[发明专利]高甲氧基含量的甲基淀粉及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种高甲氧基含量的甲基淀粉及其制备方法与应用，属于化学合成领域。

背景技术

甲基淀粉(Methyl Starch)是变性淀粉的主要品种之一，属醚类淀粉，是一种可水溶性高分子醚类化合物，其特征为：白色或黄色粉末，无臭、无味、无毒、容易吸潮；溶于水形成胶体状溶液，对光、热稳定；不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂；可作为乳化剂、分散剂、增稠剂、成膜剂、保水剂等，广泛应用于石油、纺织、日化、造纸、建筑、食品等工业部门。目前甲基淀粉的主要生产方法有碘甲烷/氧化银法，氢化钠/二甲亚砜/碘甲烷法，氢氧化钠/二甲亚砜/硝酸银/碘甲烷法，浓氢氧化钠/硫酸二甲酯法。这些方法中卤代甲烷价格昂贵、制备过程要求无氧无水等苛刻条件，难以工业化；硫酸二甲酯有剧毒、致癌性，操作过程安全性低，甲基化效率低，这些方法存在的诸多问题使得甲基淀粉的应用和发展受到限制。

碳酸二甲酯于1992年在欧洲通过了非毒性试剂注册，最近十几年被广泛用作苯酚等酚类化合物、乙腈等腈类化合物、苯胺等胺类化合物的甲基化试剂以替代卤代甲烷、硫酸二甲酯，但碳酸二甲酯还没有用作醇类化合物羟基的甲基化试剂，更没有用作高分子糖类物质的甲基化试剂。

在CN 101168568中，采用常温常压和普通设备制得了甲氧基含量只有3％的甲基淀粉，甲基化效率和程度还不够理想，产物的实际应用范围有很大的局限行，一时还难以进行大规模的产业化推广。

发明内容

本发明的首要目的是克服现有技术中制备甲基淀粉方法的缺点，提供一种高甲氧基含量的甲基淀粉的制备方法。

本发明的另一目的在于提供通过所述制备方法得到的高甲氧基含量的甲基淀粉。

本发明的再一目的在于提供所述高甲氧基含量的甲基淀粉的应用。

本发明是采用以下方案实现的：一种高甲氧基含量的甲基淀粉的制备方法，包含以下步骤：

(1)淀粉活化：在淀粉中加入相当于淀粉质量4～10％的氯化钠，再加入氢氧化钾水溶液，于54～56℃搅拌反应1～2小时，得到混合液A；再使用是混合液A至少一倍体积的乙醇溶液进行沉淀，过滤得预处理淀粉；氢氧化钾的用量为相当于淀粉质量的37.5～67.5％；

(2)微波辅助反应：将碳酸钾水溶液和使用体积相当于淀粉质量5.5～10倍的碳酸二甲酯分次加入步骤(1)制备的预处理淀粉中，每次加料完毕后，搅拌混合均匀，置于2～40千瓦的微波反应器中进行微波反应1～2分钟，最后一次微波处理后，再继续微波处理0.5～1分钟，结束反应；碳酸钾的用量相当于淀粉质量55～100％；

(3)后处理：接着冷却至室温，将冷却后溶液的pH值调节为6～8，得到混合液B；再使用是混合液B至少一倍体积的乙醇溶液进行沉淀，沉淀的目的是除去水、无机盐和过剩的碳酸二甲酯，过滤后用碳酸二甲酯洗涤沉淀，过滤，干燥，得到高甲氧基含量的甲基淀粉；

所述高甲氧基含量的甲基淀粉甲氧基含量为5～15.8％；

步骤(1)中所述的淀粉至少为工业级的淀粉，优选为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉或土豆淀粉中的至少一种，更优选为木薯淀粉或马铃薯淀粉；

步骤(1)中所述氯化钠的用量优选为相当于淀粉质量5～10％；

步骤(1)中所述氢氧化钾水溶液的浓度优选为质量体积比15％；

步骤(1)中所述乙醇溶液的浓度优选为体积百分比75～78％；

步骤(2)中所述碳酸钾水溶液的浓度优选为质量体积比10％；

步骤(2)中所述分次的次数越多时，甲氧基含量越高；分次加入的条件优选为分2～4次等量加入；

步骤(3)中所述的pH值优选使用硫酸进行调节；

所述硫酸的浓度优选为体积百分比2～5％；

步骤(3)中所述乙醇溶液的浓度优选为体积百分比75～78％；

步骤(3)中所述洗涤的次数优选至少为3次；

步骤(3)中所述干燥的温度优选为105～109℃；

以上所述溶液的溶剂均为水；

一种高甲氧基含量的甲基淀粉，通过上述制备方法得到；

所述高甲氧基含量的甲基淀粉应用于石油、纺织、日化、造纸、建筑和食品等领域。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：