CN110090659B - 一种Al-SBA-15介孔材料的制备方法及在合成含多不饱和脂肪酸结构磷脂中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种负载金属铝SBA‑15介孔材料的制备方法,以SBA‑15分子筛和可溶性铝盐为主要原料,通过浸渍的方式将金属铝负载到SBA‑15介孔分子筛上,该法制备的改性SBA‑15独特之处是具有大比表面积、高孔容以及强表面酸性。本发明还公开了结构磷脂的创新性合成方法,以Al‑SBA‑15介孔材料为多相催化剂,起始原料为不同结构的磷脂和脂肪酸,获得富含n‑3型和n‑6型多不饱和脂肪酸的结构磷脂。本发明涉及的结构磷脂制备方法解决了生物法存在的酶源价格昂贵、循环利用困难、反应条件过窄等问题,具有经济、环保、高效等特点,最终改进了结构磷脂的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及多相催化剂的制备方法与应用,特别涉及一种Al-SBA-15介孔材料的制备方法及其在合成富含多不饱和脂肪酸结构磷脂中的应用。
背景技术
磷脂是一种生命基础物质,作为细胞膜的主要组分,在细胞中具有重要的生理学作用。磷脂也是一种生物活性物质,具有预防脂肪肝、肝硬化、心血管疾病,增强骨骼机能及减缓衰老等多种生理功能。此外,磷脂还是一种天然的两性表面活性剂,具有乳化、分散、润湿等多种性能。磷脂因其独特的理化性质、生物活性及营养价值,在食品、保健品、医药等多种领域得以广泛应用。
天然磷脂在实际应用中存在诸多问题,如:不耐高温、不易溶于水、乳化性不好、营养功能欠缺等。天然磷脂的上述缺点严重限制了其实际应用范围,通过脂肪酸重组进行磷脂结构改造可有效进行解决。另一方面,n-3型多不饱和脂肪酸、n-6型多不饱和脂肪酸中的二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳五烯酸(DPA)、α-亚麻酸(ALA)、γ-亚麻酸(GLA)、亚油酸(LA)和花生四烯酸(ARA),作为食品、医药领域中的功能因子具有多重生物活性,如:预防动脉粥样硬化、高血压、冠心病等心脑血管疾病,以及改善认知障碍、增强免疫力等多种功能。其中,DHA、EPA最具特色,富含于贝类、虾类、藻类、鱼类等海产品,能够维持大脑的正常功能,尤其能够促进婴幼儿大脑和视网膜发育。天然磷脂通过酯交换反应进行脂肪酸重组,该过程具有反应高效、原料易得、操作简单等优点,且所得磷脂产品的理化性能、生物活性等相关指标均得到极大提高。天然磷脂与上述n-3型多不饱和脂肪酸、n-6型多不饱和脂肪酸经酯交换反应制得的结构磷脂,除增加了其特殊的生物活性,还增强了表面活性剂的相关性能,目前是食品、医药、化妆品等诸多领域的研究热点,这将对表面活性剂的创新应用产生重要而深远的影响。
化学法和酶促法是酯交换反应制备结构磷脂最常用的两种方法。近年来,酶催化合成结构磷脂得到了大量研究,但此反应过程最大的缺点是所用脂肪酶或磷脂酶的价格昂贵且不能回收利用,因此难以对其进行工业化生产。相比之下,多相催化剂固体酸能够避免酶促法的诸多缺点,具有绿色环保、循环利用性好、催化活性高、价格低廉等优点而越来越多地应用于结构脂质的制备过程,但其在结构磷脂合成中的应用鲜有报道。SBA-15介孔分子筛,作为一种具有代表性的固体酸,具有大孔容孔径、高比表面积等优势而得到广泛研究。但SBA-15的酸性不足以满足催化反应要求,通常将可溶性金属盐和SBA-15进行混合,采用共沉淀法或浸渍法将金属负载到SBA-15中,得到的改性SBA-15具有更高的比表面积和更强的表面酸性。近年来,改性SBA-15在多相催化合成结构磷脂领域中的应用,逐渐得到学术界和工业领域的广泛重视。
发明内容
本发明的目的在于制备一种Al-SBA-15介孔材料,并将其应用于多相催化合成结构磷脂,改善其合成方法和降低其制备成本。
为了达到上述目的,本发明提供了一种Al-SBA-15介孔材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、称取可溶性铝盐、SBA-15及有机溶剂1混匀,磁力搅拌15~30h,转速500~1000r/min,抽滤得滤饼,并用4~15倍沉淀重量的有机溶剂2抽滤洗涤所得滤饼5~7次,在真空度-0.01~-0.08MPa、温度30~80℃条件下干燥8~15h备用;
其中,所述可溶性铝盐、SBA-15和有机溶剂1的重量比为(1~5):(20~30):(1600~2400);
S2、将步骤S1所得干燥的滤饼于马弗炉中400~800℃煅烧6~12h,得Al-SBA-15介孔材料。
优选方式下,步骤S1所述可溶性铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、磷酸一氢铝、磷酸二氢铝、醋酸铝中的一种。
优选方式下,步骤S1所述有机溶剂1为甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、甲苯中的一种。
优选方式下,步骤S1所述有机溶剂2为甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种。
优选方式下,步骤S1中所述SBA-15的制备方法,包括如下步骤:
S11、按照重量比为(27~32):(3~8):(6~9)称取盐酸、模板剂和去离子水混合,30~80℃搅拌3~6h,转速600~1200r/min,直至溶液澄清;其中,盐酸的浓度为1~4mol/L;
S12、称取正硅酸某酯,逐滴加入到步骤S11所得溶液中,30~80℃搅拌24~32h,使其充分反应;
其中,所述模板剂和正硅酸某酯的添加重量之比为(2~5):(4~8);
S13、将步骤S12所得混合液转移至附聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中,置于80~120℃中晶化25~50h,随后真空抽滤,所得滤饼用去离子水洗至中性;
S14、将步骤S13所得滤饼自然晾干,再于马弗炉中400~800℃锻烧6~9h,即得到活化的SBA-15。
优选方式下,步骤S11所述模板剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(P123),十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),三嵌段共聚物(F127)中的一种。
优选方式下,步骤S12所述的正硅酸某酯为正硅酸甲酯,正硅酸乙酯,正硅酸丙酯中的一种。
本发明的另一目的是,将Al-SBA-15介孔材料作为多相催化剂,应用于富含多不饱和脂肪酸结构磷脂的合成反应中,包括如下步骤:
S1、按摩尔比1:(10~60)称取不同化学结构的磷脂与多不饱和脂肪酸混合,添加Al-SBA-15介孔材料,30~60℃反应5~10h,取上清液;所述Al-SBA-15介孔材料的添加量为磷脂和多不饱和脂肪酸总重量的3%~15%;
其中,所述磷脂为磷脂酰胆碱、磷脂酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇中的一种,通式如下:
所述多不饱和脂肪酸为n-3型多不饱和脂肪酸、n-6型多不饱和脂肪酸中的一种;
其中,n-3型多不饱和脂肪酸为多不饱和脂肪酸结构中的第一个不饱和键出现在碳链甲基端的第三位,n-6型多不饱和脂肪酸为多不饱和脂肪酸结构中的第一个不饱和键出现在碳链甲基端的第六位;上述n-3型多不饱和脂肪酸和n-6型多不饱和脂肪酸记为CM:N,M代表脂肪酸的碳原子数,N代表脂肪酸的双键数,且同时满足16≤M≤22,1≤N≤6;
S2、将步骤S1所得上清液,添加有机溶剂1,离心收集沉淀,取有机溶剂2洗涤所述沉淀,在真空度-0.01~-0.08MPa、温度30~70℃条件下干燥6~12h,得富含多不饱和脂肪酸的结构磷脂混合物;所述有机溶剂1和步骤S1所述磷脂的重量比为(6~15):(1~5),有机溶剂1和有机溶剂2的重量比为(1~4):1,所述有机溶剂1和有机溶剂2是相同的溶剂,为甲醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃的一种。
优选方式下,步骤S1所述n-3型多不饱和脂肪酸为ALA、DHA、EPA、DPA的一种;所述n-6型多不饱和脂肪酸为GLA、LA、ARA的一种。
本发明的有益效果是:
本发明的富含多不饱和脂肪酸结构磷脂的合成技术,与传统制备方法相比有如下优点:
1)该合成技术涉及的所有结构磷脂合成原料均可简单回收利用,在大规模工业化生产中可达到绿色环保和节约成本的目标;
2)该合成技术涉及的改性SBA-15制备方法简单,且在制备结构磷脂过程中经五次以上循环利用无明显失活,即该固体酸的回收性良好,相较于酶促法该技术能够大幅度降低功能性结构磷脂的生产成本;
3)该合成技术涉及的富含多不饱和脂肪酸的结构磷脂产品可作为食品、药品、保健品、化妆品中的活性因子,同时用作新型表面活性剂更拓宽了其在上述诸多领域中的应用前景。
附图说明
图1是实施例1所制备的SBA-15及Al-SBA-15介孔材料的氮气吸脱附等温线;
图2是实施例2所制备的SBA-15及Al-SBA-15介孔材料的Barrett-Joyner-Halenda(BJH)孔径分布图;
图3是实施例3所制备的Al-SBA-15介孔材料的X射线能谱(EDX)图。
具体实施方式
以下为本发明的具体实施实例,用于进一步说明本发明的优点和特色,但本发明并不受以下实施实例的限制。
本发明第一方面的技术目的是提供SBA-15及Al-SBA-15介孔材料的制备方法,包括SBA-15介孔分子筛的制备方法以及金属铝负载改性的步骤。
本发明第二方面的技术目的是提供一种富含多不饱和脂肪酸结构磷脂的生产方法,以上Al-SBA-15介孔材料与天然磷脂进行酯交换多相催化反应。
实施例1
Al-SBA-15介孔材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、称取氯化铝、SBA-15和丙酮按照重量比1:20:1600混匀,磁力搅拌15h,转速1000r/min,抽滤得滤饼,并用15倍沉淀重量的丙酮抽滤洗涤所得滤饼5次,在真空度-0.02MPa、温度30℃条件下干燥8h备用;
S2、将步骤S1所得干燥的滤饼置于马弗炉中400℃煅烧12h,得Al-SBA-15介孔材料。
其中,步骤S1中所述SBA-15的制备方法,包括如下步骤:
S11、按照重量比为9:1:2称取1mol/L盐酸、模板剂P123和去离子水混合,30℃搅拌6h、转速600r/min,直至溶液变为澄清;
S12、称取正硅酸甲酯,逐滴加入到步骤S11所得溶液中,30℃搅拌32h,使其充分反应;其中,所述P123和正硅酸甲酯的添加重量之比为1:2;
S13、将步骤S12所得混合液转移至附聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中,置于80℃中晶化50h,随后真空抽滤,所得滤饼用去离子水洗至中性;
S14、将步骤S13所得滤饼自然晾干,再于马弗炉中400℃锻烧9h,即得到活化的SBA-15。
为探讨催化剂的构效关系,对Al-SBA-15介孔材料的结构进行表征,结果如下:
Brunauer-Emmett-Teller(BET)结果表明该催化剂的比表面积为577.059m2/g,孔容为0.969cm3/g。金属铝负载改性SBA-15及SBA-15的氮气吸脱附等温线如图1所示,可看到明显的回滞环,说明该Al-SBA-15介孔材料及SBA-15均为介孔结构。
将Al-SBA-15介孔材料进一步作为催化剂,用于合成结构磷脂,包括如下步骤:
S1、按摩尔比1:60称取PC与LA混合,添加本实施例所得Al-SBA-15介孔材料作为催化剂,60℃反应5h,离心取上清液,所述上清液为富含LA结构的PC混合溶液;其中,所述Al-SBA-15介孔材料的添加量为PC和LA总重量的3%;
S2、将上一步骤所得上清液添加丙酮1,使磷脂沉淀,离心收集沉淀,再次取丙酮2洗涤上述沉淀,在真空度-0.02MPa、温度30℃条件下干燥6h,得富含LA结构的PC混合物;丙酮1和步骤S1所述PC的重量比为6:1,丙酮1和丙酮2的重量比为1:1。
取本实施例所制备富含LA结构的PC混合物进行皂化甲酯化,气相色谱(GC)检测,计算出本实施例所得富含LA结构的PC中,LA的掺入率为34.3%。
其中,根据下述文献的方法进行皂化甲酯化:A.Chojnacka,W.A.Gliszczyńska,N.Niezgoda,G.and C.Wawrzeńczyk,Catal.Commun.,2016,75,60.
根据下述文献的方法进行GC检测:F.A.S.de M.Soares,R.C.da Silva,K.C.G.daSilva,M.B.D.F.Soares and L.A.Gioielli,Food Res.Int.,2009,42,1287.
实施例2
Al-SBA-15介孔材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、称取硫酸铝、SBA-15和甲醇按照重量比5:30:2400混匀,磁力搅拌30h,转速500r/min,抽滤得滤饼,并用4倍沉淀重量的甲醇抽滤洗涤所得滤饼7次,在真空度-0.03MPa、温度32℃条件下干燥15h备用;
S2、将步骤S1所得干燥的滤饼置于马弗炉中800℃煅烧6h,得Al-SBA-15介孔材料。
其中,步骤S1中所述SBA-15的制备方法,包括如下步骤:
S11、按照重量比为32:8:9称取4mol/L盐酸、模板剂CTAB和去离子水混合,80℃搅拌3h、转速1200r/min,直至溶液变为澄清;
S12、称取正硅酸乙酯,逐滴加入到步骤S11所得溶液中,80℃搅拌24h,使其充分反应;其中,所述CTAB和正硅酸乙酯的添加重量之比为5:8;
S13、将步骤S12所得混合液转移至附聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中,置于120℃中晶化25h,随后真空抽滤,所得滤饼用去离子水洗至中性;
S14、将步骤S13所得滤饼自然晾干,再于马弗炉中800℃锻烧6h,即得到活化的SBA-15。
为探讨催化剂的构效关系,对Al-SBA-15介孔材料的结构进行表征,结果如下:
BET结果表明该催化剂的比表面积为580.162m2/g,孔容为0.935cm3/g。SBA-15及金属铝负载改性SBA-15的BJH孔径分布图如图2所示,由图可知该催化剂孔径在5~7nm有较好的分布,说明该Al-SBA-15介孔材料及SBA-15均为介孔结构。
将Al-SBA-15介孔材料进一步作为催化剂,用于合成结构磷脂,包括如下步骤:
S1、按摩尔比1:10称取PE与GLA混合,添加本实施例所得Al-SBA-15介孔材料作为催化剂,30℃反应10h,离心取上清液,所述上清液为富含GLA结构的PE混合溶液;其中,所述Al-SBA-15介孔材料的添加量为PE和GLA总重量的15%;
S2、将上一步骤所得上清液添加乙酸乙酯1,使磷脂沉淀,离心收集沉淀,再次取乙酸乙酯2洗涤上述沉淀,在真空度-0.01MPa、温度32℃条件下干燥12h,得富含GLA结构的PE混合物;乙酸乙酯1和步骤S1所述PE的重量比为3:1,乙酸乙酯1和乙酸乙酯2的重量比为4:1。
取本实施例所制备富含GLA结构的PE混合物进行皂化甲酯化,GC检测,计算出本实施例所得富含GLA结构的PE中,GLA的掺入率为33.7%。
其中,根据下述文献的方法进行皂化甲酯化:A.Chojnacka,W.A.Gliszczyńska,N.Niezgoda,G.and C.Wawrzeńczyk,Catal.Commun.,2016,75,60.
根据下述文献的方法进行GC检测:F.A.S.de M.Soares,R.C.da Silva,K.C.G.daSilva,M.B.D.F.Soares and L.A.Gioielli,Food Res.Int.,2009,42,1287.
实施例3
Al-SBA-15介孔材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、称取硝酸铝、SBA-15和甲苯按照重量比2:21:1700混匀,磁力搅拌16h,转速600r/min,抽滤得滤饼,并用14倍沉淀重量的乙醇抽滤洗涤所得滤饼6次,在真空度-0.06MPa、温度80℃条件下干燥9h备用;
S2、将步骤S1所得干燥的滤饼置于马弗炉中500℃煅烧11h,得Al-SBA-15介孔材料。
其中,步骤S1中所述SBA-15的制备方法,包括如下步骤:
S11、按照重量比为28:3:7称取2mol/L盐酸、模板剂F127和去离子水混合,40℃搅拌4h、转速700r/min,直至溶液变为澄清;
S12、称取正硅酸丙酯,逐滴加入到步骤S11所得溶液中,40℃搅拌30h,使其充分反应;其中,所述F127和正硅酸丙酯的添加重量之比为3:5;
S13、将步骤S12所得混合液转移至附聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中,置于90℃中晶化30h,随后真空抽滤,所得滤饼用去离子水洗至中性;
S14、将步骤S13所得滤饼自然晾干,再于马弗炉中500℃锻烧8h,即得到活化的SBA-15。
为探讨催化剂的构效关系,对Al-SBA-15介孔材料的结构进行表征,结果如下:
BET结果表明该催化剂的比表面积为572.921m2/g,孔容为0.985cm3/g。金属铝负载改性SBA-15的EDX能谱图如图3所示,由图可清楚观察到Al元素的分布,间接说明金属铝成功负载到SBA-15介孔分子筛。
将Al-SBA-15介孔材料进一步作为催化剂,用于合成结构磷脂,包括如下步骤:
S1、按摩尔比1:20称取PA与ARA混合,添加本实施例所得Al-SBA-15介孔材料作为催化剂,40℃反应9h,离心取上清液,所述上清液为富含ARA结构的PA混合溶液;其中,所述Al-SBA-15介孔材料的添加量为PA和ARA总重量的5%;
S2、将上一步骤所得上清液添加甲醇1,使磷脂沉淀,离心收集沉淀,再次取甲醇2洗涤上述沉淀,在真空度-0.01MPa、温度40℃条件下干燥7h,得富含ARA结构的PA混合物;甲醇1和步骤S1所述PA的重量比为7:2,甲醇1和甲醇2的重量比为2:1。
取本实施例所制备富含ARA结构的PA混合物进行皂化甲酯化,GC检测,计算出本实施例所得富含ARA结构的PA中,ARA的掺入率为31.8%。
其中,根据下述文献的方法进行皂化甲酯化:A.Chojnacka,W.A.Gliszczyńska,N.Niezgoda,G.and C.Wawrzeńczyk,Catal.Commun.,2016,75,60.
根据下述文献的方法进行GC检测:F.A.S.de M.Soares,R.C.da Silva,K.C.G.daSilva,M.B.D.F.Soares and L.A.Gioielli,Food Res.Int.,2009,42,1287.
实施例4
Al-SBA-15介孔材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、称取磷酸一氢铝、SBA-15和乙醇按照重量比3:25:2000混匀,磁力搅拌20h,转速600r/min,抽滤得滤饼,并用6倍沉淀重量的乙醇抽滤洗涤所得滤饼7次,在真空度-0.01MPa、温度40℃条件下干燥10h备用;
S2、将步骤S1所得干燥的滤饼置于马弗炉中700℃煅烧8h,得Al-SBA-15介孔材料。
其中,步骤S1中所述SBA-15的制备方法,包括如下步骤:
S11、按照重量比为28:6:7称取3mol/L盐酸、模板剂F127和去离子水混合,60℃搅拌5h、转速800r/min,直至溶液变为澄清;
S12、称取正硅酸甲酯,逐滴加入到步骤S11所得溶液中,50℃搅拌28h,使其充分反应;其中,所述F127和正硅酸甲酯的添加重量之比为3:7;
S13、将步骤S12所得混合液转移至附聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中,置于100℃中晶化40h,随后真空抽滤,所得滤饼用去离子水洗至中性;
S14、将步骤S13所得滤饼自然晾干,再于马弗炉中650℃锻烧7.5h,即得到活化的SBA-15。
将Al-SBA-15介孔材料进一步作为催化剂,用于合成结构磷脂,包括如下步骤:
S1、按摩尔比1:30称取PS与ALA混合,添加本实施例所得Al-SBA-15介孔材料作为催化剂,45℃反应7h,离心取上清液,所述上清液为富含ALA结构的PS混合溶液;其中,所述Al-SBA-15介孔材料的添加量为PS和ALA总重量的12%;
S2、将上一步骤所得上清液添加四氢呋喃1,使磷脂沉淀,离心收集沉淀,再次取四氢呋喃2洗涤上述沉淀,在真空度-0.05MPa、温度30℃条件下干燥9h,得富含ALA结构的PS混合物;四氢呋喃1和步骤S1所述PS的重量比为9:4,四氢呋喃1和四氢呋喃2的重量比为2.5:1。
取本实施例所制备富含ALA结构的PS混合物进行皂化甲酯化,GC检测,计算出本实施例所得富含ALA结构的PS中,ALA的掺入率为30.9%。
其中,根据下述文献的方法进行皂化甲酯化:A.Chojnacka,W.A.Gliszczyńska,N.Niezgoda,G.and C.Wawrzeńczyk,Catal.Commun.,2016,75,60.
根据下述文献的方法进行GC检测:F.A.S.de M.Soares,R.C.da Silva,K.C.G.daSilva,M.B.D.F.Soares and L.A.Gioielli,Food Res.Int.,2009,42,1287.
实施例5
Al-SBA-15介孔材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、称取磷酸二氢铝、SBA-15和丙醇按照重量比4:27:2100混匀,磁力搅拌25h,转速900r/min,抽滤得滤饼,并用7倍沉淀重量的乙酸乙酯抽滤洗涤所得滤饼6次,在真空度-0.08MPa、温度66℃条件下干燥11h备用;
S2、将步骤S1所得干燥的滤饼置于马弗炉中680℃煅烧10.5h,得Al-SBA-15介孔材料。
其中,步骤S1中所述SBA-15的制备方法,包括如下步骤:
S11、按照重量比为31:6:8称取2.5mol/L盐酸、模板剂P123和去离子水混合,70℃搅拌4h、转速880r/min,直至溶液变为澄清;
S12、称取正硅酸丙酯,逐滴加入到步骤S11所得溶液中,70℃搅拌27h,使其充分反应;其中,所述P123和正硅酸丙酯的添加重量之比为4:7;
S13、将步骤S12所得混合液转移至附聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中,置于95℃中晶化45h,随后真空抽滤,所得滤饼用去离子水洗至中性;
S14、将步骤S13所得滤饼自然晾干,再于马弗炉中580℃锻烧8.5h,即得到活化的SBA-15。
将Al-SBA-15介孔材料进一步作为催化剂,用于合成结构磷脂,包括如下步骤:
S1、按摩尔比1:40称取PC与DHA混合,添加本实施例所得Al-SBA-15介孔材料作为催化剂,55℃反应8h,离心取上清液,所述上清液为富含DHA结构的PC混合溶液;其中,所述Al-SBA-15介孔材料的添加量为PC和DHA总重量的8%;
S2、将上一步骤所得上清液添加丙酮1,使磷脂沉淀,离心收集沉淀,再次取丙酮2洗涤上述沉淀,在真空度-0.015MPa、温度35℃条件下干燥8.5h,得富含DHA结构的PC混合物;丙酮1和步骤S1所述PC的重量比为13:3,丙酮1和丙酮2的重量比为3.5:1。
取本实施例所制备富含DHA结构的PC混合物进行皂化甲酯化,GC检测,计算出本实施例所得富含DHA结构的PC中,DHA的掺入率为29.6%。
其中,根据下述文献的方法进行皂化甲酯化:A.Chojnacka,W.A.Gliszczyńska,N.Niezgoda,G.and C.Wawrzeńczyk,Catal.Commun.,2016,75,60.
根据下述文献的方法进行GC检测:F.A.S.de M.Soares,R.C.da Silva,K.C.G.daSilva,M.B.D.F.Soares and L.A.Gioielli,Food Res.Int.,2009,42,1287.
实施例6
Al-SBA-15介孔材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、称取醋酸铝、SBA-15和甲醇按照重量比3:26:2300混匀,磁力搅拌22h,转速660r/min,抽滤得滤饼,并用10倍沉淀重量的甲醇抽滤洗涤所得滤饼6次,在真空度-0.025MPa、温度40℃条件下干燥9.5h备用;
S2、将步骤S1所得干燥的滤饼置于马弗炉中700℃煅烧10h,得Al-SBA-15介孔材料。
其中,步骤S1中所述SBA-15的制备方法,包括如下步骤:
S11、按照重量比为30:6:7称取2.8mol/L盐酸、模板剂CTAB和去离子水混合,65℃搅拌4.5h、转速880r/min,直至溶液变为澄清;
S12、称取正硅酸乙酯,逐滴加入到步骤S11所得溶液中,55℃搅拌28h,使其充分反应;其中,所述CTAB和正硅酸乙酯的添加重量之比为4.5:7;
S13、将步骤S12所得混合液转移至附聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中,置于105℃中晶化35h,随后真空抽滤,所得滤饼用去离子水洗至中性;
S14、将步骤S13所得滤饼自然晾干,再于马弗炉中660℃锻烧7.5h,即得到活化的SBA-15。
将Al-SBA-15介孔材料进一步作为催化剂,用于合成结构磷脂,包括如下步骤:
S1、按摩尔比1:50称取PG与EPA混合,添加本实施例所得Al-SBA-15介孔材料作为催化剂,50℃反应8h,离心取上清液,所述上清液为富含EPA结构的PG混合溶液;其中,所述Al-SBA-15介孔材料的添加量为PG和EPA总重量的14%;
S2、将上一步骤所得上清液添加乙醇1,使磷脂沉淀,离心收集沉淀,再次取乙醇2洗涤上述沉淀,在真空度-0.056MPa、温度39℃条件下干燥8.5h,得富含EPA结构的PG混合物;乙醇1和步骤S1所述PG的重量比为11:4.5,乙醇1和乙醇2的重量比为2.5:1。
取本实施例所制备富含EPA结构的PG混合物进行皂化甲酯化,GC检测,计算出本实施例所得富含EPA结构的PG中,EPA的掺入率为30.0%。
其中,根据下述文献的方法进行皂化甲酯化:A.Chojnacka,W.A.Gliszczyńska,N.Niezgoda,G.and C.Wawrzeńczyk,Catal.Commun.,2016,75,60.
根据下述文献的方法进行GC检测:F.A.S.de M.Soares,R.C.da Silva,K.C.G.daSilva,M.B.D.F.Soares and L.A.Gioielli,Food Res.Int.,2009,42,1287.
实施例7
Al-SBA-15介孔材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、称取氯化铝、SBA-15和乙醇按照重量比5:27:2250混匀,磁力搅拌20h,转速950r/min,抽滤得滤饼,并用13倍沉淀重量的乙酸乙酯抽滤洗涤所得滤饼7次,在真空度-0.03MPa、温度45℃条件下干燥12h备用;
S2、将步骤S1所得干燥的滤饼置于马弗炉中750℃煅烧6.5h,得Al-SBA-15介孔材料。
其中,步骤S1中所述SBA-15的制备方法,包括如下步骤:
S11、按照重量比为30:7:7称取3mol/L盐酸、模板剂P123和去离子水混合,65℃搅拌4.5h、转速1000r/min,直至溶液变为澄清;
S12、称取正硅酸乙酯,逐滴加入到步骤S11所得溶液中,55℃搅拌29h,使其充分反应;其中,所述P123和正硅酸乙酯的添加重量之比为3:6.5;
S13、将步骤S12所得混合液转移至附聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中,置于115℃中晶化28h,随后真空抽滤,所得滤饼用去离子水洗至中性;
S14、将步骤S13所得滤饼自然晾干,再于马弗炉中640℃锻烧7h,即得到活化的SBA-15。
将Al-SBA-15介孔材料进一步作为催化剂,用于合成结构磷脂,包括如下步骤:
S1、按摩尔比1:25称取PI与DPA混合,添加本实施例所得Al-SBA-15介孔材料作为催化剂,48℃反应8h,离心取上清液,所述上清液为富含DPA结构的PI混合溶液;其中,所述Al-SBA-15介孔材料的添加量为PI和DPA总重量的13%;
S2、将上一步骤所得上清液添加丙醇1,使磷脂沉淀,离心收集沉淀,再次取丙醇2洗涤上述沉淀,在真空度-0.07MPa、温度70℃条件下干燥10.5h,得富含DPA结构的PI混合物;丙醇1和步骤S1所述PI的重量比为11:3,丙醇1和丙醇2的重量比为2.7:1。
取本实施例所制备富含DPA结构的PI混合物进行皂化甲酯化,GC检测,计算出本实施例所得富含DPA结构的PI中,DPA的掺入率为28.2%。
其中,根据下述文献的方法进行皂化甲酯化:A.Chojnacka,W.A.Gliszczyńska,N.Niezgoda,G.and C.Wawrzeńczyk,Catal.Commun.,2016,75,60.
根据下述文献的方法进行GC检测:F.A.S.de M.Soares,R.C.da Silva,K.C.G.daSilva,M.B.D.F.Soares and L.A.Gioielli,Food Res.Int.,2009,42,1287.
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种Al-SBA-15介孔材料在合成富含多不饱和脂肪酸结构磷脂中的应用,其特征在于,包括以下步骤:
S1、按摩尔比1:(10~60)称取磷脂与多不饱和脂肪酸混合,添加Al-SBA-15介孔材料,30~60℃反应5~10h,取上清液;所述Al-SBA-15介孔材料的添加量为磷脂和多不饱和脂肪酸总重量的3%~15%;
其中,所述磷脂为磷脂酰胆碱、磷脂酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇中的一种,通式如下:
所述多不饱和脂肪酸为n-3型多不饱和脂肪酸或n-6型多不饱和脂肪酸;
其中,所述n-3型多不饱和脂肪酸为多不饱和脂肪酸结构中的第一个不饱和键出现在碳链甲基端的第三位,n-6型多不饱和脂肪酸为多不饱和脂肪酸结构中的第一个不饱和键出现在碳链甲基端的第六位;所述n-3型多不饱和脂肪酸和n-6型多不饱和脂肪酸记为CM:N,M代表脂肪酸的碳原子数,N代表脂肪酸的双键数,且同时满足16≤M≤22,1≤N≤6;
S2、将步骤S1所得上清液添加有机溶剂1,离心收集沉淀;取有机溶剂2洗涤所述沉淀,在真空度-0.01~-0.08MPa、温度30~70℃条件下干燥6~12h,得富含多不饱和脂肪酸的结构磷脂混合物;所述有机溶剂1和步骤S1所述磷脂的重量比为(6~15):(1~5),所述有机溶剂1和有机溶剂2的重量比为(1~4):1,所述有机溶剂1和有机溶剂2是相同的溶剂,为甲醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃的一种;
所述步骤S1中所述Al-SBA-15介孔材料的制备方法,包括如下步骤:
S11、称取可溶性铝盐、SBA-15及有机溶剂3混匀,搅拌15~30h,转速500~1000r/min,抽滤得滤饼,并用4~15倍沉淀重量的有机溶剂4抽滤洗涤所得滤饼,在真空度-0.01~-0.08MPa、温度30~80℃条件下干燥8~15h备用;
所述可溶性铝盐、SBA-15和有机溶剂3的重量比为(1~5):(20~30):(1600~2400);
S12、将所述步骤S11所得滤饼于400~800℃煅烧6~12h,得Al-SBA-15介孔材料;
步骤S11中所述有机溶剂3为甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、甲苯中的一种;
步骤S11中所述有机溶剂4为甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种。
2.根据权利要求1所述Al-SBA-15介孔材料在合成富含多不饱和脂肪酸结构磷脂中的应用,其特征在于,步骤S1所述n-3型多不饱和脂肪酸为α-亚麻酸、二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸的一种。
3.根据权利要求1所述Al-SBA-15介孔材料在合成富含多不饱和脂肪酸结构磷脂中的应用,其特征在于,步骤S1所述n-6型多不饱和脂肪酸为γ-亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸的一种。
4.根据权利要求1所述Al-SBA-15介孔材料的制备方法,其特征在于,步骤S1所述可溶性铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、磷酸一氢铝、磷酸二氢铝、醋酸铝中的一种。
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