CN103131539A

CN103131539A - 一种制备改性植物油酸酯的方法

Info

Publication number: CN103131539A
Application number: CN2013100309792A
Authority: CN
Inventors: 聂俊; 刘建伟; 马贵平; 包容
Original assignee: Changzhou Institute for Advanced Materials Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Changzhou Institute for Advanced Materials Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2013-06-05

Abstract

本发明涉及一种制备改性植物油酸酯的方法。所述的植物油包括大豆油、花生油、红菜籽油、油菜油、蓖麻油、玉米油、花油、向日葵油、橄榄油、亚麻油、桐油、芝麻油、棉籽油、棕榈油，主要成分为油酸、亚油酸、亚麻酸。方法是将植物油溶于有机溶剂中，加入0.05%~5%的强酸作为催化剂，维持体系温度在5～80℃，将含有羧酸的有机物按双键含量等摩尔量缓慢滴入，反应1~10小时，羧酸和双键反应，最后得到有机羧酸改性植物油。本发明制备过程、后处理工序简单，并实现了在较大的温度范围内获得植物油改性物，所获得的植物油改性物结果多样，市场广阔。

Description

一种制备改性植物油酸酯的方法

技术领域

本发明涉及一种制备改性植物油酸酯的方法。

背景技术

植物油的主要成分为甘油三酸酯。常见的植物油包括：大豆油、红花油、蓖麻油、玉米油、向日葵油、橄榄油、亚麻油、桐油、芝麻油、花生油、棉籽油、菜籽油、油菜油、棕榈油等。植物油的主要成分是直链高级脂肪酸和甘油生成的酯，脂肪酸除软脂酸、硬脂酸和油酸外，还含有多种不植物油饱和酸，如芥酸、桐油酸、蓖麻油酸等。

目前利用植物油改性制备化工原料的方法很多，主要植物油分子上甘油三酸酯的双键、酯基、酯基上的α碳等均为活性基团。对植物油进行改性，是指对它们分子中的活性基团进行改性。常用的改性方法包括环氧化、环氧基羟基化、环氧基酯化、双键异构化和醇解等。大量的研究主要是环氧化，然后用羟基、羧基、氨基等含活泼氢离子的对环氧基团进行开环改性（A.Guo,Y.Cho,Z.S.Petrovic,Structure and Properties of Halogenated and Nonhalogenated Soy-BasedPolyols.Journal of Polymer Science:Part A:Polymer Chemistry,2000,38:3900–3910；B.Rangaraj an,A.Havey，E.A.Grulke,etal，Kinetic Parameters of a Two-Phase Model for in situ Epoxidation of Soybean Oil，Journal of the American OilChemists Society,1995,72(10):l161-1169）。还有用双键和马来酸酐反应(G.W.Bussell,Melelnized Fatty Acid Esters of9-Oxatetracyclo-4.4.1.0.0undecan-4-OL[P],US patent,US3855163,Decl7,1974；C.Force,F.S.Starr,Vegetable Oil adducts asEmollients In Skin and hair care Products[P],US patent US4740367,Apt26,1988)。

目前还没有直接用含羧基的化合物和双键反应，一步法得到改性植物油的文献报道。

发明内容

针对目前制备的植物油改性物都是通过环氧化或是通过双键和双键加成而得，本专利是采用强酸作为催化剂，直接用羧基和双键进行反应，得到不同结构的植物油改性物。此方法采用一步法，方法简单易行，原料来源广泛，种类复杂多变。

本发明所提供的一种制备植物油改性物的方法，包括以下步骤：

（1）将植物油溶于有机溶剂中，其中的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、N、N-二甲基甲酰胺（DMF）、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、四氢呋喃中的一种。配成重量百分比为20～80wt％的溶液，然后将溶液充分搅拌，以致完全混合均匀。

（2）将步骤（1）中配制的溶液加入0.05～5％的强酸作为催化剂，所述催化剂为硫酸、盐酸、对甲苯磺酸、磷酸、氨基磺酸、硝酸。温度维持在5～80℃。

（3）将植物油双键含量摩尔比为1∶1的羧酸有机物缓慢滴入到步骤（2）中配好的溶液中，反应1～10小时，除去有机溶剂，然后用饱和碳酸氢钠溶液洗三次，用无水硫酸镁除去水，最后得到改性后植物油酸酯。

本发明方法具有以下优点：

1、植物油和羧酸有机物种类繁多，价格便宜；

2、此方法对设备要求低，收集装置、后处理工序简单，低成本；

具体实施方式

实施例1：

（1）将20g大豆油溶于80gDMF，充分搅拌，以致完全混合均匀。

（2）将步骤（1）中配制的溶液加入0.5％的盐酸作为催化剂，5℃搅拌半小时。

（3）将和双键含量摩尔比为1∶1的丙烯酸缓慢滴入到步骤（2）中配好的溶液中，反应5小时，除去有机溶剂，然后用饱和碳酸氢钠溶液洗三次，用无水硫酸镁除去水，最后得到改性后植物油酸酯。

实施例2：

（1）将20g蓖麻油溶于30g二氯甲烷，充分搅拌，以致完全混合均匀。

（2）将步骤（1）中配制的溶液加入1％的对甲苯磺酸作为催化剂，10℃搅拌半小时。

（3）将和双键含量摩尔比为1∶1的辛酸缓慢滴入到步骤（2）中配好的溶液中，反应8小时，除去有机溶剂，然后用饱和碳酸氢钠溶液洗三次，用无水硫酸镁除去水，最后得到改性后植物油酸酯。

实施例3：

（1）将20g玉米油溶于13.3g甲醇，充分搅拌，以致完全混合均匀。

（2）将步骤（1）中配制的溶液加入3％的磺酸作为催化剂，20℃搅拌半小时。（3）将和双键含量摩尔比为1∶1的乙二酸缓慢滴入到步骤（2）中配好的溶液中，反应10小时，除去有机溶剂，然后用饱和碳酸氢钠溶液洗三次，用无水硫酸镁除去水，最后得到改性后植物油酸酯。

实施例4：

（1）将20g芝麻油溶于5g丙酮，充分搅拌，以致完全混合均匀。

（2）将步骤（1）中配制的溶液加入5％的硝酸作为催化剂，40℃搅拌半小时。

（3）将和双键含量摩尔比为1∶1的丙二酸缓慢滴入到步骤（2）中配好的溶液中，反应6小时，除去有机溶剂，然后用饱和碳酸氢钠溶液洗三次，用无水硫酸镁除去水，最后得到改性后植物油酸酯。

实施例5：

（1）将20g花生油溶于80g四氢呋喃，充分搅拌，以致完全混合均匀。

（2）将步骤（1）中配制的溶液加入3％的磷酸作为催化剂，30℃搅拌半小时。

（3）将和双键含量摩尔比为1∶1的乙酸缓慢滴入到步骤（2）中配好的溶液中，反应10小时，除去有机溶剂，然后用饱和碳酸氢钠溶液洗三次，用无水硫酸镁除去水，最后得到改性后植物油酸酯。

实施例6：

（1）将20g橄榄油溶于50g乙醇，充分搅拌，以致完全混合均匀。

（2）将步骤（1）中配制的溶液加入2％的氨基磺酸作为催化剂，80℃搅拌半小时。

（3）将和双键含量摩尔比为1∶1的苯二甲酸缓慢滴入到步骤（2）中配好的溶液中，反应10小时，除去有机溶剂，然后用饱和碳酸氢钠溶液洗三次，用无水硫酸镁除去水，最后得到改性后植物油酸酯。

实施例7：

（1）将20g亚麻油溶于20g乙腈，充分搅拌，以致完全混合均匀。

（2）将步骤（1）中配制的溶液加入1.5％的对甲苯磺酸作为催化剂，60℃搅拌半小时。

（3）将和双键含量摩尔比为1∶1的己二酸缓慢滴入到步骤（2）中配好的溶液中，反应9小时，除去有机溶剂，然后用饱和碳酸氢钠溶液洗三次，用无水硫酸镁除去水，最后得到改性后植物油酸酯。

Claims

1.一种制备改性植物油酸酯的方法，其特征在于以下步骤：

（1）将植物油溶于有机溶剂中，其中的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、N、N-二甲基甲酰胺（DMF）、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、四氢呋喃中的一种。配成重量百分比为20～80wt%的溶液，然后将溶液充分搅拌，以致完全混合均匀;

（2）将步骤（1）中配制的溶液加入0.05~5%的强酸作为催化剂，所述催化剂为硫酸、盐酸、对甲苯磺酸、磷酸、氨基磺酸、硝酸。温度维持在5～80℃;

（3）将植物油双键含量摩尔比为1:1的羧酸有机物缓慢滴入到步骤（2）中配好的溶液中，反应1~10小时，除去有机溶剂，然后用饱和碳酸氢钠溶液洗三次，用无水硫酸镁除去水，最后得到改性后植物油酸酯。

2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、N、N-二甲基甲酰胺（DMF）、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮，四氢呋喃，重量百分比优选40～60wt%的溶液。

3.根据权利要求1的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的强酸为催化剂，所述催化剂为硫酸、盐酸、对甲苯磺酸、磷酸、氨基磺酸、硝酸中的一种，重量百分比优选1~3%。反应温度优选5~40℃。

4.根据权利要求1的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述的含羧酸有机物与植物油双键含量比为1:1，反应时间优选5~8小时。