[发明专利]一种合成亚油酸甾烷醇酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于亚油酸甾烷醇酯的合成方法。

背景技术

植物甾醇是以环戊烷全氢菲为骨架的一类天然活性物质，结构与胆固醇类似，其自然来源主要是植物油及其加工产品。植物甾醇可以有效降低人体总胆固醇(TC)和有害低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的含量。70年代，管野通过动物实验确认甾烷醇降低血中胆固醇作用较植物甾醇更有效，与甾醇相比，人体对甾烷醇的吸收更低，仅有0.02％～0.3％。但是甾烷醇在自然界中非常少，一般通过将甾醇加氢饱和而制得。

游离甾烷醇的高熔点及低溶解度限制了其在食品中的应用。将甾烷醇与亚油酸酯化生成酯，可有效改善其油溶性和稳定性。MieRinen等研究发现，脂肪酸形式的甾烷醇酯比游离甾醇更有效降低血清胆固醇水平。

但目前在亚油酸甾烷醇酯合成工艺方面，缺少最佳的工艺条件。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种合成亚油酸甾烷醇酯的方法。

对于上述目的，本发明是这样实现的：

将约甾醇加正丙醇溶解，放入反应釜中，再加入正丙醇，钯碳催化剂，以以400r/min的搅拌速率，压力2MPa，65℃下反应6小时，反应完成后取出反应液，得到植物甾烷醇；之后在容器中加入摩尔比的亚油酸、植物甾烷醇和催化剂，置于恒温油浴中搅拌反应，反应过程中通入恒定流量的氮气，反应结束后得到亚油酸甾烷醇酯粗产品。

最佳工艺条件为：酸醇摩尔比为3∶1，催化剂用量为3％，反应时间为5h，反应温度为150℃，在此条件下进行验证实验，反应的酯化率达到81.23％。

本发明的有益效果：

以亚油酸和甾烷醇为原料，SDS为催化剂，在对亚油酸甾烷醇酯合成单因素实验的基础上，利用正交实验确定了无溶剂直接酯化法合成亚油酸甾烷醇酯的最佳工艺条件，3∶1的酸醇摩尔比，3％的催化剂添加量，在150℃条件下反应5小时，酯化率可以达到81.23％。所得到的反应条件相对比较温和且易操作，整个过程中无任何有机溶剂和有毒有害物质的使用，是一种安全，无污染的绿色工艺。

附图说明

图1为酸醇摩尔比对酯化率和体系过氧化值的影响。

图2为催化剂用量对酯化率和体系氧化程度的影响。

图3为反应时间对酯化率和体系氧化程度的影响。

图4为反应温度对酯化率和体系氧化程度的影响。

具体实施方式

将约甾醇加正丙醇溶解，放入反应釜中，再加入正丙醇，钯碳催化剂，以以400r/min的搅拌速率，压力2MPa，65℃下反应6小时，反应完成后取出反应液，得到植物甾烷醇；之后在容器中加入摩尔比的亚油酸、植物甾烷醇和催化剂，置于恒温油浴中搅拌反应，反应过程中通入恒定流量的氮气，反应结束后得到亚油酸甾烷醇酯粗产品。

酯化反应是可逆的化学平衡，为使酯化反应进行完全，可以通过两种途径来实现，第一，不断除去反应生成的水；第二，在反应原料中，使相对较便宜的原料过量，以促进反应的正向进行。考虑到甲苯，苯等带水剂对人体和环境有一定的危害，不符合食品级生产要求，反应结束后需要去除，增加了生产能耗和操作的复杂性，所以体系中不使用带水剂，而是在反应过程中通入恒定流量的氮气，由于体系反应温度高于100℃，反应生成的水实际为水蒸气，可被氮气带走，促进反应的正向进行；另一方面，亚油酸为不饱和脂肪酸，含有两个双键，易氧化，氮气可对亚油酸起到一定的保护作用。由于甾烷醇分子的基本骨架由三个六元环和一个五元环组成，空间位阻较大，导致甾烷醇与亚油酸的直接酯化比较困难，需要催化剂的参与才能完成。从催化剂的催化效果、价格、反应后是否容易除去、腐蚀性等因素综合考虑，试验中分别采用硫酸氢钠，磷钨酸，对甲苯磺酸，三氯化铁和十二烷基硫酸钠作催化剂，在酸醇摩尔比2∶1，反应温度140℃的条件下反应4小时，进行对比试验，结果如表1所示。

表1不同催化剂催化合成亚油酸甾烷醇酯的酯化率