[发明专利]一种单脂肪酸寡糖酯的催化选择合成方法

说明书

本发明公开了一种单脂肪酸寡糖酯的催化选择合成方法。包括以下步骤：在反应溶剂中，加入寡糖、脂肪酸或脂肪酸酯、介孔催化剂混合反应；再过滤、浓缩、重结晶、干燥后得到单脂肪酸寡糖酯。采用的多相限域催化选择转化策略，通过调节适量的酸性或碱性以及精准控制孔道结构与单脂肪酸寡糖酯结构匹配，直接合成系列单脂肪酸寡糖酯，纯度和收率高；反应过程高效、清洁，精制纯化过程操作简便、节能环保，介孔催化剂可循环使用且性能保持，适合规模化生产，避免了有机(金属)催化的毒性残留风险和生物酶催化的高成本。

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，特别涉及一种单脂肪酸寡糖酯的催化选择合成方法。

背景技术

单脂肪酸寡糖酯是一类生物基功能化学品，具有优异表面活性、抗菌抗炎等生物活性，且无毒、易生物降解，可应用于食品、化妆品、医药、生态农业等产业领域。由于寡糖分子结构中含有多个活性相似的羟基基团，传统酸碱催化合成得到单脂肪酸寡糖酯、二脂肪酸寡糖酯、多脂肪酸寡糖酯等糖酯混合物，需要经过多步精制纯化过程才能提高混合物中单酯含量，实际生产上尚未实现选择酯化直接合成单酯产品。科学研究上，单脂肪酸寡糖酯的控制合成方法主要包括有机催化法和酶催化法，分别采用保护-去保护、有机(金属)催化以及脂肪酶、蛋白酶等方法。

如，Barros等基于Mitsunobu反应，加入等当量的蔗糖、脂肪酸、三苯基膦(PPh₃)试剂、偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD)试剂，合成了6-O-单脂肪酸蔗糖酯和6’-O-单脂肪酸蔗糖酯；Vlahov等采用当量的二丁基氧化锡做活化试剂，与蔗糖反应形成甲锡亚基缩醛中间体，然后在无水N,N-二甲基甲酰胺中，与脂肪酸酐反应选择性合成6-O-单脂肪酸蔗糖酯，选择性大于95％；Ferrer等采用硅胶固定H.Lanuginosa脂肪酶，催化蔗糖与脂肪酸酯化合成了6-O-单脂肪酸蔗糖酯。

然而，单脂肪酸寡糖酯的有机催化合成方法存在大量使用有机试剂，金属络合物对环境敏感，实验操作要求高以及产物分离困难等问题；酶催化合成法则存在酶制剂对溶剂、反应物耐受性和稳定性差且成本较高等问题。

根据现有问题，研究一种清洁、高效地合成单脂肪酸寡糖酯的催化选择合成方法成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：解决上述现有技术存在的问题，提供一种单脂肪酸寡糖酯的催化选择合成方法，清洁、高效地合成单脂肪酸寡糖酯。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种多相限域催化选择合成单脂肪酸寡糖酯的策略，通过调节适量的酸性或碱性以及精准控制孔道结构与单脂肪酸寡糖酯结构匹配，使寡糖与脂肪酸(或酯)在介孔催化剂窄分布的孔道内酯化(或酯交换)反应生成单脂肪酸寡糖酯，生成的单脂肪酸寡糖酯通过传质离开孔道进入溶剂本体，在溶剂中由于其表面活性发生分子定向排列形成胶束或“舒张”引起分子动力学尺寸略微增大，使其再难以进入孔道内发生反应，从而制得高收率、高纯度单脂肪酸寡糖酯。

现有报道少有针对单脂肪酸寡糖酯选择合成的介孔催化技术公开，部分使用酸碱修饰的MCM-41、SBA-15等作为介孔催化剂，其最可几孔径和单脂肪酸寡糖酯匹配度较差，且孔径分布范围相对较大，由于寡糖分子结构多羟基活性相似的本质特征，反应过程中催化剂过大的孔道反应空间使寡糖或单脂肪酸寡糖酯容易生成二脂肪酸寡糖酯甚至多脂肪酸寡糖酯，难以做到对单脂肪酸寡糖酯的高效选择合成。

采取的具体技术方案是：

本发明第一方面，提供了一种单脂肪酸寡糖酯的催化选择合成方法。根据本发明的实施例，所述方法包括以下步骤：

在介孔催化剂下，将寡糖与脂肪酸或脂肪酸酯混合进行反应，得到单脂肪酸寡糖酯；

所述介孔催化剂选自介孔催化剂MBC-01、介孔催化剂MBC-02、介孔催化剂MBC-03的至少一种。

根据本发明的实施例，在80～120℃、0.1～100KPa条件下混合反应。