[发明专利]一种低聚甘油单油酸酯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成方法，具体地说，是一种甘油单油酸酯与甘油醚化的低聚甘油单油酸酯的合成方法。

背景技术

低聚甘油油酸酯是一类无毒无刺激、易生物降解的非离子表面活性剂，具有良好的乳化、分散、润湿、稳定、起泡等多重性能，其应用领域广泛，在石油工业、化学合成工业、纺织印染工业、涂料制造、日用化学、塑料加工、农药、橡胶制品、食品、医药等产业领域都有着良好的应用前景，特别在食品领域，用于面包、蛋糕、冰淇淋、乳制品、饮料等方面的应用越来越多。

现有低聚甘油油酸酯制备工艺通常分二步进行：第一步，生成低聚甘油。低聚甘油是由甘油或缩水甘油在加热和催化剂作用下分子间聚合形成的。它是具有一定粘度的液体，随着聚合度的增大，产品颜色由黄色变为深褐色，气味越来越浓，羟基值也会发生变化。第二步，低聚甘油与油酸通过酯化反应得到相应的低聚甘油油酸酯。将低聚甘油与油酸进行酯化反应，因低聚甘油含有多个羟基，且羟基位置不同，易生成很多不同结构的单酯、双酯、三酯等，难于分离，并影响产物的应用性能，这是因为绝大多数情况下在各种酯中低聚甘油单油酸酯的综合性能最好。

除上述现有工艺外，近年来又出现了多种新型生产工艺，例如：低聚甘油与油酸甲酯进行酯交换反应和酶催化条件下制备聚甘油酯等，但其缺点也很明显，反应不完全，含有较多未反应的低聚甘油，酯类结构复杂，难于分离，产品性能不稳定等，部分工艺生产成本高，限制其在生产、应用上的发展。

鉴于上述现状，本发明的目标是开发一种新型合成方法，来改进产品质量，提高产品的应用性能。

发明内容

本发明的目的正是针对现有技术的不足，提供一种高纯度的低聚甘油单油酸酯的合成方法，提高产品应用性能。这种方法以甘油单油酸酯为乳化剂，油酸和甘油为原料，氢型001x7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂作催化剂，在90～110℃下合成低聚甘油单油酸酯。采用这种方法甘油转化率高、低聚甘油单油酸酯选择性好，产物分离简单。

本发明的具体技术方案及步骤如下：

(1)称取一定量的甘油单油酸酯、油酸和甘油加入到带有高速搅拌或均质头的反应釜中，控制甘油与油酸的摩尔比为2～3:1、甘油单油酸酯与二者的质量比为8％～10％，均质5～10分钟，制成乳状液；

(2)加入上述质量的5％～10％的氢型001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂作催化剂，搅拌下加热该混合物至90～110℃，反应6～8小时；

(3)冷却至40℃以下转出反应器并过滤除去催化剂后，用5-10％的NaCl水溶液洗涤3次，得到粗产品低聚甘油单油酸酯。

按照本发明所述的合成方法与现有技术相比，具有以下优点及突出性成果：反应条件温和，反应温度低(90～110℃)，反应时间短(6～8小时)，合成工艺简单，不需要高温高压设备，能耗低，产物分离纯化简单、低聚甘油单油酸酯的选择性高，很有工业化前景。

具体实施方式

以下通过实施例来具体说明本发明，但本发明不受这些所限。

实施例1

将0.2摩尔的甘油、0.1摩尔的油酸和3.8克的甘油单油酸酯加入到带有均质头的250mL反应釜中，均质5～10分钟，制成乳状液。再加入3克的氢型001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂作催化剂，搅拌下加热该混合物至90℃，反应6小时，冷却至40℃以下移出反应产物并过滤除去催化剂后，回收所生成的催化剂供下次反应回用，滤液用10％的NaCl水溶液洗涤3次，得到0.095摩尔的低聚甘油单油酸酯粗产品，HPLC分析其中二聚甘油单油酸酯占90％，其它为甘油单油酸酯，未检测到多油酸酯。

实施例2

参照实施例1中的合成方法和步骤，不同的是0.3摩尔的甘油、0.1摩尔的油酸和5.5克的甘油单油酸酯，均质制成乳状液。再加入6克的氢型001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂作催化剂，搅拌下加热该混合物至110℃，反应8小时，参照实施例1中的后处理方法，得到0.099摩尔的低聚甘油单油酸酯粗产品，HPLC分析其中三聚甘油单油酸酯占60％，二聚甘油单油酸酯占35％，其它为甘油单油酸酯，未检测到多油酸酯。

实施例3

参照实施例1中的合成方法和步骤，不同的是0.3摩尔的甘油、0.1摩尔的油酸和5.0克的甘油单油酸酯，均质制成乳状液。再加入4克的氢型001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂作催化剂，搅拌下加热该混合物至100℃，反应7小时，参照实施例1中的后处理方法，得到0.098摩尔的低聚甘油单油酸酯粗产品，HPLC分析其中二聚甘油单油酸酯占65％，三聚甘油单油酸酯占30％，其它为甘油单油酸酯，未检测到多油酸酯。