    专利申请权、专利权的转移

  • 2016-04-27

    授权

    授权

  • 2014-08-27

    实质审查的生效 IPC(主分类):C12P7/64 申请日:20140422

    实质审查的生效

  • 2014-07-30

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及功能性脂质研究领域,具体涉及一种利用酶-化学法定向 制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的方法。

背景技术

甘油三酯(TAG)是脂肪的重要组成,其含有甘油和三种脂肪酸。TAG 主要根据脂肪酸与酰基结合位点的不同,可分为α(Sn-1,3)位与β(Sn-2) 位两种主要类型。由于TAG中存在不对称的C原子,脂肪酸与甘油的结 合位点可分为三种:Sn-1(α)位,Sn-2(β)和Sn-3(α)位。结构脂(Structured  lipids)是根据脂质在体内消化和代谢过程所设计的一种特殊的脂肪,通过 改变天然脂质中脂肪酸的组成和各种脂肪酸在TAG中的位置,并将具有 特殊营养或生理功能的脂肪酸结合到特定位置,从而最大限度地发挥各种 脂肪酸的物理和功能性质。由于不同的异酸甘油三脂在体内消化和代谢过 程的不同,因此可以通过改变天然脂质中脂肪酸的组成和各种脂肪酸在 TAG中的位置,将具有特殊营养或生理功能的脂肪酸结合到特定位置, 从而可以最大限度地发挥各种脂肪酸的营养和吸收等功能。

新生儿的舌脂肪酶水解Sn-3(α)位脂肪酸的速率要比Sn-1(α)位 的速率要快2倍。这些消化的短链与中链脂肪酸进入口腔粘膜,转化为乙 酰CoA。乙酰CoA作为细胞内的能量来源,脂肪酸无需转化为酰肉碱通 过细胞的内质网。人乳中TAG中棕榈酸主要在Sn-2(β)位,棕榈酸在 Sn-2(β)位有利于小肠对脂肪酸的吸收。因此,新生儿通过此机制可以 方便地吸收能量。但是,与人乳不同的是天然的脂肪酸和油脂中TAG中 Sn-2(β)位主要是棕榈酸,目前在婴儿配方食品中,TAG中Sn-1和Sn-3 一般酯化的是棕榈油,少量结合在Sn-2位。牛乳中Sn-2位的棕榈酸含量 要比植物油高40%。因此为了改善TAG的结构,更好地使其应用于婴儿 食品,需要对天然的脂肪和油脂中的TAG进行改造,这些改造的人乳脂 肪(HMF)称为人乳脂肪替代物(HMFS)。

HMFS是结构三酰甘油,又称结构脂,其结构与HMF相似,其中结构 脂的Sn-2位被饱和脂肪酸所占据。其中,不饱和脂肪酸约占在结构脂的1,3- 位总棕榈酸和不饱和脂肪酸的70%。结构脂除作为人乳脂肪替代物外, 还是控制肥胖症和降低血清胆固醇的有效类脂物,在医药领域具有广泛的 应用。目前,主要的类型为Sn-USU(S指饱和脂肪酸,U指不饱和脂肪酸), 被广泛应用的是1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(1,3-dioleoyl-2- palmitoylglycerol,OPO)。

包括OPO在内的结构脂在自然界不存在,需要人工改造合成。如果采 用化学合成法,在甘油分子上定位分布某种脂肪酸目前还无法控制,因此 文献中未有化学法制备的报道。目前结构脂的制备国内外主要通过酶法或 化学-酶法实现。

脂肪酶由于具有位置选择性,可对催化产品有目的地作用,从结构上 进行分子设计,制备具有高附加值产品。酶法生产OPO主要是以一种富含 Sn-2位棕榈酸的油与酰基供体在Sn-1,Sn-3位专一性脂肪酶的催化下通 过酯交换来制备合成结构脂。现有的OPO的制备工艺主要是从棕榈酸三甘 油脂(PPP)为原料出发进行制备的,同时根据制备过程中使用脂肪酶的 次数,可以分为一步酶法、两步酶法和其它方法,如下式所示。

1)一步酶法

OPO的制备一般用棕榈油(硬脂精或棕榈酸三甘油酯)为底物,在 1,3特异脂肪酶催化下发生酯交换反应,在制备过程中,由于这种方法存 在的问题是产物中含有PPP,PPO和OPP,其中产物中PPO,OPO和PPP 的摩尔比分别为48:36:16,OPO比例不高。而且产物需要用蒸馏法分离, 成本较高,OPO的得率只有42.8%(理论值应为66.6%)。该法已有联合 利华申报专利,并已投入产业化生产。

由于该法存在上述缺点,目前已有很多人对该法进行改进,如下所述:

(1)保加利亚Guncheva M等人(Journal of the American Oil Chemists  Society,2008,129-132)将棕榈酸三甘油酯(99%)与油酸(98%)在脂肪 酶MC7(Bacillus stearothermophilus)作用下合成OPO甘油三酯。缺点: 该反应产物中有大量的副产物,给后续分离纯化带来了一定的困难。

(2)台湾Chen M L等人(Journal of the American Oil Chemists  Society,2004,525–532)报道了通过三步获得富含OPO甘油三酯的方法: 首先将棕榈油水解后并经分馏获得棕榈酸,接着将棕榈酸转化为棕榈酸乙 酯;其次将棕榈酸乙酯和甘油在Novozym435的作用下合成PPP;最后将棕 榈酸三甘油酯和油酸在正己烷体系和Lipozyme IM60作用下合成OPO甘油 三酯,其中油酸的插入率为66.1%,Sn-2棕榈酸为90.7%,OPO纯度可到74% 左右。

(3)Antia S等人(Journal of Agricultural and Food Chemistry,2006, 5175–5181)比较了LIPI(Candida rugosa lipase)和Lipozyme RMIM脂肪 酶在正己烷溶剂体系催化棕榈酸三甘油酯和油酸及油酸甲酯合成OPO的 效果,研究了反应底物、反应温度、反应时间等因素对合成OPO的影响。 结果发现LIPI的Sn-1,3专一性没有Lipozyme RMIM的强,另外油酸甲酯比 油酸做酰基供体的插入率高。

(4)韩国JEUNG HL等人(NewBiotechnology,2010,38-45)将棕榈酸 三甘油酯(92%)与油酸乙酯在Lipozyme TLIM脂肪酶的作用下合成富含 OPO的结构脂肪。结果在最佳条件下可以获得含量为31.43%的OPO,其中 Sn-2棕榈酸为80.6%,Sn-1,3油酸为64.9%。

(5)西班牙Luis E等人(Biochemical Engineering Journal,2011,62-69) 通过两步酶法酯交换反应获得OPO产品:首先棕榈油硬脂精与棕榈酸在非 专一性脂肪酶作用下合成棕榈酸三甘油酯;接着将棕榈酸三甘油酯与油酸 在不同Sn-1,3专一性脂肪酶(如来源Rhizopus oryzae的lipaseDF from, Mucor miehe的Palatase20000L,Rhizomucor miehei的Lipozyme RM IM (诺维信公司),Thermomyces lanuginosus的Lipozyme TL IM和 Alcaligenes sp的lipase QLC)的对和成OPO的影响。

(6)Toshihiro N等人(Journal of the American Oil Chemists Society, 2001,167-172)将棕榈酸三甘油酯(含89%C16:0和8%C18:0)与油酸(88%) 在热稳定性脂肪酶R275A(Fusarium heterosporum)的作用下合成OPO 甘油三酯。并考察了固定化的R275A在无溶剂体系的热稳定性,发现 R275A在无溶剂体系60℃具有很高的热稳定性,其半衰期可达370d。在 棕榈酸三甘油酯和油酸的比例为1︰2(质量比),反应温度为50℃,反应 时间为24h,8%酶量等反应条件下最终产品中含有36%的OPO。

(7)公开号为WO2005036987A1和WO2007029018A1的美国专利文献 中公开了将棕榈油硬脂精和油酸在Sn-1,3脂肪酶的作用下进行合成反应, 接着将反应产物进行分提得到富含OPO的甘油三酯的结构脂肪。

(8)公开号为WO2008104381A1的美国专利文献中公开了将碘值为 18~40两种或两种以上的来自棕榈硬脂酸精的棕榈油先自身随机酯交换, 再与油酸或其非甘油酯进行酯交换。随机酯交换能显著提高棕榈酸在Sn-2 位分布,从而提高最终产品的得率。

2)两步酶法

虽然一步酶转换法可以制备OPO,但该法很难将所有中间反应产生的 甘油二酯(DAG)转化为OPO,而且一步酶法会产生大量的副产物,这对 产业化生产OPO较为不利。目前,采用两步酶法生产OPO已经引起了人们 的兴趣。将棕榈酸三甘油酯在溶剂体系中,在Sn-1,3专一性脂肪酶的作用 下,经醇解(alcoholysis)和提纯后得到纯度大于95%的Sn-2-棕榈酸单甘 油酯(2-MAG),接着将Sn-2-棕榈酸单甘油酯与酰基供体油酸在溶剂或 无溶剂体系下合成(trans-esterification)OPO。该法的优点是采用醇解代 替水解可有效地防止酰基转移,从而得到高纯度2-MAG,但该法也存在一 定的问题,主要是需要多步纯化,从而影响了该工艺的工业化应用。

(1)Schmid U等人(Biotechnology and Bioengineering,1999,678-684) 通过两步法获得富含OPO甘油三酯:首先将棕榈酸三甘油酯在溶剂体系 中,在Sn-1,3专一性脂肪酶的作用下,经醇解和提纯后得到纯度为大于95% 的Sn-2-棕榈酸单甘油酯,接着将Sn-2-棕榈酸单甘油酯与酰基供体油酸在 溶剂或无溶剂体系下合成OPO甘油三酯,产品纯度可达82%,其Sn-2棕榈 酸为96%。

(2)公开号为EP0882797的欧洲专利报道了首先将棕榈油硬脂精在 Sn-1,3专一性脂肪酶Rhizopus Delamar作用下获得纯度大于95%的Sn-2棕 榈酸单甘油酯。接着将Sn-2棕榈酸单甘油酯与油酸在固定化的Rhizopus  Delamar脂肪酶以及正己烷体系或无溶剂体系的反应条件下获得纯度大于 90%,得率为大于70%的OPO。

(3)Jan P等(Pfeffer Jan,Freund Andreas,Bel-Rhlid Rachid,et al.Highly  efficient enzymatic synthesis of2-monoacylglyceridesand structured lipids and  their production on a technical scale[J].Lipids,2007,42:947-953.)通过小型中 试设备将棕榈油棕榈酸三甘油酯和乙醇在诺维信CaIB(Novozym435)和 丙酮溶剂体系中经醇解作用和冷冻分提获得Sn-2棕榈酸单甘油酯。接着将 Sn-2棕榈酸单甘油酯与油酸在CaIB以及正己烷反应条件下获得纯度95%, 得率为90%的OPO。

3)其它方法

(1)Nese S等人(Journal of Agricultural and Food Chemistry,2006, 3717–3722和Journal of the American Oil Chemists'Society,2005,549-557) 将棕榈酸三甘油酯与榛子油脂肪酸(富含油酸)和EPA、DHA酰基供体在 正己烷溶剂体系下通过脂肪酶Lipozyme RMIM的催化作用下合成富含 OPO,EPE和DPD甘油三酯的结构脂肪。此方法可以解决鱼油的腥味问题。

(2)Yuji S等人(Journal of the American Oil Chemists Society,2000, 89-93)将棕榈酸三甘油酯与花生四烯酸在Sn-1,3专一性脂肪酶Rhizopus  delemar的作用下合成APA。其中棕榈树三甘油酯与ARA的摩尔比例为1:5, 反应温度为40℃,时间24h,结果有60%的ARA结合在结构脂肪的Sn-1,3 位,30%的棕榈酸结合在结构脂肪的Sn-2位。

(3)Huri I等人(Food Science and Technology,2011,999-1004)通过棕 榈酸三甘油酯(85%纯度)与榛子油脂肪酸(富含油酸)和C8:0、C10:0 脂肪酸在Lipozyme RMIM的作用下合成富含OPO、CPC和CyPCy甘油三 酯结构。

(4)公开号为EP0965578的欧洲专利报道了通过棕榈酸三甘油酯和 C8:0,在Lipozyme IM60作用下合成CPC甘油三酯结构。该方法能够提高 产品的稳定性能。

从上述研究报告可以发现,目前以OPO为主要代表的结构三酰甘油的 制备方法主要以同酸甘油三脂即棕榈酸三甘油酯为原料,采用1,3位选择性 转酯酶将PPP经过1,3位转酯化合成OPO等1,3-位相同脂肪酸甘油三脂,该 类方法存在的主要问题是产品纯度低,1,3位转酯率低,产品中杂质含量高, 产品分离成本高以及生产步骤繁杂等问题,不仅影响了产品的纯度和收率, 而且还提高了产品的生产成本。

发明内容

本发明提供了一种利用酶-化学法定向制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油 三酯的方法,从价格低廉的甘油出发,筛选高效的脂肪酶,经选择性酯化 反应获得高产率的1,3-甘油二酯中间体,再经化学酯化法制备得到OPO, 产品纯度最高可达96%。

本发明公开了一种利用酶-化学法定向制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油 三酯的方法,包括如下步骤:

(1)将摩尔比为2.0~2.2:1的油酸和甘油加入反应器,搅拌条件下加 热至35℃~65℃,加入脂肪酶,在真空度为300~500Pa下进行酯化反应, 直至体系中油酸含量<0.5%,经过滤得到1,3-二油酸甘油二酯;

(2)将步骤(1)得到的1,3-二油酸甘油二酯、三乙胺和溶剂混合, 搅拌冷却至0~6℃,再加入棕榈酸或棕榈酸衍生物,保温反应1~5h后, 升温至室温后继续反应,直至1,3-二油酸甘油二酯的转化率>97%,再经过 滤、洗涤、干燥得到1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的粗品;

所述的三乙胺与1,3-二油酸甘油二酯的摩尔比为1~2:1;

所述的棕榈酸或棕榈酸衍生物与1,3-二油酸甘油二酯的摩尔比为 1~1.5:1;

(3)将步骤(2)得到的粗品进行分子蒸馏,得到所述的1,3-二油酸 -2-棕榈酸甘油三酯。

本发明设计了一条从低成本的甘油出发的新路线,涉及的工艺主要包 括以下关键技术:

①、首先是在甘油的Sn-1,3位进行选择性酯化反应,在脂肪酶催化作 用下进行,通过真空蒸馏除水或其它方法使酯化的平衡偏向目标化合物, 制备得到1,3-甘油二酯中间体。

②、然后在甘油剩下的2位用化学方法选择性引入棕榈酸,具体步骤 如下式所示:

式中:R1=-CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7,R2=-C16H31

所述的脂肪酶为游离脂肪酶或固定化脂肪酶,酶的加入量为50~5000 国际单位/每摩尔甘油。

所述的脂肪酶为Lipase PL、CALA(菌种为Candia antarctica)、TTL (菌种为Thermus thermophilus)、RAL(菌种为Rhizopus arrhizus)、CLL (菌种为Candia lipolytica)、Lipolase Ultra、CRL(菌种为Candiada  rugosa)、Lipase PS(菌种为Burkholderia cepacia)、Amano AK(菌种为 Pseudomonas fluorescens)、PPL(菌种为Porcine pancreas)、LipSM54(菌 种为Stenotrophomonas maltophilia CGMCC4254)或LipPA99(菌种为 Pseudomonas pseudoalcaligenes CGMCC No.4405)。

所述的固定化脂肪酶可以通过包埋、吸附或交联获得。

作为优选,所述的脂肪酶为LipSM54、Lipolase Ultra或LipPA99。

LipSM54为游离脂肪酶,制备方法可参照公开号为CN102031237B的 中国专利文献,具体为:

将保藏号为CGMCC No.4254的寡养单胞菌加入到培养基中进行发酵 培养,将发酵液冷冻干燥制得所述的LipSM54脂肪酶。

所述培养基的成分为:蛋白胨1~25g/L、乳糖1~15g/L、酵母膏1~8g/L、 硫酸铵0~10g/L、磷酸氢二钾1~6g/L、氯化钠0~2g/L和无水硫酸镁0~1g/L, 所述培养基的pH值为5~10。

进一步优选:

所述的脂肪酶Lipolase Ultra为多孔玻璃吸附的Lipolase Ultra,制备方 法如下:

按质量百分比为65:27:8称取SiO2、B2O3和Na2O,在马弗炉中1000℃ 加热2小时,1500℃保温12小时,将熔融的玻璃粉碎,再用氧化镁作隔 离剂,加热至850℃,保温1小时后取出,冷却、过筛除去氧化镁,得到 玻璃微珠,再挑选直径为1.5~2mm的玻璃微珠为原料。

称取1g多孔玻璃微珠置于250mL三角烧瓶中,加入50mL的Lipolase  Ultra脂肪酶缓冲溶液,所述的缓冲液为pH=7.0的100mLKH2PO4-K2HPO4缓冲溶液,真空抽气15min,在4~8℃的水浴恒温振荡器中振荡吸附1~4h 后,倒出残余酶液,用pH=6.5~7.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液充分洗涤 玻璃微珠后,真空干燥即为多孔玻璃吸附的Lipolase Ultra,为固定化酶。

其中,作为原料的Lipolase Ultra可以通过市售获得。

所述的脂肪酶LipPA99为海藻酸钙包埋的LipPA99或离子交换吸附的 LipPA99。

海藻酸钙包埋的LipPA99的制备方法:

称取5~10g LipPA99酶粉,溶解于pH=7.0的100mL KH2PO4-K2HPO4缓冲溶液中,过滤得到酶液。向酶液中加入0.2~1mol/L海藻酸钠溶液,混 合均匀后利用脉冲电场微球制备仪滴入20mg/mL的CaCl2水溶液中,固化 15~30min得到海藻酸钙包埋的LipPA99,为固定化酶。

离子交换吸附的LipPA99的制备方法:

称取10g经清洗、浸泡后的罗门哈斯AMBERLITE FPA42Cl离子交 换树脂于250mL三角烧瓶中,加入含有1g酶粉(脂肪酶活力大于50单 位/g)的pH=7.0的KH2PO4-K2HPO4缓冲液100mL,控制温度0~6℃恒定, 转速110r/min,在恒温振荡器中吸附固定。固定完成后,移取一定量的 上清液,抽滤,用4℃的去离子水洗涤,得到所述的离子交换吸附的脂肪酶 LipPA99,为固定化酶。

其中,作为原料的脂肪酶LipPA99的制备方法可参照公开号为 CN102154166A的中国专利文献,具体为:

将保藏号为CGMCC No.4405的产碱假单胞菌加入到培养基中进行发 酵培养,所述产碱假单胞菌相对于培养基的接种量为1~10%(体积),发 酵时间为12~48h,温度为15~50℃,再将发酵液冷冻干燥制得所述的 LipPA99脂肪酶。

所述培养基的成分为:酪蛋白1~10g/L、吐温-801~15g/L、酵母膏 1~8g/L、硫酸铵0~10g/L、磷酸氢二钾1~6g/L、氯化钙0~0.5g/L和无水硫 酸镁0~1g/L,所述培养基的pH值为5~10。

更进一步优选,所述脂肪酶的加入量为500~1500国际单位/每摩尔甘 油。

作为优选,所述的溶剂为碳数为5~12的脂肪烃、石油醚或碳数为1~6 的氯代烷烃。

作为优选,所述的分子蒸馏的温度为180~220℃,真空度<40Pa,进 料速度为5~10g/min。

与现有技术相比,本发明具有如下优点:

1、本发明以便宜易得的甘油为起始原料,利用脂肪酶的选择性,在 甘油的Sn-1,3位反应生成1,3-甘油二酯(1,3-DAG),进一步采用化学酯化 反应生产OPO,是一种合成此类产品的新策略和新工艺,目前未见文献报 道。

2、本发明通过筛选获得的高选择性脂肪酶进行1,3-二油酸-甘油二酯 的制备,其中1,3-DAG的含量在90%以上,收率也达到90%以上;采用包 埋(微胶囊或海藻酸钙或卡拉胶)、共价交联、多孔材料(如多孔玻璃或 多孔陶瓷)吸附等方法对脂肪酶进行固定化后,1,3-二油酸-甘油二酯的含 量95%以上,收率达到95%以上,固定化酶可以循环使用20次以上。

3、通过本发明建立的酶-化学法合成得到的结构脂产品,不仅产品收 率高,而且不经过分子蒸馏进一步纯化产品纯度就可以大于85%(w/w), 其中Sn-2位饱和脂肪酸占所有饱和脂肪酸的比例大于65%以上,产品纯度 和Sn-2位饱和脂肪酸的含量都已超过国家标准,优于目前已有报道的工 艺。

具体实施方式

实施例1:

A、游离酶法制备1,3-二油酸甘油二酯:

在一个500mL的三口烧瓶中,加入游离油酸282g(1mol),甘油46g (0.5mol),LipSM54脂肪酶10g。搅拌,加热55℃,系统用真空泵抽真 空,维持体系在300~500Pa,真空泵前面用冷肼回收反应产生的水。反应 大约持续12h,检测,当油酸的含量<0.5%后,停止反应,过滤除去脂肪酶, 用于下次使用,产品为淡黄色滤液,收率97%,1,3-二油酸甘油二酯的含 量在96%左右。

1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(OPO)和1,3-二油酸甘油二酯 (1,3-Di(cis-9-octadecenoyl)glycerol)的测定方法为与标准样品对照的气象 色谱法:(OPO和1,3-二油酸甘油二酯标样购买于Sigma)

采用高温气相色谱法(HT-GC)直接分析游离脂肪酸和各种甘油单酯、 二酯、三酯。具体方法是:以叔丁醇为溶剂,以三月桂酸甘油酯为内标, 配置待测甘油酯和内标的溶液,待测物和内标浓度均为1mol·L-1。在气 相色谱上进样分析。进样量0.5μL;色谱柱:DB-17ht;柱箱温度:300℃, 汽化室(进样器)温度:340℃,检测器温度:340℃;载气(氢气)流 速:240mL·min-1,空气流速:170mL·min-1。甘油单酯出峰时间:1.7min, 内标出峰时间5.3min,1,2-二酯8.4min,1,3-二酯9.1min,OPO三酯: 14.1min。

B、棕榈酸酰氯化学转酯制备OPO:

在一个1000mL的三口烧瓶中,加入石油醚300ml、三乙胺53g (0.503mol)和步骤A中的滤液,搅拌冷却至0℃,维持在此条件下,滴加 棕榈酸酰氯(0.5mol)的石油醚溶液(200ml),滴加完毕,保温反应3h, 慢慢升至室温,继续反应10h,至二酯的转化率达到97%以上停止反应, 过滤除去生成的三乙胺盐酸盐,滤液用少量水洗涤数次,至体系的pH为中 性,无水硫酸钠干燥,减压蒸馏回收溶剂至干,得到黄色的液体产品,OPO 的含量在94%左右。

C、产品的精制:

在一个小型的分子蒸馏设备中,工作时体系的真空度<40Pa,加热油 的温度控制在200℃左右,把上面的OPO粗品,根据设备按5g/min的速度 进行分子蒸馏,收集产品为淡黄色的油状液体,OPO的含量为96%。

实施例2:

A、包埋法固定化酶法制备1,3-二油酸甘油二酯:

在一个500mL的三口烧瓶中,加入油酸280g(1mol),甘油46g (0.5mol),加入海藻酸钙包埋的LipPA9910g。搅拌,加热55℃,系统用 真空泵抽真空,维持体系在300~500Pa,真空泵前面用冷肼回收反应产生 的水。反应大约持续12h,检测,当油酸的含量<0.5%后,停止反应,过滤 除去固定化脂肪酶,用于下次使用,产品为淡黄色滤液,收率98%,1,3- 油酸甘油二酯的含量在97%左右。

B、棕榈酸酐化学转酯制备OPO:

在一个1000mL的三口烧瓶中,加入正己烷300ml、三乙胺53g (0.503mol)和上面的滤液,搅拌冷却至0℃,维持在此条件下,滴加棕 榈酸酐(0.5mol溶于100ml正己烷)的正己烷溶液,滴加完毕,保温反应 3h,慢慢升至室温,继续反应10h,至二酯的转化率达到97%以上停止反 应,过滤除去生成的三乙胺盐酸盐,滤液用少量水洗涤数次,至体系的pH 为中性,无水硫酸钠干燥,减压蒸馏回收溶剂至干,得到黄色的液体产品, OPO的含量在93%左右。

C、产品的精制:

在一个小型的分子蒸馏设备中,工作时体系的真空度<40Pa,控制导 热油的温度,第一次蒸馏回收少量棕榈酸,然后升高加热油的温度进行分 子蒸馏,收集产品为淡黄色的油状液体,OPO的含量为95%。

实施例3:

A、包埋法固定化酶法制备1,3-二油酸甘油二酯:

在一个500mL的三口烧瓶中,加入油酸280g(1mol),甘油46g (0.5mol),加入已重复使用20次的海藻酸钙包埋LipPA9910g。搅拌,加 热55℃,系统用真空泵抽真空,维持体系在300~500Pa,真空泵前面用冷 肼回收反应产生的水。反应大约持续12h,检测,当油酸的含量<0.5%后, 停止反应,过滤除去固定化脂肪酶,用于下次使用,产品为淡黄色滤液, 收率96%,1,3-油酸甘油二酯的含量在95%左右。

B、棕榈酸酐化学转酯制备OPO:

在一个1000mL的三口烧瓶中,加入正己烷300ml、三乙胺53g (0.503mol)和上面的滤液,搅拌冷却至0℃,维持在此条件下,滴加棕 榈酸酐(0.5mol溶于100ml正己烷)的正己烷溶液,滴加完毕,保温反应 3h,慢慢升至室温,继续反应10h,至二酯的转化率达到97%以上停止反 应,过滤除去生成的三乙胺盐酸盐,滤液用少量水洗涤数次,至体系的pH 为中性,无水硫酸钠干燥,减压蒸馏回收溶剂至干,得到黄色的液体产品, OPO的含量在91%左右。

C、产品的精制:

在一个小型的分子蒸馏设备中,工作时体系的真空度<40Pa,控制导热 油的温度,第一次蒸馏回收少量棕榈酸,然后升高加热油的温度进行分子 蒸馏,收集产品为淡黄色的油状液体,OPO的含量为93%。

实施例4:

A、共价交联固定化酶法制备1,3-二油酸甘油二酯:

在一个500mL的三口烧瓶中,加入油酸280g(1mol),甘油46g (0.5mol),用离子交换树脂吸附的脂肪酶LipPA9910g。搅拌,加热55℃, 系统用真空泵抽真空,维持体系在300~500Pa,真空泵前面用冷肼回收反 应产生的水。反应大约持续12h,检测,当油酸的含量<0.5%后,停止反应, 过滤除去脂肪酶,用于下次使用,产品为淡黄色滤液,收率97%,1,3-二 油酸甘油二酯的含量在95%左右。

B、棕榈酸化学转酯制备OPO:

在一个1000mL的三口烧瓶中,加入二氯甲烷300ml、三乙胺53g (0.503mol)和上面的滤液,搅拌冷却至0℃,维持在此条件下,滴加棕 榈酸(0.5mol溶于100ml石油醚中)的石油醚溶液,滴加完毕,保温反应 3h,慢慢升至室温,继续反应10h,至二酯的转化率达到97%以上停止反 应,过滤除去生成的三乙胺盐酸盐,滤液用少量水洗涤数次,至体系的pH 为中性,无水硫酸钠干燥,减压蒸馏回收溶剂至干,得到黄色的液体产品, OPO的含量在90%左右。

C、产品的精制:

在一个小型的分子蒸馏设备中,工作时体系的真空度<40Pa,控制导 热油的温度,第一次蒸馏回收少量棕榈酸,然后升高加热油的温度进行分 子蒸馏,收集产品为淡黄色的油状液体,OPO的含量为92%。

实施例5:

A、吸附法固定化脂肪酶制备1,3-二油酸甘油二酯:

在一个500mL的三口烧瓶中,加入游离油酸282g(1mol),甘油46g (0.5mol),多孔玻璃吸附的Lipolase Ultra脂肪酶10g。搅拌,加热55℃, 系统用真空泵抽真空,维持体系在300~500Pa,真空泵前面用冷肼回收反 应产生的水。反应大约持续12h,检测,当油酸的含量<0.5%后,停止反应, 过滤除去脂肪酶,用于下次使用,产品为淡黄色滤液,收率96%,1,3-油 酸二酯的含量在95%左右。

B、棕榈酸酐法制备OPO:

在一个1000mL的三口烧瓶中,加入正己烷300ml、三乙胺53g (0.503mol)和上面的滤液,搅拌冷却至0℃,维持在此条件下,滴加棕 榈酸酐(0.5mol溶于100ml正己烷)的正己烷溶液,滴加完毕,保温反应 3h,慢慢升至室温,继续反应10h,至二酯的转化率达到97%以上停止反 应,过滤除去生成的三乙胺盐酸盐,滤液用少量水洗涤数次,至体系的pH 为中性,无水硫酸钠干燥,减压蒸馏回收溶剂至干,得到黄色的液体产品, OPO的含量在90%左右。

C、产品的精制:

在一个小型的分子蒸馏设备中,工作时体系的真空度<40Pa,控制导 热油的温度,第一次蒸馏回收棕榈酸,然后升高加热油的温度进行分子蒸 馏,收集产品为淡黄色的油状液体,OPO的含量为91%。

实施例6:

A、Lipozyme RM IM酶法制备1,3-二油酸甘油二酯:

在一个500mL的三口烧瓶中,加入油酸280g(1mol),甘油46g (0.5mol),游离脂肪酶Lipozyme RM IM10g。搅拌,加热55℃,系统用 真空泵抽真空,维持体系在300~500Pa,真空泵前面用冷肼回收反应产生 的水。反应大约持续12h,检测,当油酸的含量<0.5%后,停止反应,过滤 除去脂肪酶,用于下次使用,产品为淡黄色滤液,收率78%,其中1,3-油 酸甘油二酯的含量在75%。

B、棕榈酸酰氯制备OPO:

在一个1000mL的三口烧瓶中,加入石油醚300ml、三乙胺53g (0.503mol)和上面的滤液,搅拌冷却至0℃,维持在此条件下,滴加棕 榈酸酰氯(0.5mol溶于100ml石油醚中)的石油醚溶液,滴加完毕,保温 反应3h,慢慢升至室温,继续反应10h,至二酯的转化率达到97%以上停 止反应,过滤除去生成的三乙胺盐酸盐,滤液用少量水洗涤数次,至体系 的pH为中性,无水硫酸钠干燥,减压蒸馏回收溶剂至干,得到黄色的液体 产品,OPO的含量在75%左右。

C、产品的精制:

在一个小型的分子蒸馏设备中,工作时体系的真空度<40Pa,加热油 的温度控制在200℃左右,把上面的OPO粗品根据设备按一定进料的速度 进行分子蒸馏,收集产品为淡黄色的油状液体,OPO的含量为79%。

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