专利摘要
本发明公开了一种惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法，依次包括以下步骤：以羊毛酸和羊毛醇的混合物为原料，在碱的催化下，采用惰性气体带水法进行酯化反应，反应温度为150～270℃，反应4～22h后停止反应，冷却至室温后，得羊毛脂膏状固体；将羊毛脂膏状固体中加入脱色剂、脱色活化剂和溶剂，于60～100℃脱色1～3h；将脱色产物趁热进行洗涤，冷却后干燥，得羊毛脂。采用该方法合成羊毛脂具有原料转化率高、产品质量优(色度≤6)的技术优势。
权利要求
1.惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法，其特征是依次包括以下步骤：
1)、合成：
以羊毛酸和羊毛醇的混合物为原料，在碱的催化下，采用惰性气体带水法进行酯化反应，反应温度为150～270℃，反应4～22h后停止反应，冷却至室温后，得羊毛脂膏状固体；
所述羊毛酸与羊毛醇的质量比为1：0.6～1.8，碱的用量为原料总质量的0.05％～10％；单位反应体积在单位时间内流过的惰性气体积为0.1～10ml/(ml·s)；
2)、脱色：
向步骤1)所得的羊毛脂膏状固体中加入脱色剂、脱色活化剂和溶剂，于60～100℃脱色1～3h；
脱色剂与原料的质量比为1.25～5：10，脱色活化剂与原料的质量比为0.25～1：10；
3)、后处理：
将步骤2)所得的脱色产物趁热进行洗涤，冷却后干燥，得羊毛脂。
2.根据权利要求1所述的惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法，其特征是：所述步骤1)的碱为以下任一：氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠。
3.根据权利要求2所述的惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法，其特征是：
所述脱色剂为亚氯酸钠，所述脱色活化剂为质量浓度37％的盐酸，所述溶剂为甲醇。
4.根据权利要求3所述的惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法，其特征是所述步骤1)的惰性气体为以下任一：氮气、氦气、氩气、二氧化碳。
5.根据权利要求1～4任一所述的惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法，其特征是所述步骤3)为：
往步骤2)所得的脱色产物中趁热加入温度为50～55℃的热水洗涤3次，热水每次用量与步骤2)中溶剂用量相同，冷却后真空烘干，得作为产物的羊毛脂。
说明书
技术领域
本发明涉及一种有机化合物的合成方法，即一种惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法。
背景技术
羊毛脂是一种具有良好吸水性、滋润性、亲油性、乳化性和分散性的产品，在化妆品、医药、皮革、农业等行业中有重要使用。
羊毛脂是羊的皮脂腺中分泌出来的天然物质，可通过洗毛废水回收获得粗羊毛脂。粗品羊毛脂的水解产物中富含胆固醇，而粗品羊毛脂水解提取胆固醇工艺(例如中国专利CN103626820A)会副产大量羊毛酸(约占50％)和羊毛醇(约占35％)，目前人们对上述副产物的处理方式为：以羊毛酸、羊毛醇为原料制成的各种衍生物，如羊毛酸异丙酯、羊毛酸甲酯、乙酰化羊毛醇等，可作化妆水的乳化剂、分散剂、润滑剂等，但上述产品的经济价值均没有精制羊毛脂高。因此需要发明出一条合成路线可以生产出原料转化率高、产品质量优的合成精制羊毛脂路线。
目前，现有的以羊毛酸、羊毛醇为原料制备羊毛脂的方法未见报道。主要原因是原料羊毛酸是直链酸、支链酸和羟基酸组成的碳链长度从八个碳至四十个碳的混合物，羊毛醇也是碳数分布广的脂肪单醇、二醇及多圆环甾醇的混合物，原料结构复杂导致难以酯化完全。合成羊毛脂需要较高的温度和隔绝氧气条件(较高的温度，氧气存在条件下会使羊毛脂生成色素分子而使颜色加深)，因此共沸蒸馏法不适合本合成体系去除水分推动平衡正向移动。而真空法虽然能达到去除酯化反应产生的水分和隔氧的目的，但是该方法能耗较大，且真空度要求较高，因此需要发明一条原料转化率高、产品质量优的合成路线。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种原料转化率高、产品质量优(色泽好，色度≤6)的惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法。
为了解决上述问题，本发明提供一种惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法，依次包括以下步骤：
1)、合成：
以羊毛酸和羊毛醇的混合物为原料，在碱的催化下，采用惰性气体带水法进行酯化反应，反应温度为150～270℃(较佳为150～200℃)，反应4～22h后停止反应，冷却至室温后，得羊毛脂膏状固体；
所述羊毛酸与羊毛醇的质量比为1：0.6～1.8，碱的用量为原料总质量的0.05％～10％(较佳为0.2％～10％)；单位反应体积在单位时间内流过的惰性气体积为0.1～10ml/(ml·s)；
2)、脱色：
向步骤1)所得的羊毛脂膏状固体中加入脱色剂、脱色活化剂和溶剂，于60～100℃(较佳为70℃)脱色1～3h(较佳为2h)；
脱色剂与原料的质量比为1.25～5：10，脱色活化剂与原料的质量比为0.25～1：10；
备注说明：每100g原料配用40～60ml的溶剂；
3)、后处理：
将步骤2)所得的脱色产物趁热进行洗涤，冷却后干燥，得羊毛脂。
作为本发明的惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法的改进，所述步骤1)的碱(作为催化剂)为以下任一：氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠。
作为本发明的惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法的进一步改进，所述脱色剂为亚氯酸钠，所述脱色活化剂为质量浓度37％的盐酸，所述溶剂为甲醇。
作为本发明的惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法的进一步改进，步骤1)的惰性气体为以下任一：氮气、氦气、氩气、二氧化碳。
作为本发明的惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法的进一步改进，步骤3)为：往步骤2)所得的脱色产物中趁热加入热水(温度为50～55℃的水)洗涤3次，热水每次用量与步骤2)中溶剂用量(体积用量)相同，冷却后真空烘干(于70±10℃烘干至恒重)，得作为产物的羊毛脂。
本发明的步骤1)的酯化反应中产生的水会被惰性气体实时带出反应体系，因此命名为惰性气体带水法。将水实时排出反应体系的优势是：去除酯化反应产生的副产物水，使反应正向移动，提高原料转化率和产品产率；同时惰性气体带水过程中，可以使反应体系隔绝氧气，防止在酯化过程中产生色素结构，从而使产品颜色加深。
在本发明中，一般100g原料配合用250～500ml容积的容器。
本发明方法与现有精制羊毛脂的方法比较，具有以下技术优势：
1)、本发明方法是对羊毛脂水解提取胆固醇工艺副产物羊毛酸和羊毛醇的有效利用。
2)、与采用强酸催化酯化的反应相比，本发明具有催化剂用量少、产品色泽好、工艺简洁等优点。
3)、与采用共沸蒸馏法相比，本发明具有合成转化率高、产品收率高等优点。
4)、与采用常压不加惰性气体酯化的反应相比，本发明具有合成时间短、原料转化率高、产品酸值低、色泽优等优点。
5)、与采用真空酯化的反应相比，本发明具有能耗低，反应时间短、产品色泽优等特点。产品酸值基本能小于1。
综上所述，本发明以羊毛酸、羊毛醇为原料，在微量无机碱作用下惰性气体带水法催化合成羊毛脂；本发明的惰性气体保护法合成精制羊毛脂的方法，无副产物、产品色泽好、气味淡、工艺简洁。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1、一种惰性气体带水合成精制羊毛脂的方法，以粗品羊毛脂水解产物---羊毛酸和羊毛醇为原料，依次进行以下步骤：
1)、取羊毛酸和羊毛醇各50g、氢氧化钾0.2g于250ml单口瓶中，体系持续通入N2，通速1ml/(ml·s)，190～200℃条件下反应9h，冷却至室温后，得羊毛脂膏状固体(羊毛脂固体产物)；
即，250ml单口瓶作为反应容器而言，每秒钟通入此250ml单口瓶N2的量为250ml。
2)、往步骤2)所得的羊毛脂膏状固体中加入亚氯酸钠25g、甲醇50ml，缓慢滴加(控制滴加过程中温度≤70℃)37％盐酸5g，于70℃条件下脱色2h；
3)、在步骤2)所得的脱色产物中，趁热加入热水(温度为50～55℃的水)50ml洗涤，分相取上层油相，重复洗涤三次(洗涤条件同上)，冷却至室温后得浅黄色固体产物，真空(真空度0.096Mpa)烘干(于70℃烘干至恒重)，得羊毛脂96.1g，收率96.1％、酸值为0.89。
实施例2～6、改变实施例1中的反应条件，即改变步骤1)中的惰性气体种类和通速，其余等同于实施例1，从而得到实施例2～6，所得总收率、性能参数与实施例1的对比如表1所示。
表1
实施例7～10、改变实施例1中的反应条件，即改变步骤1)中的碱催化剂种类和用量，其余等同于实施例1，从而得到实施例7～10，所得总收率、性能参数与实施例1的对比如表2所示。
表2
实施例11～12、改变实施例1中的反应条件，即改变步骤1)中的反应温度和反应时间，其余等同于实施例1，从而得到实施例11～12，所得总收率、性能参数与实施例1的对比如表3所示。
表3
对比例1-1、取消实施例1中碱的使用，即，氢氧化钾的用量由0.2g改成0，其余等同于实施例1。
所得结果为：收率为0％，步骤1)反应终止后所得物的酸值为54.0。
对比例1-2、将实施例1中的催化剂由氢氧化钾改成浓硫酸，重量不变；其余等同于实施例1。
所得结果为：产品色度为10，收率为80％，酸值为9.2。
对比例2-1、将实施例1中的惰性气体带水条件改为共沸蒸馏条件(加入与原料等质量的溶剂甲苯)，反应温度为回流温度(110℃)；其余等同于实施例1。
所得结果为：收率为0，步骤1)反应终止后所得物的酸值为54.1。
对比例2-2、将实施例1中的惰性气体带水条件改为不加惰性气体条件；即，将步骤1)改成：取羊毛酸和羊毛醇各50g、氢氧化钾0.2g于250ml单口瓶中，190～200℃条件下反应10h，冷却至室温后，得羊毛脂固体产物(为棕色膏状固体)；其余等同于实施例1。
所得结果为：产品色度为10，收率为30％，酸值为37.8。
对比例2-3、将实施例1中的惰性气体带水条件改为抽真空条件；即，将步骤1)改成：取羊毛酸和羊毛醇各50g、氢氧化钾0.2g于250ml单口瓶中，体系抽真空(真空度0.9bar)，190～200℃条件下反应10h，冷却至室温后，得羊毛脂固体产物(为棕色膏状固体)；其余等同于实施例1。
所得结果为：产品色度为7，收率为95.2％，酸值为0.97。
对比例3-1、将实施例1的“190～200℃反应9h”改成“120～130℃反应24h”其余等同于实施例1。
所得结果为：产品色度为5，收率为71.5％，酸值为15.0。
对比例3-2、将实施例1的“190～200℃反应9h”改成“300～320℃反应4h”其余等同于实施例1。
所得结果为：产品色度为10，收率为95.9％，酸值为0.94。
最后，还需注意的是，以上例举的仅是本发明的若干具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还有很许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
惰性气体带水法合成精制羊毛脂的方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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