[发明专利]制备碳水化物偏酯的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种制备碳水化物偏酯的改进方法，其通过在有乳化剂和专用催化剂-混合物存在下葡糖与脂肪酸酯的酯交换作用来制备，本发明还涉及按该方法制得的物质的应用。 

背景技术

常简称为“糖酯”的碳水化物酯是单糖或低聚糖与有机或无机酸的酯，更广义说是糖醇与有机或无机酸的酯。碳水化物酯具有独特的界面活性特性，因此现在将其看作独立的化合物类(所谓的糖表面活性剂)。由于碳水化物酯的优良的皮肤病学和毒理学的相容性，所以其主要用作制备食品和化妆品的乳化剂。含6-8个脂肪酸酯的蔗糖聚酯在营养过重的人中从机体上看不可作为有用的脂肪取代物，并且还会在肠中结合LDL-胆固醇。在现有技术中已知一系列的制备糖酯的方法。通常是在有碱性催化剂和需要时的乳化剂存在下使葡糖与脂肪酸甲酯进行酯交换，该酯交换可在有溶剂和无溶剂下进行。如果该糖酯用于食品工业中，则无溶剂方案是特别优选的。例如在DE 4131505中描述了一种用于处理蔗糖脂肪酸酯的方法，在有碱性酯转化催化剂存在下在无溶剂下通过蔗糖与脂肪酸烷基酯的酯交换作用而制备，该未反应的蔗糖在所用蔗糖的熔点和所制备的蔗糖酯的熔点之间的温度下滤出，并之后从反应混合物中蒸馏出未反应的脂肪酸烷基酯。EP 254376的目的是提供一种制备多元醇脂肪酸酯的无溶剂的总工艺，其中酯化小于一半的羟基，需要时需在中间加入溶剂以形成催化活性的多元醇-阴离子。WO 99/38875、EP 548272、EP550526、EP 322971和EP 349059中也描述了一种用于制备高酯化的多元醇脂肪酸酯的无溶剂工艺。EP 885898中描述了在有碱性催化剂存在下的一种生产蔗糖脂肪酸酯的无溶剂工艺：其中蔗糖在120-160℃和25-100mbar压力下与脂肪酸烷基酯反应，在后续的反应过程中该温度降至90-130℃，并且所得反应产物在不加溶剂下过滤。该方法提供一种暗棕色的粘性粗产物，该产物在后续步骤中经漂白。EP 349221中描  述了一种制备具有改进的色质的多元醇聚酯的方法：其中在有催化剂存在下其羰基含量小于200ppm的C1-C3-烷基脂肪酸酯与多元醇反应，同时从平衡中去除所形成的醇。由DE 19717968中已知一种制备碳水化物偏酯的方法，其中在有乳化剂存在下进行碱性催化的酯交换反应，首先形成由碱金属碳酸盐与脂肪酸低烷基酯组成的催化活性体系，然后其与葡糖和作为乳化剂的碳水化物偏酯反应。该方法也仍然提供较暗色的粗产物，该粗产物也含较高灰份(DGF法“灰C III 1097”)。FR 9916213描述一种基于10-90重量％的糖酯和90-10重量％的烃的混合物，其可用于化妆品配剂中。但该混合物的成丸组合物经一段时间放置后会析出油。 

该无溶剂方法通常提供一种复合的反应混合物，该混合物含较大量的难以分离的未经反应的原始产物。这些化合物常常是很暗的着色。按EP349221中描述的方法得到浅色的产物。但其条件是要使用经预纯化的脂肪酸烷基酯，以致需附加的反应步骤。 

本发明的目的在于提供另一种无溶剂的经济的方法，该方法的产率高，并且反应时间尽可能短，该方法提供低灰份的在着色上有改进的粗产物，并且不需对原料进行预净化。 

意外地发现，如果使用由碱金属碳酸盐和碱金属次磷酸盐(hypophosphite)组成的混合物作为催化剂混合物，则可达到明显的方法改进。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种无溶剂的在有由碱金属碳酸盐和碱金属次磷酸盐组成的催化剂混合物存在下通过碱性催化酯化而制备其平均酯化度为1-4的碳水化物偏酯的方法，其中 

(a)混合至少一种碱金属碳酸盐(a1)和至少一种式(I)的脂肪酸烷基酯 

(a2)以形成一种催化活性的体系 

R¹CO-OR²  (I) 

其中R¹CO是含6-30碳原子的线性或分支的，饱和或非饱和的酰基，R²是含1-5碳原子的线性或分支的烷基， 

(b)将含5-12碳原子的葡糖(b1)、作为乳化剂的碳水化物偏酯(b2)和碱金属次磷酸盐(b3)在不断搅拌下加到由(a)所得的混合物中，以致产  生一种分散液，在不断搅拌和在温度至高达100℃和压力至多50mbar下从该所得的混合物中除水，