一種高效制備酚酸甘油酯的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效制備酚酸甘油酯的方法，它以酚酸和甘油為反應(yīng)原料，在脂肪酶、抗氧化劑的作用下，然后提供直接超聲波進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到酚酸甘油酯；或者，以酚酸乙酯和甘油為反應(yīng)原料，在脂肪酶、抗氧化劑的作用下，然后提供直接超聲波進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到酚酸甘油酯。該方法快速高效，提高產(chǎn)品得率的同時(shí)縮短反應(yīng)時(shí)間，且操作簡便，常壓下進(jìn)行，具有產(chǎn)物易分離，清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種高效制備酚酸甘油酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高效制備酚酸甘油酯的方法，屬于天然產(chǎn)物分子修飾領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]酚酸類化合物廣泛存在于藥用植物中，其眾多生理活性如抗衰老、抗菌、抗腫瘤、預(yù)防心腦血管疾病等，均與其強(qiáng)抗氧化性能密切相關(guān)。酚酸在對抗和預(yù)防疾病方面的獨(dú)特作用使得其在當(dāng)今功能食品研發(fā)中倍受關(guān)注。然而酚酸類化合物的溶解性較差，大大限制了其在食品中的應(yīng)用。酯化修飾不僅可以提高酚酸類化合物的溶解性，而且可以有效改善其生物活性，如提高抗氧化性、抗菌性、抗細(xì)胞增殖，吸收紫外線，提高生物利用度等。對酚酸類化合物的酯化修飾通常是將其分子結(jié)構(gòu)中的非生理活性部位即羧基或酚羥基以外的羥基進(jìn)行酰化，既保留其強(qiáng)的抗氧化能力，還能使新生成的衍生物具備良好的溶解性。酚酸甘油酯是一種比較有代表性的酚酸酯類衍生物，它具備酚酸類化合物的所有生理功能，同時(shí)溶解性也得到了大幅度地提升，適用性更廣。
[0003]目前，酚酸甘油酯的合成從催化特性上區(qū)分有化學(xué)法和酶法，從反應(yīng)體系上區(qū)分有溶劑體系和非溶劑體系?；瘜W(xué)法多采用對甲基苯磺酸為催化劑，酸醇摩爾比較大，需消耗大量的甘油，在用對甲苯磺酸催化阿魏酸乙酯與甘油的反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)1h時(shí)產(chǎn)物的得率僅為88 % ;酶法有溶劑法如甲苯、二甲亞砜體系中，反應(yīng)時(shí)間長，且產(chǎn)物得率不高，使用的溶劑還存在污染等缺點(diǎn)；在使用離子液體做反應(yīng)溶劑時(shí)，反應(yīng)效率雖然得到大幅度提高，但離子液體價(jià)格昂貴，后續(xù)分離純化困難，難以規(guī)模化生產(chǎn);酶法無溶劑法需在一定的真空條件下進(jìn)行，操作復(fù)雜，反應(yīng)時(shí)間多為1h及以上，同樣不適合大規(guī)模的生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種高效制備酚酸甘油酯的方法，該方法在低溫常壓下進(jìn)行，無需惰性氣體保護(hù)，反應(yīng)條件溫和，操作簡便，反應(yīng)時(shí)間短，一步法合成酚酸甘油酯，快速高效，轉(zhuǎn)化率高。
[0005]本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種高效制備酚酸甘油酯的方法，以酚酸和甘油為反應(yīng)原料，在脂肪酶、抗氧化劑的作用下，然后提供超聲波進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到酚酸甘油酯。
[0007]按上述方案，所述酚酸選自對香豆酸、二氫咖啡酸、阿魏酸、原兒茶酸中的一種或兩種。
[0008]按上述方案，所述酚酸和甘油的摩爾比為1:(6?15)。
[0009]按上述方案，所述酚酸和甘油預(yù)先混合均勻，作為反應(yīng)原料。優(yōu)選地，將酚酸和甘油混合后加熱至60?75°C，攪拌均勻，得到預(yù)混物，將該預(yù)混物作為反應(yīng)原料。
[0010]按上述方案，所述酯化反應(yīng)的溫度為60?75°C，壓力為常壓即可，反應(yīng)時(shí)間為6?12h0
[0011 ]按上述方案，所述酯化反應(yīng)完畢后，還需要進(jìn)一步提純處理，已得到純凈的酚酸甘油酯。其中，所述提純過程為:先過濾除去脂肪酶，然后加入萃取溶劑萃取分離，所得萃取分離所得下層沉淀物經(jīng)洗滌、冷凍干燥后，所得粉末狀物質(zhì)即為酚酸甘油酯。
[0012]本發(fā)明還提供另一種高效制備酚酸甘油酯的方法，以酚酸乙酯和甘油為反應(yīng)原料，在脂肪酶、抗氧化劑的作用下，然后提供超聲波進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到酚酸甘油酯。
[0013]按上述方案，所述酚酸乙酯選自阿魏酸乙酯、咖啡酸乙酯、芥子酸乙酯、肉桂酸乙酯中的一種或兩種。
[0014]按上述方案，所述酚酸乙酯和甘油的摩爾比為1:(2?10)。
[0015]按上述方案，所述酚酸乙酯和甘油預(yù)先混合均勻，作為反應(yīng)原料。優(yōu)選地，將酚酸和甘油混合后加熱至50?75°C，攪拌均勻，得到預(yù)混物，將該預(yù)混物作為反應(yīng)原料。
[0016]按上述方案，所述酯交換反應(yīng)的溫度為50?75°C，壓力為常壓即可，反應(yīng)時(shí)間為3?12h0
[0017]按上述方案，所述酯交換反應(yīng)完畢后，還需要進(jìn)一步提純處理，以得到純凈的酚酸甘油酯。其中，所述提純過程為:先過濾除去脂肪酶，然后加入萃取溶劑萃取分離，所得萃取分離所得下層沉淀物經(jīng)洗滌、冷凍干燥后，所得粉末狀物質(zhì)即為酚酸甘油酯。
[0018]本發(fā)明上述提供的兩種高效制備酚酸甘油酯的方法中，所述超聲波直接與反應(yīng)原料相接觸，超聲探頭直接浸入反應(yīng)原料的液面以下，而不是在盛放反應(yīng)原料的容器外部提供超聲波。優(yōu)選地，所述超聲波的超聲模式間歇式超聲，超聲時(shí)間/間歇時(shí)間為2?1 s/3?6s，超聲功率為140?500w。
[0019]本發(fā)明上述提供的兩種高效制備酚酸甘油酯的方法中，所述脂肪酶的加入量為反應(yīng)原料總重量的2 %?12 %。
[0020]本發(fā)明上述提供的兩種高效制備酚酸甘油酯的方法中，所述抗氧化劑的加入量為反應(yīng)底物總重的0.1 %?0.3%。
[0021]本發(fā)明中，反應(yīng)原料需要預(yù)先經(jīng)過除水或者干燥處理。優(yōu)選地，反應(yīng)所需甘油采用分子篩除水，酚酸或酚酸乙酯在40?60°C條件下真空干燥8?12h，以保證充分干燥無水。
[0022]本發(fā)明中，所述酚酸甘油酯包括阿魏酸甘油酯、咖啡酸甘油酯、對香豆酸甘油酯、二氫咖啡酸甘油酯、芥子酸甘油酯、肉桂酸甘油酯、原兒茶酸甘油酯。
[0023]本發(fā)明中，所述的抗氧化劑可以選自L-抗壞血酸、異抗壞血酸鈉、植酸、茶多酚等。
[0024]本發(fā)明中，所述萃取溶劑可以選自去離子水、丙酮、乙酸、40%乙醇等。
[0025]本發(fā)明中，所述脂肪酶可以選自I，3_特異性脂肪酶，選自南極假絲酵母脂肪酶、洋蔥假單胞菌脂肪酶、根霉脂肪酶、毛霉脂肪酶、解脂假絲酵母脂肪酶、嗜熱絲孢菌脂肪酶、南極洲念珠菌屬脂肪酶、黑曲霉菌屬脂肪酶中的一種或幾種按任意比例的混合物。
[0026]本發(fā)明中，所述脂肪酶可以選自游離型或者固定化形式的脂肪酶。其中，所述固定化形式的脂肪酶的載體選自大孔樹脂、硅膠、硅藻土、凹凸棒土、碳納米管中的一種或幾種按任意比例的混合物。
[0027]本發(fā)明提供一種更為具體的優(yōu)選的實(shí)施方式，具體步驟如下:
[0028](I)選取酚酸與甘油作為反應(yīng)原料，按摩爾比為1: 6?1:15的配比加入到反應(yīng)釜中，加熱到60?75°C，攪拌均勻，得到預(yù)混物;或者，選取酚酸乙酯與甘油作為反應(yīng)原料，按摩爾比為1:2?1:10的配比加入到反應(yīng)釜中，加熱到50?75°C，攪拌均勻，得到預(yù)混物；
[0029](2)酯化或酯交換反應(yīng):將預(yù)混物中加入占其總重2%?12%的脂肪酶，并加入反應(yīng)物總重0.1 %?0.3 %的抗氧化劑，將超聲探頭浸入反應(yīng)釜中混合物的液面以下以提供超聲波，在50?75°C范圍內(nèi)，常壓條件下反應(yīng)3?12h，停止加熱和超聲，自然冷卻至室溫；
[0030](3)產(chǎn)物的后處理:將步驟(2)所得產(chǎn)物過濾除去脂肪酶，加入萃取溶劑，分離為上層清液和下層沉淀物，所得下層沉淀物清洗、冷凍干燥后，得到的粉末狀物質(zhì)即為酚酸甘油酯。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0032]1.本發(fā)明在高效制備酚酸甘油酯的方法中，整個(gè)反應(yīng)在低溫常壓下進(jìn)行，無溶劑參與，無需惰性氣體保護(hù)，反應(yīng)條件溫和，操作簡便。
[0033]2.本發(fā)明采用浸入式超聲，超聲探頭直接與物料接觸，超聲波能量直接轉(zhuǎn)化到反應(yīng)體系中；且適度的超聲能改變酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的催化效率；由于超聲的空化效應(yīng)，局部產(chǎn)生高溫高壓使副產(chǎn)物乙醇汽化而脫離反應(yīng)界面，促進(jìn)反應(yīng)朝正方向進(jìn)行，無需高真空等苛刻條件，與普通方法相比，反應(yīng)速率提高3倍以上。
[0034]3.本發(fā)明大大簡化了產(chǎn)物的純化分離過程，通過溶劑萃取即可達(dá)到產(chǎn)物與甘油的分離;與一般的硅膠柱層析、大孔樹脂柱層析等方法相比，本發(fā)明操作簡便、經(jīng)濟(jì)高效，能應(yīng)用于工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。
[0035]4.本發(fā)明通過控制酚酸或酚酸乙酯與甘油的比例，可得到不同含量組成的酚酸?；室货?、酚酸?；识?并且，該方法具有廣適性，以不同結(jié)構(gòu)的酚酸或酚酸酯為原料，均可獲得相應(yīng)的酚酸甘油酯。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0037]下述實(shí)施例中，超聲波探頭所提供的超聲功率為700w，超聲強(qiáng)度在其功率的20%-70%范圍內(nèi)波動。
[0038]實(shí)施例1
[0039]—種高效制備酚酸甘油酯的方法，它包括如下步驟:
[0040](I)原料的預(yù)處理:反應(yīng)所需甘油采用分子篩除水(水分〈0.lwt%)，阿魏酸乙酯40°(:真空干燥8h;
[0041 ] (2)反應(yīng)原料的投放:將30g甘油、7.28g阿魏酸乙酯加入反應(yīng)釜中，加熱到60°C攪拌均勻，得到預(yù)混物；
[0042](3)酯交換反應(yīng):將步驟(2)所得預(yù)混物中加入1.5g大孔樹脂固定化的南極假絲酵母脂肪酶和0.04gL-抗壞血酸，將超聲探頭浸入反應(yīng)釜中混合物的液面以下以提供超聲波，超聲強(qiáng)度為50%，超聲時(shí)間/間歇時(shí)間為4s/5s，在60°C條件下、常壓條件下攪拌反應(yīng)3h，停止加熱和超聲，自然冷卻至室溫；
[0043](4)產(chǎn)物的后處理:步驟(3)反應(yīng)完畢后，過濾除去脂肪酶，加入去離子水，混合物分為兩層，分離上層清液和下層沉淀物;下層沉淀物反復(fù)用去離子水清洗，清洗液與上層清液合并后采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去水，回收的甘油以重復(fù)利用;下層沉淀物經(jīng)冷凍干燥后，得到的粉末狀物質(zhì)即為阿魏酸甘油酯。
[0044]本實(shí)施例中阿魏酸甘油酯的產(chǎn)率約98%，其中，阿魏?；室货ゼs為94%，阿魏?；识? %。
[0045]對比例I
[0046]常規(guī)的真空酯化制備阿魏酸甘油酯的方法，它包括如下步驟:
[0047](I)原料的預(yù)處理:反應(yīng)所需甘油采用分子篩除水(水分〈0.lwt%)，阿魏酸乙酯40°(:真空干燥8h;
[0048](2)反應(yīng)原料的投放:將30g甘油、7.28g阿魏酸乙酯加入反應(yīng)釜中，加熱到60 °C攪拌均勻，得到預(yù)混物；
[0049](3)酯交換反應(yīng):將步驟(2)所得預(yù)混物中加入1.5g大孔樹脂固定化的南極假絲酵母脂肪酶和0.04gL-抗壞血酸，在真空度為lOmmHg、溫度為60°C的條件下加熱攪拌反應(yīng)10h，停止加熱，自然冷卻至室溫；
[0050](4)產(chǎn)物的后處理:步驟(3)反應(yīng)完畢后，過濾除去脂肪酶，采用C18色譜柱(30μπι，400 X 30mm)來進(jìn)行產(chǎn)物的分離純化，最終阿魏酸甘油酯的產(chǎn)率約為73%。其中，阿魏酸甘一酯的產(chǎn)率為94%，阿魏酸甘二酯的產(chǎn)率為6%。
[0051]與實(shí)施例1相比，對比例I反應(yīng)所需時(shí)間為10h，且需要在真空條件下進(jìn)行，以便除去反應(yīng)產(chǎn)生的乙醇，促使反應(yīng)向正方向進(jìn)行。而實(shí)施例1中在酯化反應(yīng)的同時(shí)提供間歇式探頭超聲波，使副產(chǎn)物乙醇汽化而自動脫離反應(yīng)界面，并且提高了酶的催化效率，從而只需較少的酶量就可以達(dá)到比較好的催化效果；同時(shí)，超聲波還能改變底物的尺寸，減小傳質(zhì)阻力，增大酶與底物的接觸面積，其所釋放的能量使整個(gè)反應(yīng)體系的實(shí)際溫度高于外界給予的溫度，而這個(gè)實(shí)際溫度更接近反應(yīng)的最適溫度。因此，實(shí)施例1中阿魏酸甘油酯的產(chǎn)率要遠(yuǎn)大于對比例I。
[0052]此外，對比例I所得產(chǎn)物的后處理需要采用C18色譜柱來純化分離阿魏酸甘油酯，成本較大，不適于工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)；而本發(fā)明所得產(chǎn)物僅需要過濾、洗滌和干燥，就能得到高純度的產(chǎn)品。
[0053]對比例2
[0054]常規(guī)的超聲波清洗機(jī)輔助制備阿魏酸甘油酯的方法，它包括如下步驟:
[0055](I)原料的預(yù)處理:反應(yīng)所需甘油采用分子篩除水(水分〈0.lwt%)，阿魏酸乙酯40°(:真空干燥8h;
[0056](2)反應(yīng)原料的投放:將30g甘油、7.28g阿魏酸乙酯加入到圓底燒瓶中，在真空I OmmHg、60 °C的超聲波清洗機(jī)中機(jī)械攪拌30min，得到預(yù)混物；
[0057](3)酯交換反應(yīng):將步驟(2)所得預(yù)混物中加入1.5g大孔樹脂固定化的南極假絲酵母脂肪酶和0.04gL-抗壞血酸，在同樣的條件下以超聲/間歇(30min/10min)的模式反應(yīng)12h，停止加熱，自然冷卻至室溫；
[0058](4)檢測結(jié)果:最終阿魏酸甘油酯的產(chǎn)率約為75%。其中阿魏酸甘一酯的產(chǎn)率為95%，阿魏酸甘二酯的產(chǎn)率為5%。
[0059]跟實(shí)施例1相比，對比例2所需時(shí)間是實(shí)施例1的4倍，而實(shí)施例1中阿魏酸甘油酯的產(chǎn)率比對比例2的高23%。其原因在于:雖然對比例2也采用了超聲波處理，但是其效果與對比例3中超聲預(yù)混合的效果相當(dāng)，因而對比例2的產(chǎn)率也與對比例I很接近，僅高于對比例2%，均遠(yuǎn)低于實(shí)施例1的產(chǎn)率。而實(shí)施例1中采用浸入式超聲，反應(yīng)原料與超聲探頭直接接觸，并且在酯化合成反應(yīng)中持續(xù)超聲，超聲空化效應(yīng)地作用于反應(yīng)原料，減少能量損失，從而提尚反應(yīng)效率。
[0060]同時(shí)，相比清洗機(jī)式超聲，本發(fā)明明所采用的探頭式超聲更有利于于大批量的生產(chǎn)。
[0061 ] 對比例3
[0062]超聲波輔助制備阿魏酸甘油酯的另一種方法，它包括如下步驟:
[0063](I)原料的預(yù)處理:反應(yīng)所需甘油采用分子篩除水(水分〈0.lwt%)，阿魏酸乙酯40°(:真空干燥8h;
[0064](2)反應(yīng)原料的投放:將30g甘油、7.28g阿魏酸乙酯加入反應(yīng)釜中，加熱到60 °C攪拌均勻，得到預(yù)混物；
[0065](3)酯交換反應(yīng):將步驟(2)所得預(yù)混物中加入1.5g大孔樹脂固定化的南極假絲酵母脂肪酶和0.04gL-抗壞血酸，溫度為60 0C的條件下采用超聲處理，超聲功率200w，超聲頻率20kHz，超聲時(shí)間Ih，停止超聲后，繼續(xù)攪拌反應(yīng)5h，停止加熱，自然冷卻至室溫；
[0066](4)檢測結(jié)果:最終阿魏酸甘油酯的產(chǎn)率約為75%，其中阿魏?；室货ゼs為96%，阿魏?；识ゼs為4%。
[0067]與實(shí)施例1相比，對比例3反應(yīng)所需時(shí)間為實(shí)施例1的2倍，產(chǎn)率僅與對比例2相當(dāng)，這是由于:對比例3中將超聲波作為反應(yīng)前的預(yù)混合輔助手段，超聲的效果與對比例3相當(dāng)，其主要作用是在反應(yīng)前或者反應(yīng)中將反應(yīng)物混合均勻。而本發(fā)明將探頭式超聲波應(yīng)用于整個(gè)反應(yīng)過程中，在酯化或者酯交換反應(yīng)的同時(shí)提供間歇式超聲，脫離了常規(guī)技術(shù)中將超聲作為預(yù)混合手段的束縛，有效地減小反應(yīng)時(shí)間，提高反應(yīng)效率和產(chǎn)率。
[0068]實(shí)施例2
[0069]—種高效制備酚酸甘油酯的方法，它包括如下步驟:
[0070](I)原料的預(yù)處理:反應(yīng)所需甘油采用分子篩除水(水分〈O咖啡酸乙酯60°(:真空干燥1h;
[0071](2)反應(yīng)原料的投放:將28g甘油、10.6g咖啡酸乙酯加入反應(yīng)釜中，加熱到65°C攪拌均勻，得到預(yù)混物；
[0072](3)酯交換反應(yīng):將步驟(2)所得加入2.3g硅膠固定化解脂假絲酵母脂肪酶，0.0Sg異抗壞血酸鈉，將超聲探頭浸入反應(yīng)釜中混合物的液面以下以提供超聲，超聲強(qiáng)度為20%，超聲時(shí)間/間歇時(shí)間為2s/3s，在65°C條件下、常壓條件下攪拌反應(yīng)llh，停止加熱和超聲，自然冷卻至室溫；
[0073](4)產(chǎn)物的后處理:步驟(3)反應(yīng)完畢后，過濾除去脂肪酶，加入丙酮，混合物分為兩層，分離上層清液和下層沉淀物；下層沉淀物反復(fù)用丙酮清洗，清洗液與上層清液合并后，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，回收的甘油可重復(fù)利用；下層沉淀物經(jīng)冷凍干燥后，得到的粉末狀物質(zhì)即為咖啡酸甘油酯。
[0074]本實(shí)施例中，咖啡酸甘油酯的產(chǎn)率為約93 %。其中，咖啡酰基甘一酯約為93 %，咖啡?；识? %。
[0075]實(shí)施例3
[0076]—種高效制備酚酸甘油酯的方法，它包括如下步驟:
[0077](I)原料的預(yù)處理:反應(yīng)所需甘油采用分子篩除水(水分〈0.lwt%)，對香豆酸50°C
真空干燥9h;
[0078](2)反應(yīng)原料的投放:將29g甘油、5.7g對香豆酸加入反應(yīng)釜中，加熱到75°C攪拌均勻，得到預(yù)混物；
[0079](3)酯化反應(yīng):將步驟(2)所得加入2.1g硅藻土固定化的根霉脂肪酶，0.03g植酸，將超聲探頭浸入反應(yīng)釜中混合物的液面以下以提供超聲波，超聲強(qiáng)度為70%，超聲時(shí)間/間歇時(shí)間為6s/4s，在75°C條件下，常壓條件下攪拌反應(yīng)6h，停止加熱和超聲，自然冷卻至室溫;
[0080](4)產(chǎn)物的后處理:步驟(3)反應(yīng)完畢后，過濾除去脂肪酶，加入乙酸，混合物分為兩層，分離上層清液和下層沉淀物;下層沉淀物反復(fù)用乙酸清洗，清洗液與上層清液合并后采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，回收的甘油可重復(fù)利用;下層沉淀物經(jīng)冷凍干燥后，得到的粉末狀物質(zhì)即為對香豆酸甘油酯。
[0081 ] 本實(shí)施例中，對香豆酸甘油酯的產(chǎn)率約96%。其中，對香豆酸甘一酯約為94%，對香豆酸甘二酯為6 %。
[0082]實(shí)施例4
[0083]—種高效制備酚酸甘油酯的方法，它包括如下步驟:
[0084](I)原料的預(yù)處理:反應(yīng)所需甘油采用分子篩除水(水分〈O二氫咖啡酸55°(:真空干燥12h;
[0085](2)反應(yīng)原料的投放:將29g甘油，4g 二氫咖啡酸加入反應(yīng)釜中，加熱到75°C攪拌均勻，得到預(yù)混物；
[0086](3)酯化反應(yīng):將步驟(2)所得加入2.4g凹凸棒土固定化洋蔥假單胞菌脂肪酶，
0.09g茶多酚，將超聲探頭浸入反應(yīng)釜中混合物的液面以下以提供超聲波，超聲強(qiáng)度為40%，超聲時(shí)間/間歇時(shí)間為8s/6s，在75°C條件下，常壓條件下攪拌反應(yīng)12h，停止加熱和超聲，自然冷卻至室溫；
[0087](4)產(chǎn)物的后處理:步驟(3)反應(yīng)完畢后，過濾除去脂肪酶，加入40 %乙醇，混合物分為兩層，分離上層清液和下層沉淀物;下層沉淀物反復(fù)用40 %乙醇清洗，清洗液與上層清液合并后采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，回收的甘油可重復(fù)利用；下層沉淀物經(jīng)冷凍干燥后，得到的粉末狀物質(zhì)即為二氫咖啡酸甘油酯。
[0088]本實(shí)施例中，二氫咖啡酸甘油酯的產(chǎn)率約89%。其中，二氫咖啡酸甘一酯約為97%，二氫咖啡酸甘二酯為3%。
[0089]實(shí)施例5
[0090]一種高效制備酚酸甘油酯的方法，它包括如下步驟:
[0091](I)原料的預(yù)處理:反應(yīng)所需甘油采用分子篩除水(水分〈0.lwt%)，阿魏酸40°C真空干燥Sh;
[0092](2)反應(yīng)原料的投放:將30g甘油、6.1g阿魏酸加入反應(yīng)釜中，加熱到60°C攪拌均勻，得到預(yù)混物；
[0093](3)酯交換反應(yīng):將步驟(2)所得預(yù)混物中加入3.6g碳納米管固定化的毛霉脂肪酶和0.04gL_抗壞血酸，將超聲探頭浸入反應(yīng)釜中混合物的液面以下以提供超聲波，超聲強(qiáng)度為60%，超聲時(shí)間/間歇時(shí)間為10s/5s，在60°C條件下，常壓條件下攪拌反應(yīng)8h，停止加熱和超聲，自然冷卻至室溫；
[0094](4)產(chǎn)物的后處理:步驟(3)反應(yīng)完畢后，過濾除去脂肪酶，加入去離子水，混合物分為兩層，分離上層清液和下層沉淀物;下層沉淀物反復(fù)用去離子水清洗，清洗液與上層清液合并后采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去水，回收的甘油以重復(fù)利用;下層沉淀物經(jīng)冷凍干燥后，得到的粉末狀物質(zhì)即為阿魏酸甘油酯。
[0095]本實(shí)施例中阿魏酸甘油酯的產(chǎn)率約93%，其中，阿魏?；室货ゼs為95%，阿魏?；识?%。
[0096]實(shí)施例6
[0097]與實(shí)施例1相同，不同之處在于:步驟(I)中，阿魏酸乙酯由28.7g肉桂酸乙酯代替；步驟(3)中，硅藻土固定化的根霉脂肪酶由1.2g游離性的嗜熱絲孢菌脂肪酶代替，L-抗壞血酸的加入量為0.06g，反應(yīng)溫度為50 0C，反應(yīng)時(shí)間為9h。
[0098]本實(shí)施例中，肉桂酸甘油酯產(chǎn)率約為86%。其中，肉桂酸甘一酯約為73%，肉桂酸甘二酯約為27 %。
[0099]實(shí)施例7
[0100]與實(shí)施例1相同，不同之處在于:步驟(I)中，阿魏酸乙酯由8.4g原兒茶酸代替；步驟(3)中，硅藻土固定化的根霉脂肪酶由4.4g硅藻土和硅膠按1:1比例共混的載體固定化的南極洲念珠菌屬脂肪酶代替，反應(yīng)溫度為70°C，反應(yīng)12h。
[0101 ]本實(shí)施例中，原兒茶酸甘油酯的產(chǎn)率約為92%。其中，原兒茶酸甘一酯約為90%，原兒茶酸甘二酯約為10%。
[0102]實(shí)施例8
[0103]與實(shí)施例4相同，不同之處在于:步驟(I)中，二氫咖啡酸由8.9g芥子酸乙酯替代；步驟(3)中，凹凸棒土固定化洋蔥假單胞菌脂肪酶由3.5g游離性的南極假絲酵母脂肪酶與黑曲霉脂肪酶的混合物替代，二者的質(zhì)量比為1:1。
[0104]本實(shí)施例中，芥子酸甘油酯的產(chǎn)率約95%。其中，芥子酸甘一酯約為91%，芥子酸甘二酯為9 %。
[0105]本發(fā)明所列舉的各原料，以及本發(fā)明各原料的上下限、區(qū)間取值，以及工藝參數(shù)(如溫度、時(shí)間等)的上下限、區(qū)間取值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實(shí)施例。
[0106]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變換，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效制備酚酸甘油酯的方法，其特征在于，它以酚酸和甘油為反應(yīng)原料，在脂肪酶、抗氧化劑的作用下，然后提供超聲波進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到酚酸甘油酯;或者，以酚酸乙酯和甘油為反應(yīng)原料，在脂肪酶、抗氧化劑的作用下，然后提供超聲波進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到酚酸甘油酯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效制備酚酸甘油酯的方法，其特征在于，所述超聲波直接與反應(yīng)原料相接觸，超聲探頭直接浸入反應(yīng)原料的液面以下。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高效制備酚酸甘油酯的方法，其特征在于，所述超聲波的超聲模式為間歇式超聲，超聲時(shí)間/間歇時(shí)間為2?lOs/3?6s。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效制備酚酸甘油酯的方法，其特征在于，所述酚酸甘油酯包括阿魏酸甘油酯、咖啡酸甘油酯、對香豆酸甘油酯、二氫咖啡酸甘油酯、芥子酸甘油酯、肉桂酸甘油酯、原兒茶酸甘油酯。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效制備酚酸甘油酯的方法，其特征在于，所述酚酸和甘油的摩爾比為I: (6?15);所述酚酸乙酯和甘油的摩爾比為1: (2?10)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效制備酚酸甘油酯的方法，其特征在于，所述酚酸和甘油混合后加熱至60?75°C，攪拌均勻，得到預(yù)混物，將該預(yù)混物作為反應(yīng)原料;或者，所述酚酸乙酯和甘油預(yù)混合后加熱至50?75°C，攪拌均勻，得到預(yù)混物，將該預(yù)混物作為反應(yīng)原料。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效制備酚酸甘油酯的方法，其特征在于，所述酯化反應(yīng)的溫度為60?75 °C，反應(yīng)時(shí)間為6?12h;所述酯交換反應(yīng)的溫度為50?75 °C，反應(yīng)時(shí)間為3?12h08.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效制備酚酸甘油酯的方法，其特征在于，反應(yīng)原料需要預(yù)先干燥處理;所述脂肪酶的加入量為反應(yīng)原料總重量的2%?12% ;所述抗氧化劑的加入量為反應(yīng)原料總重量的0.1 %?0.3 %。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效制備酚酸甘油酯的方法，其特征在于，所述的抗氧化劑選自L-抗壞血酸、異抗壞血酸鈉、植酸、茶多酚;所述脂肪酶可以選自I，3_特異性脂肪酶，選自南極假絲酵母脂肪酶、洋蔥假單胞菌脂肪酶、根霉脂肪酶、毛霉脂肪酶、解脂假絲酵母脂肪酶、嗜熱絲孢菌脂肪酶、南極洲念珠菌屬脂肪酶、黑曲霉菌屬脂肪酶中的一種或幾種按任意比例的混合物。10.一種高效制備酚酸甘油酯的方法，其特征在于，它包括如下步驟: (1)選取酚酸與甘油作為反應(yīng)原料，按摩爾比為1:6?1:15的配比加入到反應(yīng)釜中，加熱到60?75°C，攪拌均勻，得到預(yù)混物;或者，選取酚酸乙酯與甘油作為反應(yīng)原料，按摩爾比為1:2?1:10的配比加入到反應(yīng)釜中，加熱到50?75°C，攪拌均勻，得到預(yù)混物。 (2)酯化或酯交換反應(yīng):將預(yù)混物中加入占其總重2%?12%的脂肪酶，并加入底物總重0.1%?0.3%的抗氧化劑，將超聲探頭浸入反應(yīng)釜中混合物的液面以下提供超聲波，在50?75°C范圍內(nèi)，常壓條件下反應(yīng)3?12h，停止加熱和超聲，自然冷卻至室溫； (3)產(chǎn)物的后處理:將步驟(2)所得產(chǎn)物過濾除去脂肪酶，加入萃取溶劑，分離為上層清液和下層沉淀物，所得下層沉淀物清洗、冷凍干燥后，得到的粉末狀物質(zhì)即為酚酸甘油酯。
【文檔編號】C12P7/62GK106086096SQ201610737228
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月26日
【發(fā)明人】鄭明明, 黃鳳洪, 許春芳, 向霞, 鄧乾春
【申請人】中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所