本發(fā)明涉及化工原料的分離制備領域，特別涉及一種α-亞麻酸乙酯的制備方法。

背景技術：

α-亞麻酸(α-linoleicacid，ala)是全順式的十八碳三烯酸(18:3n-3)，它的分子式為c18h30o2，分子量為278.4296，屬于omega-3多元不飽和脂肪酸(pufas)，在人體中不能合成，是必需脂肪酸。動物體中的epa(二十二碳六烯酸)和dha(二十碳五烯酸)(屬omega-3pufas)不能由omega-6類pufas直接轉化而成，但可由同系列的ala轉化而成，即ala可以認為是epa和dha的前體。ala經脫氫與碳鏈延長，生成一系列代謝產物，其中重要的產物是epa和dha，且ala的雙鍵比epa和dha少，穩(wěn)定性較epa和dha好，因此，補充ala也是提高人們對epa和dha攝人量的重要手段。近年來，眾多國內外人員通過大量研究表明α-亞麻酸以及其長鏈代謝物，在許多生理活動中起著重要的作用：它能夠有效地預防心腦血管疾病、增強人體免疫力、降低血壓和血糖、調節(jié)血脂、抑制癌癥的發(fā)生及轉移、同時有提高記憶力、保護視力和延緩衰老的功效。

20世紀80年代以來，人們對epa和dha的需求主要依靠深海魚油，但是魚油近年來海洋污染嚴重，作為食物鏈上層的魚油容易富集重金屬、農藥、二噁英等各類不良物質，此外作為動物來源的油脂，魚油中膽固醇含量也較植物油高。鑒于α-亞麻酸的穩(wěn)定性較epa和dha更好，植物油的清香也可以彌補魚油的腥味，植物油來源的α-亞麻酸將是深海魚油的更新?lián)Q代產品。

為了合成高純度的α-亞麻酸，現(xiàn)有技術一般采用先合成α-亞麻酸酯，再水解得到α-亞麻酸。目前，國內從植物油中制備α-亞麻酸乙酯的方法有皂化-酸解-再酯化法，超臨界萃取，尿素層析法、尿素及重金屬絡合法，分子蒸餾法、制備色譜等方法。皂化-酸解-再酯化法，需要大量酸和堿，而且還會產生酸性廢水和堿性廢水。超臨界萃取設備投入大，生產條件要求嚴格，成本高，批產量小，不易進行產業(yè)化生產。尿素柱層析法洗脫步驟較多，溶劑消耗量大，處理量小，也不適合工藝化放大生產。金屬離子絡合法，絡合劑很難進行回收再利用，而且容易引入重金屬離子，會給人體造成嚴重的危害，不符合藥品及保健食品的要求。尿素絡合法由于其工藝簡單，操作簡便，廢尿素可作為肥料利用，環(huán)境污染小等特點，成為企業(yè)首選的混合脂肪酸純化工藝。但是單一的尿素絡合法也存在多不飽和脂肪酸分離不完全，收率低，得到的產品純度較低，需要反復絡合等缺點。

例如中國專利申請(公開日：2008年3月12日、公開號：cn101139289a)公開了一種純度大于90％的α-亞麻酸乙酯的生產工藝，以紫蘇籽為原料，采用皂化-酸化-水洗-兩次尿素絡合-冷析-萃取-再酯化等一系列繁瑣的步驟，最后得到純度＞90％的α-亞麻酸乙酯。該工藝操作步驟多，前后一共19步，需要用到大量強酸和強堿，且生產大量酸堿廢水；此外中間需要2次尿素絡合，分離效率低，收率低，90％的α-亞麻酸乙酯得率僅為2％。

中國專利(公告日：2005年9月21日、公告號：cn1219744c)中公開了一種生產高純度亞麻酸乙酯的方法，是通過二氧化碳在超臨界的條件下進行萃取得到，萃取器流出的溶解有各種脂肪酸乙酯組分的超臨界二氧化碳進入硝酸銀吸附柱吸附，通過含有夾帶劑的超臨界二氧化碳對硝酸銀吸附柱進行脫附。該發(fā)明采用超臨界二氧化碳萃取法設備投入大，生產成本高，并采用硝酸銀吸附柱吸附，銀離子易流失，嚴重影響產品質量，實用性不高。

中國專利(公告日：2009年6月17日、公告號：cn100500632c)中公開了一種尿素柱層析生產亞麻酸和亞麻酸低級酯的方法。柱層析方法中固定相為純尿素，流動相為石油醚、正己烷、氯仿、乙酸乙酯、乙酸甲酯等有機溶劑，但是溶劑消耗大、產品純度低。

綜上可以看到，現(xiàn)有技術中生產α-亞麻酸酯的方法有的使用到大量有機溶劑，有的對設備要求過高，有的則收率偏低，或者產品的含量低，均不能很好實現(xiàn)工業(yè)化生產。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要提供一種α-亞麻酸乙酯的制備方法，該方法以植物油為原料，使用有機溶劑量少、對設備要求低、收率高、產品含量高，適用于工業(yè)化生產。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種α-亞麻酸乙酯的制備方法，所述共軛亞油酸烷基酯的制備方法包括如下步驟：

1)將植物油與乙醇進行酯交換反應后得到混合脂肪酸乙酯；

2)將步驟1)中的混合脂肪酸乙酯經過第一級分子蒸餾脫除第一級輕組份，得到第一級重組份，其中，第一級輕組份包括低沸點的水和低碳鏈脂肪酸乙酯，第一級重組份包括c12～c24的脂肪酸乙酯；

3)將步驟2)中的第一級重組份經過第二級分子蒸餾脫除第二級輕組份，得到第二級重組份，其中，第二級輕組份包括c12～c18的脂肪酸乙酯，第二級重組份包括c16～c22的脂肪酸乙酯；

4)將步驟3)中的第二級重組份經過第三級分子蒸餾脫除第三級重組份，得到第三級輕組份，其中，第三級重組份包括殘留色素、聚合物，第三級輕組份包括α-亞麻酸乙酯；

5)將步驟4)中的第三級輕組份與尿素、乙醇進行尿素絡合反應后得到高純度的α-亞麻酸乙酯。

優(yōu)選的，所述植物油含α-亞麻酸的含量不低于30％。

更優(yōu)選的，所述植物油為亞麻籽油、紫蘇油、杜仲籽油、花椒籽油及牡丹籽油中的一種。

用本發(fā)明方法得到的高純度的α-亞麻酸乙酯純度不低于80％，而且α-亞麻酸乙酯損失小，得率高。作為本領域技術人員公知的，對高純度的α-亞麻酸乙酯純度進行進一步純化可以進一步提高純度，但是可能會造成一部分α-亞麻酸乙酯的損失。本發(fā)明優(yōu)選的，將步驟5)得到的高純度的α-亞麻酸乙酯進行色譜純化，得到純度不低于95％的α-亞麻酸乙酯。

更優(yōu)選的，所述色譜純化是：將步驟5)得到的高純度的α-亞麻酸乙酯用第一流動相溶解并過濾后得到上樣液，在色譜柱中裝填反相色譜填料，在20～40℃條件下，將所述上樣液加入所述色譜柱中，然后依次使用第二流動相和第一流動相解析，通過紫外檢測器在線檢測并收集α-亞麻酸乙酯餾分，合并減壓回收溶劑后，得到純度不低于95％的α-亞麻酸乙酯。本領域技術人員可以根據(jù)公知常識選擇第一流動相和第二流動相的種類，本發(fā)明采用的第一流動相優(yōu)選為甲醇或乙醇，第二流動相優(yōu)選為甲醇水溶液或乙醇水溶液，其中，甲醇水溶液中水的體積分數(shù)在1～5％之間，乙醇水溶液中水的體積分數(shù)在1～15％之間。所述色譜填料一般為硅膠，本發(fā)明采用的色譜填料是c18球形硅膠，粒徑20～50μm，孔徑120埃，可以達到更低的α-亞麻酸乙酯損失量。

優(yōu)選的，所述步驟1)中的酯交換反應是將植物油與乙醇按照摩爾比為1:(6～12)混合，并滴加重量為植物油重量0.1～1％的堿性催化劑，在70～80℃下反應1～2小時，反應結束后，經過回收未反應的無水乙醇、分離甘油、水洗、脫水干燥的步驟得到混合脂肪酸乙酯。

更優(yōu)選的，所述堿性催化劑為乙醇鈉、氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種。

優(yōu)選的，所述步驟2)中第一級分子蒸餾是在真空度為100～1000pa，加熱溫度為120～140℃條件下進行的閃蒸；所述步驟3)中第二級分子蒸餾的真空度為10～100pa，加熱溫度為140～160℃；所述步驟4)中第三級分子蒸餾的真空度為1～20pa，加熱溫度為140～160℃。在該條件下，可以通過分子蒸餾達到分離輕、重組份的效果。更優(yōu)選的，第一級分子蒸餾的真空度為200～500pa，第二級分子蒸餾的真空度為10～50pa，第三級分子蒸餾的真空度為1～10pa。三級分子蒸餾的真空度依次減小會更有利于輕、重組分的分離，在該優(yōu)選條件下，三級分子蒸餾的分離更加完全。

優(yōu)選的，所述步驟5)中的尿素絡合反應是將第三級輕組份與尿素、乙醇在75～80℃回流的條件下絡合1～2h，然后緩慢降溫至0～10℃，減壓過慮分離析出的尿素，濾液減壓回收乙醇，水洗，干燥及蒸餾得到高純度的α-亞麻酸乙酯。

更優(yōu)選的，所述步驟5)中，第三級輕組份與尿素的質量比為1:(1～3)，且尿素與乙醇的質量比為1:(2～5)。所述乙醇優(yōu)選為體積濃度為90～99％的乙醇，最優(yōu)選為95％的乙醇。

本發(fā)明中方法同現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：

1)本發(fā)明采用來源廣泛而且α-亞麻酸含量要求更低的植物油為原料，涵蓋范圍廣，來源充足，工藝可兼容性強，適用性廣。

2)本發(fā)明首先通過酯交換反應將甘油三酯轉為脂肪酸乙酯，有利于后續(xù)的分離，然后通過三級分子蒸餾利用各組分之間的沸點差異，部分分離各碳鏈的脂肪酸乙酯，之后再利用尿素絡合根據(jù)雙鍵差異富集α-亞麻酸乙酯，最后利用制備色譜根據(jù)極性差異分離純化得到高純度的α-亞麻酸乙酯；各個分離技術互補性強，分離效率大大提高，收率高，利于后續(xù)工業(yè)化放大生產。

3)本發(fā)明方法制備得到的α-亞麻酸乙酯純度高，相較于單獨的分子蒸餾方法及尿素絡合法，能夠得到90％以上純度的α-亞麻酸乙酯。同時本發(fā)明相較于反復利用尿素絡合方法，效率更高，收率也更高。并且避免了使用有毒有害的重金屬絡合萃取，不僅降低了成本，而且降低了重金屬殘留的風險，擴大了其在食品及醫(yī)藥中的應用范圍。

因此，本發(fā)明的α-亞麻酸乙酯的制備方法利用了三級分子蒸餾-尿素絡合-色譜純化聯(lián)用的方法，避免了使用大量酸、堿性有機溶劑，使用有機溶劑量少，而且利用現(xiàn)有的設備即可進行，對設備要求低。并且得到的α-亞麻酸乙酯損失少收率高，產品純度可以達到95％以上，適用于工業(yè)化生產。同時，本發(fā)明以植物油為原料，降低了對原料含α-亞麻酸含量的要求，豐富了原料來源，從而有效的降低生產成本，具有很強的實用性。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，便于更清楚地了解本發(fā)明，但它們不對本發(fā)明構成限定。

實施例1

1)將1000g亞麻籽油(α-亞麻酸含量55.6％)與400ml的無水乙醇和40ml乙醇鈉(20％乙醇鈉的乙醇溶液)混合后進行酯交換反應，在80℃的溫度下反應1個小時，反應完后回收乙醇，靜置分去甘油、堿及少量的乙醇，然后水洗至中性，真空干燥脫水，得到α-亞麻酸乙酯含量為55.3％的混合脂肪酸乙酯。

2)將步驟1)中的混合脂肪酸乙酯經過第一級分子蒸餾脫除第一級輕組份，得到第一級重組份；

3)將步驟2)中的第一級重組份經過第二級分子蒸餾脫除第二級輕組份，得到第二級重組份；

4)將步驟3)中的第二級重組份經過第三級分子蒸餾脫除第三級重組份，得到α-亞麻酸乙酯的含量為59.7％的第三級輕組份830g；

5)將200g尿素加入2000l三角燒瓶中，然后加入700ml95％乙醇，升溫至80℃至乙醇回流，等尿素完全溶解后，再加入將步驟4)中的第三級輕組份100g，攪拌至溶劑澄清，并保持1h。然后緩慢攪拌并降溫至20～25℃，然后置于4℃的冰箱中靜置結晶4h，之后真空抽濾將濾液與結晶分離，濾液減壓回收乙醇，然后水洗得到43.5g高純度的α-亞麻酸乙酯，其中α-亞麻酸乙酯相對含量82.5％。

6)將步驟5)得到的高純度的α-亞麻酸乙酯與無水甲醇按質量比1：1比例溶解，過濾后得到上樣液，在色譜柱中裝填反相色譜填料，反相色譜填料是c18球形硅膠，粒徑50μm，孔徑120埃。在20℃條件下，將上樣液加入色譜柱中，使上樣液充分吸附于填料上，然后再依次利用一定量的95％甲醇水溶液和無水甲醇解析，通過紫外檢測器在線檢測，收集α-亞麻酸乙酯含量最高的餾分，合并減壓回收溶劑后，得到純度95.9％的α-亞麻酸乙酯，α-亞麻酸乙酯的收率為24.2％。

上述三級分子蒸餾的條件及組份組成如表1所示：

表1實施例1的三級分子蒸餾的條件及組份組成

實施例2

1)將1000g紫蘇油(α-亞麻酸含量59.9％)與500ml的無水乙醇和8gnaoh混合后進行酯交換反應，在80℃的溫度下反應2個小時，反應完后回收乙醇，靜置分去甘油、堿及少量的乙醇，然后水洗至中性，真空干燥脫水，得到α-亞麻酸乙酯含量為59.3％的混合脂肪酸乙酯。

2)將步驟1)中的混合脂肪酸乙酯經過第一級分子蒸餾脫除第一級輕組份，得到第一級重組份；

3)將步驟2)中的第一級重組份經過第二級分子蒸餾脫除第二級輕組份，得到第二級重組份；

4)將步驟3)中的第二級重組份經過第三級分子蒸餾脫除第三級重組份，得到α-亞麻酸乙酯的含量為64.5％的第三級輕組份814g；

5)將200g尿素加入2000l三角燒瓶中，然后加入900ml95％乙醇，升溫至80℃至乙醇回流，等尿素完全溶解后，再加入將步驟4)中的第三級輕組份75g，攪拌至溶劑澄清，并保持1h。然后緩慢攪拌并降溫至20～25℃，然后置于4℃的冰箱中靜置結晶4h，之后真空抽濾將濾液與結晶分離，濾液減壓回收乙醇，然后水洗得到27.5g高純度的α-亞麻酸乙酯，其中α-亞麻酸乙酯相對含量86.5％。

6)將步驟5)得到的高純度的α-亞麻酸乙酯與無水乙醇按質量比1：1比例溶解，過濾后得到上樣液，在色譜柱中裝填反相色譜填料，反相色譜填料是c18球形硅膠，粒徑30μm，孔徑120埃。在30℃條件下，將上樣液加入色譜柱中，使上樣液充分吸附于填料上，然后再依次利用一定量的95％乙醇水溶液和無水乙醇解析，通過紫外檢測器在線檢測，收集α-亞麻酸乙酯含量最高的餾分，合并減壓回收溶劑后，得到純度98.7％的α-亞麻酸乙酯，α-亞麻酸乙酯的收率為18.9％。

上述三級分子蒸餾的條件及組份組成如表2所示：

表2實施例2的三級分子蒸餾的條件及組份組成

實施例3

1)將1000g杜仲籽油(α-亞麻酸含量60.3％)與600ml的無水乙醇和6gkoh混合后進行酯交換反應，在80℃的溫度下反應2個小時，反應完后回收乙醇，靜置分去甘油、堿及少量的乙醇，然后水洗至中性，真空干燥脫水，得到α-亞麻酸乙酯含量為59.4％的混合脂肪酸乙酯。

2)將步驟1)中的混合脂肪酸乙酯經過第一級分子蒸餾脫除第一級輕組份，得到第一級重組份；

3)將步驟2)中的第一級重組份經過第二級分子蒸餾脫除第二級輕組份，得到第二級重組份；

4)將步驟3)中的第二級重組份經過第三級分子蒸餾脫除第三級重組份，得到α-亞麻酸乙酯的含量為63.5％的第三級輕組份860g；

5)將200g尿素加入2000l三角燒瓶中，然后加入1000ml95％乙醇，升溫至80℃至乙醇回流，等尿素完全溶解后，再加入將步驟4)中的第三級輕組份75g，攪拌至溶劑澄清，并保持1h。然后緩慢攪拌并降溫至20～25℃，然后置于4℃的冰箱中靜置結晶4h，之后真空抽濾將濾液與結晶分離，濾液減壓回收乙醇，然后水洗得到25.8g高純度的α-亞麻酸乙酯，其中α-亞麻酸乙酯相對含量84.5％。

6)將步驟5)得到的高純度的α-亞麻酸乙酯與無水乙醇按質量比1：1比例溶解，過濾后得到上樣液，在色譜柱中裝填反相色譜填料，反相色譜填料是c18球形硅膠，粒徑40μm，孔徑120埃。在40℃條件下，將上樣液加入色譜柱中，使上樣液充分吸附于填料上，然后再依次利用一定量的90％乙醇水溶液和無水乙醇解析，通過紫外檢測器在線檢測，收集α-亞麻酸乙酯含量最高的餾分，合并減壓回收溶劑后，得到純度97.6％的α-亞麻酸乙酯，α-亞麻酸乙酯的收率25.7％。

上述三級分子蒸餾的條件及組份組成如表3所示：

表3實施例3的三級分子蒸餾的條件及組份組成

實施例4

1)將1000g花椒籽油(α-亞麻酸含量35.2％)與400ml的無水乙醇和8gkoh混合后進行酯交換反應，在80℃的溫度下反應2個小時，反應完后回收乙醇，靜置分去甘油、堿及少量的乙醇，然后水洗至中性，真空干燥脫水，得到α-亞麻酸乙酯含量為34.7％的混合脂肪酸乙酯。

2)將步驟1)中的混合脂肪酸乙酯經過第一級分子蒸餾脫除第一級輕組份，得到第一級重組份；

3)將步驟2)中的第一級重組份經過第二級分子蒸餾脫除第二級輕組份，得到第二級重組份；

4)將步驟3)中的第二級重組份經過第三級分子蒸餾脫除第三級重組份，得到α-亞麻酸乙酯的含量為43.5％的第三級輕組份718g；

5)將200g尿素加入2000l三角燒瓶中，然后加入1200ml95％乙醇，升溫至80℃至乙醇回流，等尿素完全溶解后，再加入將步驟4)中的第三級輕組份50g，攪拌至溶劑澄清，并保持1h。然后緩慢攪拌并降溫至20～25℃，然后置于4℃的冰箱中靜置結晶4h，之后真空抽濾將濾液與結晶分離，濾液減壓回收乙醇，然后水洗得到12.8g高純度的α-亞麻酸乙酯，其中α-亞麻酸乙酯相對含量79.5％。

6)將步驟5)得到的高純度的α-亞麻酸乙酯與無水甲醇按質量比1：1比例溶解，過濾后得到上樣液，在色譜柱中裝填反相色譜填料，反相色譜填料是c18球形硅膠，粒徑20μm，孔徑120埃。在30℃條件下，將上樣液加入色譜柱中，使上樣液充分吸附于填料上，然后再依次利用一定量的90％甲醇水溶液和無水甲醇解析，通過紫外檢測器在線檢測，收集α-亞麻酸乙酯含量最高的餾分，合并減壓回收溶劑后，得到純度95.8％的α-亞麻酸乙酯，α-亞麻酸乙酯的收率約為30.2％。

上述三級分子蒸餾的條件及組份組成如表4所示：

表4實施例4的三級分子蒸餾的條件及組份組成

實施例5

1)將1000g牡丹籽油(α-亞麻酸含量33.2％)與500ml的無水乙醇和8gkoh混合后進行酯交換反應，在80℃的溫度下反應2個小時，反應完后回收乙醇，靜置分去甘油、堿及少量的乙醇，然后水洗至中性，真空干燥脫水，得到α-亞麻酸乙酯含量為32.7％的混合脂肪酸乙酯。

2)將步驟1)中的混合脂肪酸乙酯經過第一級分子蒸餾脫除第一級輕組份，得到第一級重組份；

3)將步驟2)中的第一級重組份經過第二級分子蒸餾脫除第二級輕組份，得到第二級重組份；

4)將步驟3)中的第二級重組份經過第三級分子蒸餾脫除第三級重組份，得到α-亞麻酸乙酯的含量為42.8％的第三級輕組份690g；

5)將200g尿素加入2000l三角燒瓶中，然后加入600ml95％乙醇，升溫至80℃至乙醇回流，等尿素完全溶解后，再加入將步驟4)中的第三級輕組份50g，攪拌至溶劑澄清，并保持1h。然后緩慢攪拌并降溫至20～25℃，然后置于4℃的冰箱中靜置結晶4h，之后真空抽濾將濾液與結晶分離，濾液減壓回收乙醇，然后水洗得到13.8g高純度的α-亞麻酸乙酯，其中α-亞麻酸乙酯相對含量78.5％。

6)將步驟5)得到的高純度的α-亞麻酸乙酯與無水乙醇按質量比1：1比例溶解，過濾后得到上樣液，在色譜柱中裝填反相色譜填料，反相色譜填料是c18球形硅膠，粒徑20μm，孔徑120埃。在40℃條件下，將上樣液加入色譜柱中，使上樣液充分吸附于填料上，然后再依次利用一定量的85％乙醇水溶液和無水乙醇解析，通過紫外檢測器在線檢測，收集α-亞麻酸乙酯含量最高的餾分，合并減壓回收溶劑后，得到純度95.5％的α-亞麻酸乙酯,α-亞麻酸乙酯的收率約為24.5％。

上述三級分子蒸餾的條件及組份組成如表5所示：

表5實施例5的三級分子蒸餾的條件及組份組成

從上述實施例可以看出，用本發(fā)明的方法制備得到的α-亞麻酸乙酯，原料來自易得的植物油，并且對植物油中的α-亞麻酸含量沒有過高的要求。同時，得到的α-亞麻酸乙酯純度高，收率高，制備工藝適合于工業(yè)化生產。

在不脫離本發(fā)明權利要求書保護范圍的前提下，對實施例中的數(shù)值進行調整也屬于本發(fā)明保護的范圍。