本發(fā)明屬于化學合成技術領域，具體涉及一種丁酸甘油酯合成方法。
背景技術：
丁酸單甘油酯是一種短鏈脂肪酸酯，是丁酸和甘油酯化后的產(chǎn)物。通過我們的試驗研究發(fā)現(xiàn)，丁酸甘油酯在動物機體的胃內(nèi)基本不會分解釋放，而進入腸道后，可以為腸道的各種脂肪酶分解而釋放出丁酸。而眾所周知，丁酸作為一種短鏈脂肪酸，可以直接為腸道上皮細胞提供能量，促進小腸絨毛的生長和腸道的發(fā)育，修復受損的腸上皮細胞，維持腸黏膜細胞完整性。此外，丁酸可以抑制沙門氏菌、大腸桿菌、梭狀芽孢桿菌等病源微生物的生長，增加乳酸桿菌等有益菌群數(shù)量；還可以通過影響白細胞黏附分子的表達而起到抗炎作用，也可以通過抑制NF-κB、阻止IL-8的分泌等減少局部炎癥；而且醫(yī)學研究資料表明丁酸甘油酯具有對腸道炎癥的抑制作用和較好療效。因而丁酸甘油酯可以作為一種有益于動物腸道的飼料添加劑應用于動物養(yǎng)殖中，市場上也出現(xiàn)了不少相應的產(chǎn)品。
而目前丁酸甘油酯的合成，一般都是以丁酸和甘油為原料，在酸的催化作用下脫水縮合得到酯，而酯化反應屬于一種可逆反應，故而為了促使反應向正方向進行，減少反應時間，降低副反應的發(fā)生，通常都需要加入帶水劑，以及時帶走生成的水分，提高反應的速率和產(chǎn)品得率。通常所用的帶水劑有四氯化碳、甲苯、二甲苯、環(huán)己烷、石油醚等有機溶劑，這些有機溶劑都可以與酯互溶，在后續(xù)蒸餾除雜過程中很難完全去除干凈，會有少量殘留于產(chǎn)品之中，若用于飼料添加劑中將會形成一定的隱患和威脅。另外，大量使用有機溶劑，對于環(huán)境保護和操作人員的健康也同樣存在威脅，在蒸餾過程中會造成部分溶劑泄漏進入大氣，且蒸餾過程本身也會增加成本。因此，隨著丁酸甘油酯在動物飼料中的應用的增加，開發(fā)一種更加綠色環(huán)保的合成工藝也成為了十分重要而迫切的事情。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種在不需要添加任何有機溶劑作為帶水劑的條件下，利用酸催化丁酸與甘油進行酯化反應高效合成丁酸甘油酯的方法。
本發(fā)明的技術方案是提供了一種丁酸甘油酯合成方法，包括如下步驟：
1)在反應器中，將丁酸、甘油、催化劑和固體脫水劑加熱進行酯化反應。
2)酯化反應結(jié)束后，將反應器中的反應液過濾取濾液，并向濾液中滴加氫氧化鈉溶液，至濾液pH為中性，靜置分層，取上層油相。
3)將油相通過填充有無水硫酸鈉的干燥柱，即得丁酸甘油酯產(chǎn)品。
進一步的，上述催化劑為濃磷酸。
進一步的，上述丁酸與甘油的物質(zhì)的量之比為1～3:1，催化劑加入量為丁酸質(zhì)量的4～5%，通過控制丁酸與甘油的比例可以獲得不同含量的丁酸單甘油酯、二丁酸甘油酯和三丁酸甘油酯產(chǎn)品。
進一步的，上述固體脫水劑為氨基磺酸或氧化硼。
進一步的，上述氨基磺酸與丁酸的物質(zhì)的量之比為0.9～1.1:1，或氧化硼與丁酸的物質(zhì)的量之比為0.3～0.4:1。
進一步的，上述步驟1)中酯化反應溫度為80～120℃，反應時間為6～12h。
進一步的，上述步驟2)中氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為10%。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：
(1)本發(fā)明提供的這種丁酸甘油酯合成方法避免使用有機溶劑作為帶水劑，降低了蒸發(fā)成本，減少了生產(chǎn)安全隱患，避免了對環(huán)境的污染，合成工藝更加綠色安全；同時還避免了產(chǎn)品中可能殘存有機溶劑，造成其應用于飼料產(chǎn)品中存在安全隱患。
(2)本發(fā)明提供的這種丁酸甘油酯合成方法通過增加固體脫水劑，使得反應速率更加高效，縮短了反應時間，提高了反應轉(zhuǎn)化率。
具體實施方式
下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1：
本實施例提供了一種丁酸甘油酯合成方法，具體包括如下步驟：
(1)向500mL燒瓶中投入丁酸120g、甘油41.8g，以及濃磷酸4.8g，升溫至100℃，并分批加入固體脫水劑氨基磺酸119g，反應12h，酯化反應結(jié)束。
(2)將酯化反應后的反應液過濾去掉其中的固體物質(zhì)，將濾液轉(zhuǎn)入燒瓶中，開啟攪拌，滴加10%氫氧化鈉溶液，直至反應液pH接近中性，再繼續(xù)攪拌0.5h，然后將其轉(zhuǎn)入分液漏斗中，靜置分層，棄去下層水相，取上層油相。
(3)將該油相通過填充無水硫酸鈉的玻璃柱，得到三丁酸甘油酯，收率為96.17%，經(jīng)HPLC檢測其含量為95.24%。
實施例2：
本實施例提供了一種丁酸甘油酯合成方法，具體包括如下步驟：
(1)向500mL燒瓶中投入丁酸120g、甘油125.4g，以及濃磷酸6g，升溫至90℃，并分批加入固體脫水劑氨基磺酸145.5g，反應6h，酯化反應結(jié)束。
(2)將酯化反應后的反應液過濾去掉其中的固體物質(zhì)，將濾液轉(zhuǎn)入燒瓶中，開啟攪拌，滴加10%氫氧化鈉溶液，直至反應液pH接近中性，再繼續(xù)攪拌0.5h，然后將其轉(zhuǎn)入分液漏斗中，靜置分層，棄去下層水相，取上層油相。
(3)將該油相通過填充無水硫酸鈉的玻璃柱，得到丁酸單甘油酯，收率為89.32%，經(jīng)HPLC檢測其含量為90.06%。
實施例3：
本實施例提供了一種丁酸甘油酯合成方法，具體包括如下步驟：
(1)向500mL燒瓶中投入丁酸120g、甘油41.8g，以及濃磷酸6g，升溫至100℃，并分批加入固體脫水劑氧化硼28.5g，反應12h，酯化反應結(jié)束。
(2)將酯化反應后的反應液過濾去掉其中的固體物質(zhì)，將濾液轉(zhuǎn)入燒瓶中，開啟攪拌，滴加10%氫氧化鈉溶液，直至反應液pH接近中性，再繼續(xù)攪拌0.5h，然后將其轉(zhuǎn)入分液漏斗中，靜置分層，棄去下層水相，取上層油相。
(3)將該油相通過填充無水硫酸鈉的玻璃柱，得到三丁酸甘油酯，收率為95.96%，經(jīng)HPLC檢測其含量為96.33%。
實施例4：
本實施例提供了一種丁酸甘油酯合成方法，具體包括如下步驟：
(1)向500mL燒瓶中投入丁酸120g、甘油125.4g，以及濃磷酸4.8g，升溫至90℃，并分批加入固體脫水劑氧化硼38g，反應10h，酯化反應結(jié)束。
(2)將酯化反應后的反應液過濾去掉其中的固體物質(zhì)，將濾液轉(zhuǎn)入燒瓶中，開啟攪拌，滴加10%氫氧化鈉溶液，直至反應液pH接近中性，再繼續(xù)攪拌0.5h，然后將其轉(zhuǎn)入分液漏斗中，靜置分層，棄去下層水相，取上層油相。
(3)將該油相通過填充無水硫酸鈉的玻璃柱，得到丁酸單甘油酯，收率為92.65%，經(jīng)HPLC檢測其含量為91.83%。
以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。