离子交换树脂型催化剂合成三丁酸甘油酯的研究
2021-12-01曾婧
曾 婧
(中国石油 乌鲁木齐石化公司 研究院,新疆 乌鲁木齐 830019)
三丁酸甘油酯(TB)是由三分子丁酸一分子甘油组成的短链脂肪酸脂,是一种绿色、安全的新型饲料添加剂[1]。动物在摄入TB 后,TB 在胃里能保持结构不变,在肠道里TB 受到胰脂肪酶的分解作用,释放出丁酸和甘油[2]。其中,丁酸在给结肠供能的过程中扮演着重要角色,是控制细胞增殖的至关重要的因素[3]。但丁酸具有易挥发性,气味难闻,半衰期较短等特点,限制了他直接作为饲料添加剂的使用[4]。此外,由于TB 特殊的分子结构可以穿过一些细菌的细胞膜,可以抑制细菌的生长和细胞分裂,是一种极具潜力替代抗生素的物质[5]。
TB 一般是通过甘油和过量丁酸的酯化反应而形成,使用强酸,如H2SO4、H3PO4作为催化剂。这类催化剂在较低温度下就有相当高的催化活性,但在使用过程中会造成设备的腐蚀,产生大量的废渣废液,以及不易与原料和产物分离等问题。使用固体酸催化剂可以在很大程度上避免这些问题,简化后续分离工作,可以对催化剂进行回收、再生,重复利用使工艺流程更高效且符合环保要求。
本文以离子交换型树脂为固体酸催化剂催化丁酸和甘油进行反应。优化了反应条件,并对其甘油转化率、TB 选择性和催化剂的再生性进行了研究。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
甘油、丁酸、三丁酸甘油酯、二乙二醇二甲醚、1-丁酸甘油酯、甲醇,均为分析纯,Sigma-Aldrich 公司。
7980 Agilent Tecnologies 型气相色谱仪(色谱柱30m×25mm×0,25μm);JPSELECTA Vacuo-Temp 热真空干燥器;BUCHI V800 型真空泵。
1.2 催化剂
采用了4 种商业离子交换树脂型催化剂(Amberlyst15, Dowex50Wx2, Nafion NR 50, Aquivion PW 79S)。……
