二油酸甘油酯 9C 18:1的制备与纯化方法

背景技术

二油酸甘油酯 9C 18:1是由甘油与两个油酸分子通过酯化反应生成的功能性脂质化合物,根据脂肪酸在甘油骨架上的位置分布,主要存在1,2-二油酸甘油酯和1,3-二油酸甘油酯两种同分异构体。这两种异构体在生物活性、代谢途径和应用领域上表现出显著差异:1,2-二油酸甘油酯作为细胞内第二信使,参与调节细胞的刺激-反应机制,控制细胞的生命活动,是合成生物体内磷脂和甘油三酯的前体;而1,3-二油酸甘油酯则因其独特的代谢途径,在人体内不会像普通油脂那样蓄积,具有减少内脏脂肪、降低血脂、缓解糖尿病、抑制体重等生理功能。

目前,二油酸甘油酯 9C 18:1的制备方法主要包括化学合成法和酶法合成两大类。

化学合成法通常是在高温(175~185℃)条件下,使用含锡类催化剂(如氧化锡、氯化亚锡、草酸亚锡等)催化甘油与油酸的直接酯化反应,反应后再通过分子蒸馏获取二油酸甘油酯 9C 18:1粗品。这种方法虽然可以实现较高的反应速率,但需要在高温下进行,容易导致热不稳定的1,2-异构体发生分子内酰基迁移,转变为结构更稳定的1,3-异构体,从而影响目标产物的得率和纯度。

酶法合成则利用脂肪酶(如Lipozyme 435、Lipozyme RM IM等)在温和条件下(50~70℃)催化油脂醇解或酯化反应合成二油酸甘油酯 9C 18:1。酶法虽然具有反应条件温和、位置选择性好等优点,但普遍存在催化剂成本高、反应速率慢、酶在长期运行中易失活等问题,使得其在大规模工业化生产中面临经济性和效率的挑战。现有技术中报道了使用8% LipozymeRM IM为催化剂,在30℃条件下反应8小时,粗反应混合物中1,3-二油酸甘油酯含量可达87.6%。经后续纯化可得到纯度>97%的1,3-二油酸甘油酯,得率为74.7%。该方法体现了酶法在低温下的区域选择性优势,但仍存在反应时间较长、酶用量较高的问题,且其工艺重点在于纯酶催化,未涉及与化学催化剂的协同作用,也未提供对产物中1,2-异构体与1,3-异构体比例进行灵活调控的手段。

在纯化技术方面,现有方法主要包括硅胶柱层析法、溶剂结晶法和分子蒸馏法等。硅胶柱层析法通常采用正己烷-乙酸乙酯作为洗脱液,可以实现不低于95%的产物纯度,但存在操作复杂、溶剂消耗量大、难以规模化应用等问题。溶剂结晶法则采用两步结晶法,先以非极性溶剂(如正己烷)去除甘油三酯和脂肪酸酯等杂质,再以极性溶剂(如甲醇)去除单甘酯和甘油等杂质,虽然可以获得纯度接近100%的1,2-甘油二酯,但结晶条件苛刻(如-40℃低温),且结晶时间较长(达18小时),不利于工业化操作。分子蒸馏法可在高真空和高温(200~220℃)条件下实现二油酸甘油酯 9C 18:1的纯化,但高温环境可能加剧异构体转化,且产品得率较低(约69%)。

因此,开发一种能够抑制酰基迁移、提高产物纯度、适合工业化生产的二油酸甘油酯 9C 18:1制备与纯化技术,成为该领域亟待解决的技术难题[1]。

制备方法

将甘油(92.1g,1.0mol)与油酸(710g，2.5mol,摩尔比1:2.1)加入反应器。加入Lipozyme RM IM(24.1g,3.0wt%)与草酸亚锡(4.0g,0.5wt%),质量比6:1，开启搅拌(250rpm)与真空(1.0KPa),升温至60℃反应3小时。取样分析:反应结束后,取少量反应混合物过滤后直接进行HPLC分析。

初级纯化:反应结束后,过滤回收催化剂(可重复使用)。将反应混合物进行两级分子蒸馏，一级蒸馏条件:温度160℃,进料速率2mL/min,刮板速率100r/min,真空压力0.5X10mbar;二级蒸馏条件:温度190℃,其他参数同一级。收集蒸馏重相,得到二油酸甘油酯 9C 18:1粗品。

纯化方法

将制备方法得到的含有二油酸甘油酯 9C 18:1的混合物,通过两级分子蒸馏:一级蒸馏温度150~170℃,二级蒸馏温度180~200℃,去除反应混合物中的杂质成分;再利用多级熔融结晶技术实现1,2-二油酸甘油酯和1,3-二油酸甘油酯的分离与纯化。

本文提出的二油酸甘油酯 9C 18:1的制备与纯化方法,通过低温协同催化反应与组合纯化工艺的有机结合,调节复合催化剂比例及反应参数,可在保证高收率与高纯度的前提,实现产物中1,2-异构体与1,3-异构体比例在特定范围内的精准调控,这一灵活度是现有纯化学法(高温导致不可控异构化)或纯酶法(通常固定偏向1,3-位)所难以实现的,满足了不同下游应用对特定异构体的需求[1]。

参考文献

[1]湖北葛店人福药用辅料有限责任公司. 一种二油酸甘油酯的制备与纯化方法:CN202512000162.6[P]. 2026-04-17.