離子交換樹脂型催化劑合成三丁酸甘油酯的研究

曾 婧

（中國石油 烏魯木齊石化公司 研究院，新疆 烏魯木齊 830019）

三丁酸甘油酯（TB）是由三分子丁酸一分子甘油組成的短鏈脂肪酸脂，是一種綠色、安全的新型飼料添加劑[1]。動物在攝入TB 后，TB 在胃里能保持結構不變，在腸道里TB 受到胰脂肪酶的分解作用，釋放出丁酸和甘油[2]。其中，丁酸在給結腸供能的過程中扮演著重要角色，是控制細胞增殖的至關重要的因素[3]。但丁酸具有易揮發性，氣味難聞，半衰期較短等特點，限制了他直接作為飼料添加劑的使用[4]。此外，由于TB 特殊的分子結構可以穿過一些細菌的細胞膜，可以抑制細菌的生長和細胞分裂，是一種極具潛力替代抗生素的物質[5]。

TB 一般是通過甘油和過量丁酸的酯化反應而形成，使用強酸，如H2SO4、H3PO4作為催化劑。這類催化劑在較低溫度下就有相當高的催化活性，但在使用過程中會造成設備的腐蝕，產生大量的廢渣廢液，以及不易與原料和產物分離等問題。使用固體酸催化劑可以在很大程度上避免這些問題，簡化后續分離工作，可以對催化劑進行回收、再生，重復利用使工藝流程更高效且符合環保要求。

本文以離子交換型樹脂為固體酸催化劑催化丁酸和甘油進行反應。優化了反應條件，并對其甘油轉化率、TB 選擇性和催化劑的再生性進行了研究。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

甘油、丁酸、三丁酸甘油酯、二乙二醇二甲醚、1-丁酸甘油酯、甲醇，均為分析純，Sigma-Aldrich 公司。

7980 Agilent Tecnologies 型氣相色譜儀（色譜柱30m×25mm×0,25μm）；JPSELECTA Vacuo-Temp 熱真空干燥器；BUCHI V800 型真空泵。

1.2 催化劑

采用了4 種商業離子交換樹脂型催化劑（Amberlyst15, Dowex50Wx2, Nafion NR 50, Aquivion PW 79S）。……