[发明专利]脱水山梨糖醇羧酸酯的聚甘油醚

说明书

本发明涉及脱水山梨糖醇羧酸酯，尤其是具有较长链脂肪酸的酯的聚甘油醚，它们的制造和作为表面活性剂，尤其是乳化剂的用途。

脱水山梨糖醇是C₆化合物，它是一般含2-碳侧链的C₄环状醚。它一般是山梨糖醇的脱水产物，通常通过在酸催化下加热脱水。在实践中，脱水山梨糖醇是异构体，主要是1，4-脱水-D-山梨醇(1-(1，2-二-羟基)乙基-2，3-二羟基四氢呋喃)的混合物，但是可以包括2，5-脱水-D-山梨醇(1，4-二-(羟甲基)-2，3-二羟基四氢呋喃)、1，5-脱水-D-山梨醇(1-羟甲基-2，3，4-三羟基四氢吡喃)并且可以包括作为杂质的二-环状二醚例如异山梨糖醇酐。为方便起见，当本文将脱水山梨糖醇称作单一化合物时，应当理解，这是简化的，所述脱水山梨糖醇，和酯和衍生物中的脱水山梨糖醇残基几乎总是各种环状醚或它们的残基的混合物并且此种引用包括典型脱水山梨糖醇中的异构体的各种混合物。

虽然脱水山梨糖醇是已知的化合物并且可以按原样获得，但是它最通常地在商业上作为表面活性剂的组分找到，尤其是可以商标″Span″从Croda Europe Ltd(″Croda″)获得的脱水山梨糖醇酯和可以商标″Tween″(得自Croda)获得的它们的多乙氧基化衍生物。表面活性剂脱水山梨糖醇酯最通常地通过使用适度酸性的催化剂使山梨糖醇与脂肪酸反应制得。脱水山梨糖醇酯是有吸引力的并且是广泛使用的较疏水性表面活性剂，例如作为油包水型乳化剂，它们可以由可持续来源的原材料(主要是脂肪酸(得自天然脂肪或油)和山梨糖醇(得自葡萄糖的氢化)制成。商业上，多乙氧基化脱水山梨糖醇酯通常对于每个脱水山梨糖醇残基具有十个或更多亚乙氧基(EO)残基并因此亲水性得多并且具有广泛应用，例如用作水包油型乳化剂。因为多乙氧基化脱水山梨糖醇酯包括相当大比例的EO残基，所以它们如今越来越被看作不如脱水山梨糖醇酯那样″可持续″，原因在于在它们的制造中使用石化获得的氧化乙烯。

已经提出甘油作为表面活性剂中的EO的亲水性替代源。迄今，还没有认识到它以这种角色是尤其成功的，尽管甘油基表面活性剂例如脂肪酸聚甘油酯已经有适当应用。

甘油/丙三醇碳酸酯(4-羟甲基-1，3-二氧戊环-2-酮)已经是已知的化合物多年。它已经变得可从生产路线商购，所述生产路线包括使甘油与光气或碳酸(亚)烷基酯反应，参见US 2915529或JP 63-029663A，甘油、一氧化碳和氧气的催化反应，参见US 5359094，或使脲与碳酸二烷基酯反应，参见US 6025504或US 6495703。以前描述的与甘油碳酸酯的反应一般使用可与甘油碳酸酯混容的反应试剂例如制造聚甘油的甘油-参见US 5721305、US 5723696、JP 10-072392A和JP10-072393A，或制造超支化聚醚的其它短链多元醇例如三羟甲基丙烷-参见G.Rokicki等人的Green Chemistry，2005，7，529。

本发明基于我们的以下发现：可以制备性能类似于多乙氧基化脱水山梨糖醇羧酸酯的那些性能的多乙氧基化脱水山梨糖醇羧酸酯的聚甘油类似物。这种聚甘油类似物可以通过使脱水山梨糖醇羧酸酯与甘油碳酸酯反应制得。

本发明因此提供一种化合物，它是脱水山梨糖醇羧酸酯，尤其是脂肪羧酸，特别是C₈-C₂₂羧酸脱水山梨糖醇酯，尤其是单酯的聚甘油醚。

或者，本发明可以描述为包括可通过使脱水山梨糖醇酯与甘油碳酸酯，希望地至少1摩尔，尤其是至少3摩尔甘油碳酸酯/摩尔脱水山梨糖醇酯反应获得的化合物。

具体来说，本发明的化合物具有通式(I)：

Sor(R¹)(R²)(R³)(R⁴)                (I)

其中

Sor是脱水山梨糖醇残基；

R¹、R²、R³和R⁴之一是通式(II)的基团：-O₂CR⁵，其中R⁵是C₇-C₂₁烃基；