[发明专利]聚甘油‑10及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚甘油合成领域，具体涉及聚甘油-10及其制备方法。

背景技术

聚甘油是一种低分子量聚醚多元醇类的有机化合物，有着广泛的用途，可直接用作保湿剂、增稠剂、可塑剂和亲水化改性剂等，其衍生物聚甘油脂肪酸酯在食品、化妆品、日化、医药和洗涤剂等行业中有广泛的应用。

目前，工业上合成聚甘油的方法主要有甘油和非甘油法两大类。非甘油合成路线主要包括烯丙基醚法、甘油缩丙酮法以及一氯丙二醇与环氧氯丙烷法等。这些原料在反应时，一般都需在减压条件下进行，而且操作步骤繁琐，产生的副产物比较多，合成出的聚甘油粗品需要经过多步操作以进一步纯化，这样产物收率偏低，一般不采用此法。从甘油直接出发合成聚甘油的方法主要有甘油自身脱水法以及甘油和环氧氯丙烷缩合法。甘油的自身脱水缩合需要酸或碱作为催化剂。酸作催化剂时，反应温度低，但存在反应时间长且需在真空条件下反应，产品色泽深、对设备要求高、副反应多等问题。碱催化法制取聚甘油的优点在于其方法成熟、原料充足、价格相对低廉，反应时间短，对设备要求低，但环状聚甘油含量低，存在诸如反应温度高，产品色泽较深，难以得到高聚合度聚甘油等缺点。根据目前国内已有关于聚甘油文献的报道，根本无法实现工业化生产聚甘油-10，同时目前国内市场上的聚甘油聚合度较低，且较为分散，普遍均为5聚以下的低聚成分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够以较高收率制得纯度较高的聚甘油-10的制备方法及其制得的聚甘油-10。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种聚甘油-10的制备方法，该方法包括：

(1)在酸催化剂存在下，将甘油和缩水甘油进行聚合反应，得到聚甘油粗产品，

(2)将所述聚合反应的产物进行中和，并采用分子蒸馏设备将中和后的产物进行蒸馏，所得重组分即为聚甘油-10；

其中，所述分子蒸馏设备设置的重组分的冷凝面为85℃以上，轻组分的冷凝面为65-90℃，且重组分的冷凝面高于轻组分的冷凝面。

本发明第二方面提供由上述方法制得的聚甘油-10。

本发明的方法，借助分子蒸馏的手段，以较高收率制得纯度较高的聚甘油-10产品，其利于工业化生产。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明一方面提供一种聚甘油-10的制备方法，该方法包括：

(1)在酸催化剂存在下，将甘油和缩水甘油进行聚合反应，得到聚甘油粗产品，

(2)将所述聚合反应的产物进行中和，并采用分子蒸馏设备将中和后的产物进行蒸馏，所得重组分即为聚甘油-10；

其中，所述分子蒸馏设备设置的重组分的冷凝面为85℃以上，轻组分的冷凝面为65-90℃，且重组分的冷凝面高于轻组分的冷凝面。

根据本发明，聚甘油-10表示的是平均聚合度为10左右的聚甘油产品。

根据本发明，步骤(1)中，缩水甘油又可以称为环氧丙醇，其结构为本发明中，甘油和缩水甘油的用量配比可以在较宽范围内变动，为了获得平均聚合度更为接近10的产品，优选地，甘油和缩水甘油的摩尔比为1：6-7，例如为1：6-6.5。

根据本发明，所述酸催化剂优选采用磷酸系催化剂，更优选为磷酸、偏磷酸、焦磷酸和三磷酸中的一种或多种。

优选地，以甘油和缩水甘油的总重量为基准，所述酸催化剂的用量为0.5-5重量％，优选为0.8-1.5重量％。

根据本发明，通过甘油和缩水甘油的脱水缩合即可获得聚甘油，其中，所述聚合反应的条件优选包括：温度为90-150℃，时间为1-5h。更优选地，所述聚合反应的条件包括：温度为100-130℃，时间为2-3h。

根据本发明，步骤(1)优选包括先将甘油和酸催化剂在90-150℃(优选100-130℃)下混合5-20min(优选5-10min)，而后引入缩水甘油再进行所述聚合反应。通过将甘油和酸催化剂先加热混合，而后再引入缩水甘油的方式，能够获得聚合度更为接近10的产品。