一種用超臨界CO₂為溶解劑氫化大豆磷脂的方法

專利名稱：一種用超臨界CO₂為溶解劑氫化大豆磷脂的方法
技術領域：
本發明涉及一種大豆磷脂加氫的反應方法。
背景技術：
磷脂作為一種生命的基礎物質，普遍存在于動植物細胞的原生質和細胞膜 中。純凈的磷脂為白色蠟狀固體，在低溫下易結晶、吸水膨脹。由于天然磷脂 分子中脂肪酸含有較多的不飽和雙鍵，因而很不穩定，在空氣中易氧化酸敗， 使顏色變深且產生難聞氣味，限制了磷脂在化妝品、食品添加劑和醫藥行業里 的應用。目前大豆磷脂產品存在色澤深、有異味、產品不穩定、易氧化等缺點， 需要對其進行改性后才能在更廣的領域內使用。改性的方法有水解、磺化、羥 化、酰化、氫化及復配技術等，但這些改性方法需要添加許多化學試劑后才能 達到理想狀態，溶劑殘留較多，因此急需發明一種新型改性的方法。該發明不 是用化學試劑作為溶解劑，而是以C02為溶劑進行加氫反應的，反應速度快，
沒有產生異構體的時間，可生產出應用范圍更廣的氫化磷脂產品。
氫化是磷脂改性的方法之一，原有的氫化機理是固-液-氣三相體系中，氫 在三相體系中擴散到催化劑表面處，被催化劑活性中心吸附，形成表面吸附態 氫，組成磷脂的不飽和脂肪酸鏈遇到吸附態氫，發生氫化反應，從而得到氫化
產品。在體系的加成反應過程中，H2供給速度過慢，少量磷脂分子被催化劑
活化中心吸附，形成吸附態磷脂。吸附態磷脂與活化態氫相遇，易發生異構化 反應，磷脂中的脂肪酸易生成反式脂肪酸脂。而且此反應是通過化學試劑溶解 磷脂，再進行氫化，氫化反應結束后，用旋轉蒸發將溶劑蒸出，但用于溶解磷 脂的化學試劑不可能全部蒸發除去，從而有微量的殘留，長期服用對人體不利， 而且該產品不能應用到醫藥行業中。

發明內容
本發明為了解決現有氫化方法中易發生異構化反應，生成反式脂肪酸脂的
問題，以及殘留有害物質的弊端，而提出了一種用超臨界C02為溶解劑氫化
大豆磷脂的方法。
4本發明的步驟如下-
步驟一反應前的處理在不銹鋼高壓釜中加入5g磷脂樣品，同時加入
磷脂的3% 7%的Pd/C催化劑，再加入攪拌磁珠；
步驟二試漏向不銹鋼高壓釜中注入3 5MPa的C02氣體，進行試漏； 步驟三置換氣體用C02置換不銹鋼高壓釜中的空氣3 5次，其壓力
小于4MPa;
步驟四充CCV.向不銹鋼高壓釜中充入C02氣體，壓力為7 9MPa，
使其在反應溫度下處于超臨界狀態；
步驟五充Hy再向不銹鋼高壓釜中充入H2，總壓力為12 14MPa;
步驟六二次試漏將充入氣體的不銹鋼高壓釜進行二次試漏；
步驟七加熱采用加熱器對不銹鋼高壓釜進行加熱，加熱溫度升至到
120 140°C，加熱時間為L5 2h;
步驟八進行反應在恒溫恒壓的條件下開動磁力攪拌，攪拌轉速為50
80轉/分，反應時間為2 3h;
步驟九反應結束反應結束后使不銹鋼高壓釜冷卻至室溫，降溫時間為
1.5 2h，放出氣體，打開不銹鋼高壓釜，加入無水乙醇，將產物溶解，取出
反應產物；
步驟十反應后的處理采用離心分離機除去Pd/C催化劑，然后旋轉蒸 發除去無水乙醇，降至室溫，得到最終產物。
本發明中的溶解劑是超臨界C02流體，C02在臨界點以上的一定溫度和壓 力下是介于氣體和液體之間的流體。其流體行為與氣體相似，由于H2能與超 臨界C02流體混溶，減弱了從氣相到超臨界相的傳質阻力，也就是固-液-氣三
相體在超臨界C02體系里，使H2在超臨界C02體系里擴散溶解，氫溶解擴散
速度加快，H2供給量充足，被催化劑活性中心活化變成活化態氫，從而快速 形成活化態氫，不易發生異構化反應，與組成磷脂的不飽和脂肪酸鏈分別發生 氫化反應，也就是三烯酸脂氫化后變成二烯酸脂；同時二烯酸脂(包括新生成 的)氫化變成單烯酸脂，單烯酸脂(包括新生成的)氫化后變成飽和酸脂，使 反應的時間縮短。在整個氫化過程中沒有有害溶劑加入，從而避免了有害溶劑 殘留的問題。本發明使氫化后的磷脂氫化穩定性得以提高，改善其抗氧化性，拓寬其應用領域，可用于腦磷脂，粉末磷脂，卵磷脂-70，卵磷脂-90等。采用 本發明的方法來進行氫化碘值為90 95的大豆卵磷脂，最終得到氫化大豆卵 磷脂的碘值為40 50。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式的步驟如下
步驟一反應前的處理在不銹鋼高壓釜中加入5g磷脂樣品，同時加入
磷脂的3% 7%的Pd/C催化劑，再加入攪拌磁珠；
步驟二試漏向不銹鋼高壓釜中注入3 5MPa的C02氣體，進行試漏； 步驟三置換氣體用C02置換不銹鋼高壓釜中的空氣3 5次，其壓力
小于4MPa;
歩驟四充C02:向不銹鋼高壓釜中充入C02氣體，壓力為7 9MPa， 使其在反應溫度下處于超臨界狀態；
步驟五充Hy再向不銹鋼高壓釜中充入H2，總壓力為12 14MPa;
步驟六二次試漏將充入氣體的不銹鋼高壓釜進行二次試漏；
步驟七加熱采用加熱器對不銹鋼高壓釜進行加熱，加熱溫度升至到
120 140°C，加熱時間為1.5 2h;
步驟八進行反應在恒溫恒壓的條件下開動磁力攪拌，攪拌轉速為50
80轉/分，反應時間為2 3h;
步驟九反應結束反應結束后使不銹鋼高壓釜冷卻至室溫，降溫時間為
1.5 2h，放出氣體，打開不銹鋼高壓釜，加入無水乙醇，將產物溶解，取出 反應產物；
步驟十反應后的處理采用離心分離機除去Pd/C催化劑，然后旋轉蒸 發除去無水乙醇，降至室溫，得到最終產物。
本實施方式中采用的設備為DF-101s集熱式恒溫加熱磁力攪拌器， LD4-2A低速離心機，150mL高壓反應釜，旋轉蒸發儀。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同點在于Pd/C催化 劑含5%的Pd，其它組成和步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同點在于步驟四中充
6入C02氣體的壓力為7.5 8.5MPa。其它組成和步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同點在于步驟四中充 入C02氣體的壓力為8MPa。其它組成和步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同點在于步驟五中 C02和H2的總壓力為12.5 13.5MPa。其它組成和步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同點在于步驟五中 C02和H2的總壓力為13MPa。其它組成和步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一不同點在于步驟七中的 加熱溫度升至到120 M0。C，加熱時間為2h。其它組成和步驟與具體實施方 式一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一不同點在于步驟七中的 加熱溫度升至到135°C，加熱時間為1.5h。其它組成和步驟與具體實施方式
一 相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一不同點在于步驟八中的 反應時間2.2 2.8h。其它組成和步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一不同點在于步驟八中的 反應時間2.5h。其它組成和步驟與具體實施方式
一相同。
權利要求
1、一種用超臨界CO2為溶解劑氫化大豆磷脂的方法，其特征在于它的步驟如下步驟一反應前的處理在不銹鋼高壓釜中加入5g磷脂樣品，同時加入磷脂的3％～7％的Pd/C催化劑，再加入攪拌磁珠；步驟二試漏向不銹鋼高壓釜中注入3～5MPa的CO2氣體，進行試漏；步驟三置換氣體用CO2置換不銹鋼高壓釜中的空氣3～5次，其壓力小于4MPa；步驟四充CO2向不銹鋼高壓釜中充入CO2氣體，壓力為7～9MPa，使其在反應溫度下處于超臨界狀態；步驟五充H2再向不銹鋼高壓釜中充入H2，總壓力為12～14MPa；步驟六二次試漏將充入氣體的不銹鋼高壓釜進行二次試漏；步驟七加熱采用加熱器對不銹鋼高壓釜進行加熱，加熱溫度升至到120～140℃，加熱時間為1.5～2h；步驟八進行反應在恒溫恒壓的條件下開動磁力攪拌，攪拌轉速為50～80轉/分，反應時間為2～3h；步驟九反應結束反應結束后使不銹鋼高壓釜冷卻至室溫，降溫時間為1.5～2h，放出氣體，打開不銹鋼高壓釜，加入無水乙醇，將產物溶解，取出反應產物；步驟十反應后的處理采用離心分離機除去Pd/C催化劑，然后旋轉蒸發除去無水乙醇，降至室溫，得到最終產物。
2、 根據權利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化大豆磷脂的方 法，其特征在于Pd/C催化劑含5%的Pd。
3、 根據權利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化大豆磷脂的方 法，其特征在于步驟四中充入C02氣體的壓力為7.5 8.5MPa。
4、 根據權利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化大豆磷脂的方 法，其特征在于步驟四中充入C02氣體的壓力為8MPa。
5、 根據權利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化大豆磷脂的方 法，其特征在于步驟五中C02和H2的總壓力為12.5 13.5MPa。
6、 根據權利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化大豆磷脂的方法，其特征在于步驟五中C02和H2的總壓力為13MPa。
7、 根據權利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化大豆磷脂的方 法，其特征在于歩驟七中的加熱溫度升至到125°C 135°C，加熱時間為2h。
8、 根據權利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化大豆磷脂的方 法，其特征在于步驟七中的加熱溫度升至到135°C，加熱時間為1.5h。
9、 根據權利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化大豆磷脂的方 法，其特征在于歩驟八中的反應時間2.2 2.8h。
10、 根據權利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化大豆磷脂的 方法，其特征在于步驟八中的反應時間2.5h。
全文摘要
一種用超臨界CO₂為溶解劑氫化大豆磷脂的方法。本發明涉及大豆磷脂加氫的反應方法。它解決了現有氫化方法中易發生異構化反應，生成反式脂肪酸脂的問題，以及殘留有害溶劑的弊端。本發明的步驟如下將磷脂樣品放入到釜中并加一定量的催化劑和磁珠，之后試漏；向釜中充入CO₂達到超臨界狀態后再通入H₂直至12～14MPa；加熱升溫，反應完成后，冷卻至室溫，將反應物溶解，經離心分離和旋轉蒸發后得到產品。本發明采用了超臨界流體CO₂為溶劑進行加氫反應，由于H₂能與超臨界CO₂流體混溶，減弱了從氣相到超臨界相的傳質阻力，使氫化后的磷脂氫化穩定性得以提高，改善其性質，拓寬其應用領域。在整個氫化過程中沒有有害溶劑加入，從而避免了有害溶劑殘留的問題。
文檔編號C07F9/00GK101423530SQ200710144518
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月30日 優先權日2007年10月30日
發明者于殿宇, 宋玉卿, 智 張, 張秀玲, 朱秀清, 江連洲, 瑾 王 申請人:東北農業大學