单癸酸甘油酯的合成及抑菌性研究

以癸酸、甘油为原料,经硼酸保护双羟基后,酯化反应合成单癸酸甘油酯。研究了催化剂及反应时间对合成的影响,确定了最佳合成条件。抑菌圈法测最小抑菌浓度,结果表明在实验浓度下,单癸酸甘油酯具有很好的抑菌活性。单癸酸甘油酯热稳定性很好,经121℃、30min处理,仍具有良好的抗菌效果,对空气、牛奶中混合微生物也具有良好的抑制性能。

单癸酸甘油酯的制备及理化性质

以浓硫酸催化剂、癸酸和甘油为原料,通过酯化合成、分子蒸馏分离纯化制备高纯度单癸酸甘油酯,并采用气相色谱法测定其纯度。采用X-射线衍射法、偏光显微镜法、示差扫描量热法、低场脉冲核磁共振法、分光光度法、倒置荧光显微镜法和热重-差热分析法分别测定分析单癸酸甘油酯的晶体结构,结晶微观形貌,等温结晶和熔融特性,固体脂肪含量,乳化能力、乳液颗粒形貌及热稳定性等理化性质。结果表明:单癸酸甘油酯酯化合成的最佳条件为料液摩尔比2.51,反应温度130℃,催化剂用量2%,反应时间2.5h;二级分子蒸馏分离纯化最佳条件:I级蒸馏温度110℃、体系残压20Pa,Ⅱ级蒸馏温度150℃、体系残压10Pa,进料速度250g·h-1,转子转速300rad·min-1,冷凝温度为45℃,制得95.8%的高纯度单癸酸甘油酯,其得率为45.3%。单癸酸甘油酯具有同质多晶性,常温下具有α、β’、β3种晶型,以β’为主,常温颗粒粗大,呈叶片状;在升温速率为5、10、15℃·min-1时,其熔点分别为48.43、49.21和54.78℃;具有可塑性,25℃时其固体脂肪含量为77.70%;乳化能力强,其在油水比4:6时,4%单癸酸甘油酯添加量时乳化效果较好;低于170℃时其热稳定性较好。

双酸位分子筛的制备及催化合成单癸酸甘油酯

为了制备适用于催化合成单癸酸甘油酯(GMC)的催化活性高、重复利用性强以及热稳定性好的固体酸催化剂,以钛酸四丁酯为钛源、正硅酸乙酯为硅源,采用软模板法在酸性条件下合成Ti-SBA-15,再通过有机接枝的方法引入磺酸基团,制备了同时含有Bronsted酸位点和Lewis酸位点的介孔分子筛催化剂Ti-SBA-15-SO3H。采用XRD、FT-IR、Py-IR、BET、EDS等表征手段对该催化剂的表面结构、化学键、酸性位点及酸量、孔道结构、元素分布进行评价,对总酸量进行了测定。以甘油与癸酸酯化合成GMC反应作为探针反应,考察了介孔分子筛催化剂的催化活性。结果表明,Ti的掺入为介孔分子筛提供了Lewis酸位点,引入的磺酸基团增加了介孔分子筛的Bronsted酸位点,同时所制得的Ti-SBA-15-SO3H保留了SBA-15原有表面和孔道结构。该催化剂在反应时间5 h、反应温度150℃、甘油与癸酸物质的量比4∶1、催化剂用量4%(以总反应物质量计)的条件下,癸酸转化率接近98%,GMC收率达78%以上。该催化剂在循环使用4次之后,GMC收率仍高于70%。制备得到的双酸位分子筛催化剂催化活性高、重复利用性强、热稳定性好,适用于催化合成GMC。