蜂蜡中提取高级脂肪醇的新工艺研究

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第29卷第4期 2011年8月 江 西 JIANGXI 科 学 SCIENCE V01.29 No.4 Aug.2011 文章编号:1001—3679(2011)04—0473一o4 蜂蜡中提取高级脂肪醇的新工艺研究 蔡力创,罗晓燕,欧阳克氙,肖正强,刘建平。 (江西省科学院生物资源研究所,江西南昌330029) ’ 摘要:研究探讨皂化水解法从蜂蜡中提取高级脂肪醇的工艺条件,通过筛选原料和优化皂化水解反应的影响 因素,得出最佳工艺条件:选#-tt州的中蜂蜡为原料,航空煤油为溶荆,反应时间为4.5 h,此时的高级脂肪醇 的得率为33%一35%。通过GC对高级脂肪醇分析,二十八烷醇的含量达到12%,且三十烷醇含量达到 70%。 关键词:蜂蜡;二十八烷醇;三十烷醇;皂化水解 中图分类号:TQ645.6 文献标识码:A Study on New Extraction Technique of lIigller Aliphatic Alkanols from Beeswax CAI Li-chuang,LUO Xiao-yall,OU YANG Ke一:dan,XIAO Zheng—qiang,LIU Jian-ping’ (Institute of Biological Resources,Jian ̄Academy of Sciences,jia=#Nanchang 330029 PRC) Abstract:The extraction conditions ofhigher aliphafic alkanols from beeswax by improved saponifi— cation hydrolysis wer studied and discussed in this paper.By screening materials and opimizing the influencing factor of saponification hydrolysis,the optimal ex ̄action conditions were researched and obtmned.Chinese beeswax from Ganzhou was used as material,adafion kerosene was used as solvent and reaction time was 4.5 hour.As’a result,the yield rate of higher aliphatic alkanols could be reached up from 33%to 35%.From the analytic identification and quantification of the higher ali- phatic alkanols by GC,the content of octacosanol and triacontanol was found to be up to 12%and 70%respectively. Key words:Beeswax,Octacosanol,Triacontanol,Saponification hydrolysis O 前言 二十八烷醇和三十烷醇是2种功能效果比较 显著的高级脂肪醇类化合物。三十烷醇是一种植 物生长调节剂,而二十八烷醇是近年来新发现的 一种新型的功能食品,经研究发现二十八烷醇具 备了下列生理功能:增进耐力、精力、体力;提高反 应灵敏性;提高应激能力;促进性激素作用,减轻 肌肉疼痛;改善心肌功能;降低收缩期血压;提高 机体代谢率…。 目前,国内外从天然产物中获得高级脂肪醇 混合物的传统方法为皂化水解法 _8]。其一般过 程为:用碱的酒精溶液皂化米糠蜡或蜂蜡等蜡源, 蒸馏除去酒精,残余物为脂肪酸(或脂肪酸盐)与 收稿日期:2011—05—27;修订日期:2011—06—27 作者简介:蔡力创(1965一),男,江西上饶人,本科,副研究员,主要从事天然产物研究开发工作。 基金项目:2004年江西省工业攻关科技计划。 ‘通讯作者:刘建平(1983一),男,江西上饶人,助理研究员,硕士,主要从事天然产物开发与有机合成工作。

 ・474・ 江西科学 2011年第29卷 游离醇,加人大量水并加热精制,于是脂皂转入水 相,可被CaCI:析出,这样就得到粗醇。这种方法 反应时间过长,需要添加CaCI:,工艺较复杂。 本研究的目的是改进从蜂蜡提取高级脂肪醇 的皂化水解法,对几种蜡源的筛选和影响皂化水 解反应的相关因素进行了优化,并用GC对高级 脂肪醇进行分析检测。 1 材料与方法 I.1仪器和试剂 SP-6890气相色谱仪,外标法;意蜂蜡、蔗蜡、 米糠蜡,购于河北沧州森林蜡业有限公司;中蜂 蜡,购于河北、河南、江西景德镇、江西吉安、江西 赣州、江西九江修水县;航空煤油,市售;NaOH、氯 仿、二甲苯、工业酒精均为工业级;98.9%二十八 烷醇和98.1%三十烷醇标准品,购于SIGMA公 司。 I.2气相色谱分析条件 检测器:FID;色谱柱:SE30(30 in×0.53 l'nln ×1.0 Ixm);柱温:260℃保持l min,以5 oC/min 的速度升至300 oC,保持1 min;气化室温度:300 ℃;检测器温度:320℃;载气(N:)流速:45.0 mL/min;氢气(H2)流速:4O.0 mL/min;助燃气 (Air)流速:450 mlMmin;进样量:0.2 L;以SIG- MA公司的二十八烷醇、三十烷醇为外标,采用面 积归一法计算,物质含量均为质量百分含量。 1.3实验方法 I.3.I合成路线合成路线如下 R COOR+NaOH 婴R,COONa+ 回流 一 … ROH。 1.3.2实验步骤称取40 g中蜂蜡(赣州)于 500 mL三口烧瓶中,加入120 mL工业乙醇,280 mL航空煤油,加人4.8 g氢氧化钠,水浴加热至 沸,搅拌回流反应4.5 h后,将反应液移至分液漏 斗,用热水洗涤3次,收集下层水相,然后用HC1 调节pH使脂肪酸析出,回收脂肪酸;将油相洗至 pH 7后,将上层清液倒人烧杯冷却过夜,真空抽 滤,得滤饼,将滤饼脱溶、烘干,即得高级脂肪醇粗 品13.84 g,用气相色谱检测含量。 2 结果与讨论 2.1蜂蜡品种的筛选 米糠蜡、蔗蜡、意蜂蜡的皂化反应参照中蜂蜡 方法进行,实验结果如图1一图6及表1所示。 根据表1结果,综合考虑高级脂肪醇粗品的 收率及其含量、价格等因素,由于中蜂蜡可以同时 获得三十烷醇和二十八烷醇2个产品,最具经济 性,所以选择中蜂蜡作为原料。 表1 4种河北蜡的粗产品收率与含量分析 ’收率为粗产品重量和蜡重量之比。 图1 二十八烷醇标准样品色谱图 图2三十烷醇标准样品色谱图 

图3 米糠蜡皂化后高级脂肪醇的色谱图 第4期 蔡力创等:蜂蜡中提取高级脂肪醇的新工艺研究 ・475・ 根据表2结果,综合考虑高级脂肪醇粗品的 收率及其中二十八烷醇、三十烷醇的含量等因素, 赣州产的中蜂蜡最好。赣州蜂蜡资源丰富,交通 便利,可以充分利用本省资源。 2.3反应溶剂的筛选 通过筛选反应溶剂,如煤油、二甲苯和氯仿, 其他条件同上,分析反应溶剂对反应收率的影响。 实验结果如表3所示。 图4蔗蜡皂化后高级脂肪醇的色谱图 表3 不同溶剂对粗产品收率的影响 图5赣州中蜂蜡皂化后高级脂肪醇的色谱图 图6 意蜂蜡皂化后高级脂肪醇的色谱图 2.2中蜂蜡产地的筛选 通过不同蜡源的筛选,确定了以中蜂蜡为最 佳原料,进行中蜂蜡产地的筛选实验,根据试验结 果,比较各个产地的高级脂肪醇粗品的收率及其 中二十八烷醇、三十烷醇的含量等,筛选出合理的 原料产地,实验条件同上。实验结果如表2所示。 表2几种不同产地中蜂蜡的粗产品收率及含量 分析 ‘收率为粗产品重量和蜡重量之比。 ’收率为粗产品重量和蜡重量之比。 由表3可知,使用煤油作溶剂二十八烷醇粗 品得率最高,二甲苯次之,氯仿最低,这是由于氯 仿、二甲苯、煤油在常温条件下对二十八烷醇的溶 解度依次下降,所以溶剂带走的产品也依次下降。 和氯仿、二甲苯相比较,煤油具有低毒性、难挥发、 价格低廉的优势,大大地降低了对操作者和周围 环境的污染,这符合社会对环保的要求。 2.4反应时间的确立 通过改变反应时间,其他条件同上,分析反应 时间对反应收率的影响。实验结果如表4所示。 表4反应时间对粗产品收率的影响 ’收率为粗产品重量和蜡重量之比。 从表4中可以看到,皂化反应在4 h内基本 反应完全。为了确保反应比较完全,选择反应时 问为4.5 h左右。 3 结论 皂化水解法提取蜂蜡中的二十八烷醇和三十 烷醇的最优工艺条件为:选择赣州的中蜂蜡为原 料,航空煤油为溶剂,反应时间为4.5 h,此时的高 

碳脂肪醇的得率为33%一35%。通过GC对高级 ・476・ 江西科学 2011年第29卷 

(上接第457页) 样品6则是比较均匀的膜层。 因此,利用本实验装置,随着放电电压、放电 气压和放点距离的不同,所镀制薄膜也有一定的 差异性,当取得适当的放电电压、放电气压和放点 距离的时候,可以镀制表面比较均匀的薄膜。 4 总结 采用自行搭建的高压脉冲大电源并利用PLC 控制SCR触发发生器进行脉冲阴极弧放电,分别 研究了对于不同的基底、放电电压、真空室压强和 阴阳两极距离,所制备薄膜的形貌、均匀性和结晶 性的存在差异。实验结果与弧光放电不同条件 下,所制备薄膜表面形貌的差异的理论相符。 参考文献: [1] Wu J,Cl眦lg J,Li M,et a/.Characterization of dia- mond—llke carbon coating prepared by pulsed bias ca- thedic vacuum arc depoHtion[J].Thin Solid Films, 2007,516(2-4):243—247. [2] Bendavid A,Martin P J,Preston E W.The efect of pulsed direct current substrate bias on the properties of tltanit ̄dioxide thin fils deposited by filtered ca・ thedlc vacuum are deposition[J Thin Solid Fills, 2008,517(2):494—499. [3] Andem S,Callahan D L,Pharr、一M,et a/.Muhilayers of amorphous carhen prepared by cathodic arc deposi- tion[J].Surface and Coatings Technology,1997,94— 95:189—194. Hsieh W J,Shih P S,Lin J H,et 02.Characterization and formation of nanoerystalline diamonds in a—C/N fils by fikered cathodic vaculun arc plasma[J].Thin Solid Films,2004,469—470:120—126. Rother B,Mueha A.Effects of plasma ion implantation from cathodic aIc plasmas[J].Surface and Coatings Technology,2001,142—144:402—405. Olbfieh W,Fessmann J,Kampschulte G,et .Im— proved control of TiN coating properties using cathodic arc evaporation with a pulsed bias[J].Surface and Coatings Technology,1991,49(1—3):258—262. 唐伟忠.薄膜材料制备原理、技术及应用[M].北 京:冶金工业出版社,1998. 袁安富,王珉.真空弧沉积类金刚石膜探讨[J]. 中国表面工程,2001,(1):31—35. 弥谦,樊超,舒朝濂.脉冲离子镀膜中的脉冲计 数[J].西安工业学院学报,2005,(1):28—31. 李文娟,田兴志.厚膜微调技术及发展趋势[J].光 机电信息,2004,(6):29-34. 张孝吉,张荟星,周凤生,等.阴极真空弧离子源的 研制[J].原子核物理评论,1997,(3):33—35. 沈世斌.三菱PLC与Pc机间的通讯应用[J].微计 算机信息,2006,(10):81—83. 裴春兰,何武良,郑晓东.微秒级PLC控制系统研 制[J].工业控制计算机,2007,(7):73—74. ] ] ] ] ] ]