專利名稱：一種由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，尤其是由羊毛脂制備高純度羊毛酸金屬皂和高質量羊毛醇的方法。
背景技術：
羊毛脂主要是由較高分子量的脂肪酸(C7飛41)與大致等量的脂肪醇(C12飛36)、甾醇、三甲基留醇等所形成的酯，另外含有少量游離酸、游離醇、烷烴及未知物。羊毛脂粗品除精制后直接用于醫(yī)藥和化妝品工業(yè)外，大部分經裂解、分離、提純，最后加工成各類高附加值的羊毛脂衍生產品，廣泛用于醫(yī)藥、化工、化妝品、機械制造、塑料、紡織和皮革等行業(yè)。羊毛酸金屬皂是一種羊毛脂衍生產品，其是一種良好的金屬防銹劑，高低溫性能優(yōu)異，防銹好，可以單獨作為防銹劑配制各種防銹油脂，也可以和磺酸鹽、苯并三氮唑等防
銹劑復合使用，具有良好的配伍性、油溶性，對有色金屬、黑色金屬的防銹疊加性尤為顯著。可用于調制各種工序間防銹油和長期封存防銹油脂產品。另外，羊毛酸金屬皂還可作為穩(wěn)定劑和增塑劑，廣泛應用于塑料加工中?，F有技術中由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂的方法主要有兩種，其中一種是一步法制備羊毛酸金屬皂，得到的羊毛酸金屬皂與羊毛醇不進行分離，直接作為產品。如JP57117598中將羊毛脂與氫氧化鈣直接反應。CN01141470. 7提供了一種羊毛脂堿土金屬皂的制備方法，在O. Γ0. 5MPa的壓力和7(Tl70°C情況下，在水或水與有機溶劑存在下，將羊毛脂與堿土金屬的堿進行皂化反應。這種方法制備得到的金屬皂，由于高價值的羊毛醇沒有分離出來，一方面造成產品的成本高，另一方面羊毛酸金屬皂中羊毛醇的存在，會導致制得的防銹油經不住長期存放，往往析出羊毛醇而使油品分層，從而影響產品的應用。另一種方法是使羊毛脂與氫氧化鈉溶液反應，生成羊毛酸鈉皂，然后再加入兩價金屬鹽反應得到羊毛酸金屬皂與羊毛醇的混合物，如CN86100362，得到的混合物水洗并脫水后，用醇類溶劑提取其中的羊毛醇，優(yōu)點是得到的羊毛酸金屬皂純度較高，缺點是水洗過程產生大量含鹽廢水，并且提取出來的羊毛醇中會含有比較多的金屬皂，影響羊毛醇的品質。CN200610053097. 8公開了一種從羊毛脂中分離羊毛醇和羊毛酸的方法，采用提取-萃取耦合的方法分離羊毛酸皂和羊毛醇，提取劑和萃取劑為苯、烷烴、醇、鹵代烴等有機溶劑，可獲得品質較好的羊毛酸皂和羊毛醇，但是該方法處理量比較小，不適于工業(yè)化生產。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種由羊毛脂制備高純度羊毛酸金屬皂和高質量羊毛醇的方法，該方法操作簡單、制備條件溫和、生產成本低，適于工業(yè)化生產。為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，所述方法包括如下步驟
(1)在反應器內，羊毛脂與過量的氫氧化鈉或氫氧化鉀在醇類溶劑中進行皂化反應，皂化完全后回收醇類溶劑得到皂化混合物；
(2)將步驟(I)所得皂化混合物在溫度150-250°C、真空度O.l_3Pa的條件下進行分子蒸餾，得到輕相和重相，所得輕相即為羊毛醇；
(3)將步驟(2)所得重相溶解在甲苯中，水洗除去重相中的氫氧化鈉或氫氧化鉀，然后加入金屬氯化物的水溶液，所述金屬氯化物為氯化鈣或氯化鎂，攪拌下進行離子交換反應，充分反應后分去水層，有機層水洗至水層中不含氯化物，取有機層回收甲苯，即得到相應的羊毛酸金屬皂。本發(fā)明中，所述的醇類溶劑為下列一種或任意幾種的混合物甲醇、乙醇、異丙醇，優(yōu)選為甲醇或乙醇。
本發(fā)明所述皂化反應，通常在氫氧化鈉或氫氧化鉀過量的條件下進行，優(yōu)選氫氧化鈉或氫氧化鉀過量10飛0%。所述醇類溶劑的用量以羊毛脂的質量計為l 5mL/g。皂化反應溫度優(yōu)選為6(T90°C，反應器內壓力為O. 05 O. I MPa，皂化反應時間優(yōu)選為1(Γ 5小時。本發(fā)明使用分子蒸餾的方法分離羊毛醇和羊毛酸鈉或羊毛酸鉀，分子蒸餾是一種特殊的液一液分離技術，靠不同物質分子運動平均自由程的差別實現分離。本工藝充分利用羊毛醇和羊毛酸鈉或羊毛酸鉀平均自由程的差別，通過大量的實驗，選擇最佳的實驗條件實現羊毛醇和羊毛酸鈉或羊毛酸鉀的分離，優(yōu)選分子蒸餾條件為溫度18(T220°C，真空度 O. Γ1 Pa。本發(fā)明中，皂化化合物經分子蒸餾過程得到輕相和重相，其中輕相為高質量的羊毛醇，可直接用于化妝品原料。重相為羊毛酸鈉或羊毛酸鉀及過量的堿，其在溶于甲苯后，需先進行水洗，目的是除去過量的堿，在PH值6-7左右進行離子交換反應。本發(fā)明中，離子交換反應通常在金屬氯化物略過量的情況下進行，例如過量1(Γ30%。離子交換反應溫度優(yōu)選為5(T80°C，離子交換反應時間優(yōu)選為O. 5^3小時。本發(fā)明優(yōu)選所述的由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法按照如下步驟進行
Cl)在反應器內，羊毛脂與過量1(Γ50%的氫氧化鈉或氫氧化鉀在甲醇或乙醇中于60-900C>O. 05、. I MPa的條件下進行皂化反應，反應10-15小時后回收醇類溶劑得到皂化混合物；
(2)將步驟(I)得到的皂化混合物在18(T220°C、0.Γ1 Pa的條件下進行分子蒸餾，得到輕相和重相，所得輕相即為羊毛醇；
(3)將步驟(2)所得重相溶解在甲苯中，水洗除去氫氧化鈉或氫氧化鉀，然后加入金屬氯化物的水溶液，攪拌下于50-80°C進行離子交換反應O. 5-3小時，然后分去水層，有機層水洗至水層中不含氯化物，取有機層回收甲苯，即得到相應的羊毛酸金屬皂；所述金屬氯化物為氯化鈣或氯化鎂，所述離子交換反應在金屬氯化物過量1(Γ30%的條件下進行。與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果為
I、羊毛脂皂化選擇在高溫、帶壓條件下的醇類溶劑中進行，反應速度快，反應完全。2、采用分子蒸餾技術進行羊毛醇的分離，分離出的羊毛醇質量高，可直接用于化妝品原料，附加值高。
3、制備得到的羊毛酸金屬皂純度高，制備條件溫和，生產成本低。
具體實施例方式 以下用實施例對本發(fā)明的工藝作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍不受實施例的限制。實施例I :
將200. O克羊毛脂(皂化值為95)加入I升的反應器中，加入14. 9克的氫氧化鈉(過量10%)及600毫升無水乙醇，保持反應器內溫度85°C (反應器內壓力O. 08MPa)，反應時間12小時，真空回收乙醇溶劑，得到皂化混合物211. 4克。將皂化混合物通過分子蒸餾裝置進行羊毛醇分離
分子蒸餾條件為溫度220°C，內置冷凝器60°C，冷阱采用液氮冷卻，真空度為O. IPa0分子蒸餾得到淡黃色輕相100. 2克，為羊毛醇。測試其酸值為O. 4，皂化值為5. 6，加納爾色度5. I。產品質量符合歐洲和美國藥典。分子蒸餾得到的棕褐色重相重110.9克，為羊毛酸鈉及未反應的氫氧化鈉混合物。取20克分子蒸餾重相用100毫升甲苯溶解，水洗除去重相中的氫氧化鈉。將3克無水氯化鎂(過量10%)的溶解于20毫升水中，然后將甲苯溶液與氯化鎂水溶液均加入250毫升三口燒瓶中，60°C下攪拌反應I小時。分去水層并水洗至水層不含氯離子。將甲苯溶液真空回收溶劑至干得到18. 9克羊毛酸鎂皂，測試其中鎂離子含量為3. 5%。實施例2
200. O克羊毛脂(皂化值為95)加入I升的反應器中，加入16. 25克的氫氧化鈉(過量20%)及600毫升無水乙醇，保持反應器內溫度85°C (反應器內壓力O. 08MPa)，反應時間12小時，真空回收乙醇溶劑，得到皂化混合物212. 7克。將皂化混合物通過分子蒸餾裝置進行羊毛醇分離
分子蒸餾條件為溫度220°C，內置冷凝器60°C，冷阱采用液氮冷卻，真空度為O. IPa0分子蒸餾得到淡黃色輕相100. 2克，為羊毛醇。測試其酸值為O. 5，皂化值為5. 6，加納爾色度5，產品質量符合歐洲和美國藥典。分子蒸餾得到的棕褐色重相重112. 2克，為羊毛酸鈉及未反應的氫氧化鈉混合物。實施例3
將200. O克羊毛脂(皂化值為95)加入I升的反應器中，加入20. 8克的氫氧化鉀(過量10%)及600毫升無水乙醇，保持反應器內溫度85°C (反應器內壓力O. 08MPa)，反應時間13小時，真空回收乙醇溶劑，得到皂化混合物219. 4克。將皂化混合物通過分子蒸餾裝置進行羊毛醇分離
分子蒸餾條件為溫度220°C，內置冷凝器60°C，冷阱采用液氮冷卻，真空度為O. IPa0分子蒸餾得到淡黃色輕相101. 2克，為羊毛醇。測試其酸值為O. 5，皂化值為5. 2，加納爾色度5. I。產品質量符合歐洲和美國藥典。分子蒸餾得到的棕褐色重相重117.9克，為羊毛酸鉀及未反應的氫氧化鉀混合物。實施例4 將200. O克羊毛脂(皂化值為95)加入I升的反應器中，加入20. 8克的氫氧化鉀(過量10%)及600毫升無水乙醇，保持反應器內溫度85°C (反應器內壓力O. 08MPa)，反應時間13小時，真空回收乙醇溶劑，得到皂化混合物219. 4克。將皂化混合物通過分子蒸餾裝置進行羊毛醇分離
分子蒸餾條件為溫度200°C，內置冷凝器60°C，冷阱采用液氮冷卻，真空度為O. 3Pa。分子蒸餾得到淡黃色輕相98. 2克，為羊毛醇。測試其酸值為O. 5，皂化值為5. 2，加納爾色度4. 9。產品質量符合歐洲和美國藥典。分子蒸餾得到的棕褐色重相重119.9克，為羊毛酸鉀及未反應的氫氧化鉀混合物。實施例5
將200. O克羊毛脂(皂化值為95)加入I升的反應器中，加入20. 8克的氫氧化鉀(過量 10%)及600毫升無水乙醇，保持反應器內溫度85°C (反應器內壓力O. 08MPa)，反應時間13小時，真空回收乙醇溶劑，得到皂化混合物219. 4克。將皂化混合物通過分子蒸餾裝置進行羊毛醇分離
分子蒸餾條件為溫度220°C，內置冷凝器溫為60°C，冷阱采用液氮冷卻，真空度為
IPa0分子蒸餾得到淡黃色輕相96克，為羊毛醇。測試其酸值為O. 5，皂化值為5. 2，加納爾色度6. 5。產品質量符合歐洲和美國藥典。分子蒸餾得到的棕褐色重相重123.9克，為羊毛酸鉀及未反應的氫氧化鉀混合物。實施例6
取20克實施例I中得到的分子蒸餾重相，用100毫升甲苯溶解，水洗除去重相中的氫氧化鈉。將3. 5克無水氯化鈣(過量10%)的溶解于20毫升水中，然后將甲苯溶液與氯化鈣水溶液均加入250毫升三口燒瓶中，60°C下攪拌反應I小時。分去水層并水洗至水層不含氯離子。將甲苯溶液真空回收干得到19. I克羊毛酸鈣皂，測試其中鈣離子含量為5. 9%。實施例7
取20克實施例I中得到的分子蒸餾重相，用100毫升甲苯溶解，水洗除去重相中的氫氧化鈉。將3. 5克無水氯化鈣(過量10%)的溶解于20毫升水中，然后將甲苯溶液與氯化鈣水溶液均加入250毫升三口燒瓶中，70°C下攪拌反應I小時。分去水層并水洗至水層不含氯離子。將甲苯溶液真空回收干得到19. O克羊毛酸鈣皂，測試其中鈣離子含量為5. 9%。
權利要求
1.一種由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟 (1)在反應器內，羊毛脂與過量的氫氧化鈉或氫氧化鉀在醇類溶劑中進行皂化反應，皂化完全后回收醇類溶劑得到皂化混合物； (2)將步驟(I)得到的皂化混合物在溫度150-250°C、真空度O.Γ3 Pa的條件下進行分子蒸餾，得到輕相和重相，所得輕相即為羊毛醇； (3)將步驟(2)所得重相溶解在甲苯中，水洗除去氫氧化鈉或氫氧化鉀，然后加入金屬氯化物的水溶液，所述金屬氯化物為氯化鈣或氯化鎂，攪拌下進行離子交換反應，充分反應后分去水層，有機層水洗至水層中不含氯化物，取有機層回收甲苯，即得到相應的羊毛酸金屬皂。
2.如權利要求I所述的由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，其特征在于所述的醇類溶劑為下列一種或任意幾種的混合物甲醇、乙醇、異丙醇。
3.如權利要求I所述的由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，其特征在于所述的醇類溶劑為甲醇或乙醇。
4.如權利要求f3之一所述的由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，其特征在于所述皂化反應在氫氧化鈉或氫氧化鉀過量1(Γ50%的條件下進行。
5.如權利要求f3之一所述的由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，其特征在于皂化反應溫度為60-90°C，反應器內壓力為O. 05^0. IMPa，皂化反應時間為10-15小時。
6.如權利要求f3之一所述的由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，其特征在于分子蒸餾條件為溫度18(T220°C，真空度O. Γ1 Pa。
7.如權利要求f3之一所述的由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，其特征在于所述離子交換反應在金屬氯化物過量1(Γ30%的條件下進行。
8.如權利要求f3之一所述的由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，其特征在于離子交換反應溫度為50-80°C,離子交換反應時間為O. 5-3小時。
9.如權利要求I所述的由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，其特征在于所述方法按照如下步驟進行 (1)在反應器內，羊毛脂與過量1(Γ50%的氫氧化鈉或氫氧化鉀在甲醇或乙醇中于溫度60-90°C、壓力O. 05、. I MPa的條件下進行皂化反應，反應10-15小時后回收醇類溶劑得到皂化混合物； (2)將步驟(I)得到的皂化混合物在溫度18(T220°C、真空度O.Γ1 Pa的條件下進行分子蒸餾，得到輕相和重相，所得輕相即為羊毛醇； (3)將步驟(2)所得重相溶解在甲苯中，水洗除去氫氧化鈉或氫氧化鉀，然后加入金屬氯化物的水溶液，攪拌下于50-80°C進行離子交換反應O. 5-3小時，然后分去水層，有機層水洗至水層中不含氯化物，取有機層回收甲苯，即得到相應的羊毛酸金屬皂；所述金屬氯化物為氯化鈣或氯化鎂，所述離子交換反應在金屬氯化物過量1(Γ30%的條件下進行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由羊毛脂制備羊毛酸金屬皂和羊毛醇的方法，所述方法包括如下步驟(1)在反應器內，羊毛脂與過量的氫氧化鈉或氫氧化鉀在醇類溶劑中進行皂化反應，皂化完全后回收醇類溶劑得到皂化混合物；(2)將步驟(1)所得皂化混合物在150-250℃、0.1-3Pa的條件下進行分子蒸餾，得到輕相和重相，所得輕相即為羊毛醇；(3)將步驟(2)所得重相溶解在甲苯中，水洗除去重相中的氫氧化鈉或氫氧化鉀，然后加入金屬氯化物的水溶液，攪拌下進行離子交換反應，得到相應的羊毛酸金屬皂。本發(fā)明方法可制得高純度羊毛酸金屬皂和高質量羊毛醇，該方法操作簡單、制備條件溫和、生產成本低，適于工業(yè)化生產。
文檔編號C07C27/02GK102863315SQ201210372989
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權日2012年9月29日
發(fā)明者劉建剛, 王子強, 樓靖靖, 汪浩 申請人:杭州下沙生物科技有限公司