[发明专利]纯化脱水山梨糖醇脂肪酸酯乳化剂的方法

说明书

本发明涉及己糖醇酐的脂肪酸酯(即己糖醇的内单醚的脂肪酸酯；己糖醇是脂肪族直链六碳六元醇)的组合物。此组合物实质上无未酯化的多醇。尤其是本发明涉及脱水山梨糖醇(即山梨糖醇的内单醚)的脂肪酸酯组合物。进一步，本发明涉及从由己糖醇酐脂肪酸酯和未酯化的多醇组成的组合物中除去未酯化多醇的提纯方法。

己糖醇酐的脂肪酸酯的组合物，(为引用方便起见，此后称为脱水山梨糖醇(脂肪酸)酯)在许多领域具有广泛的用途，如用作形成水在油中和油在水中乳液的乳化剂。它们可在市场上方便地得到，例如，SPAN(注册商标)乳化剂和ALKAMUL(注册商标)脱水山梨糖醇酯。

美国专利2,322,820号讨论了脱水山梨糖醇酯的制造方法。一般而言，为制取脱水山梨糖醇(己糖醇酐)脂肪酸酯，在温度高于约200℃和在惰性气体流和酸或碱催化剂存在下，使山梨糖醇(或一类似的己糖醇)和一种或多种脂肪酸进行反应。产物为脱水山梨糖醇单一、二-、三-和四-酯的混合物。还产生杂质，如脱水山梨糖醇分子自缩合形成的未酯化多醇(此后称作多醇)、未反应的脱水山梨糖醇和山梨糖醇酐(山梨糖醇的内二醚，属于己糖二酐)。工业产品脱水山梨糖醇酯中也含这些杂质。因此，在美国专利2,322,820号中实施例1中提到的洗涤工序显然受到熟悉此技术人的忽视。

已经发现，在乳化过程中，这些多醇杂质常形成不需要的淤渣。因此，为避免形成淤渣，希望脱水山梨糖醇不含这些多醇杂质。

因此，本发明的目的是提供脂肪酸己糖醇酐酯，特别是实质上不含未酯化多醇的脱水山梨糖醇酯的组合物，以及一种对含未酯化多醇杂质的脂肪酸己糖醇酐(脱水山梨糖醇)酯的提纯方法。而且，这些提纯方法应足以将脱水山梨糖醇中的极为相似的杂质选择地加以分离。

因此，本发明提供己糖醇酐的脂肪酸酯和未酯化多醇的组合物，其中，未酯化多醇的含量在6.59％重量-0.05％重量范围内，优选是在3.14-0.19％重量范围内。另外，本发明还提供一种从己糖醇酐脂肪酸酯和未酯化多醇组成的组合物中去除未酯化多醇的提纯方法。此法包括以下步骤：

a)将所说的组合物溶解在含至少一种烃和至少一种极性有机溶剂的溶液中，以得到所说的组合物的有机溶液。

b)在足以有效提取所说的未酯化多醇的条件下，将所说的有机溶液同至少一种金属盐的水溶液混合或使之接触；和

c)从水溶液中分离所说的有机溶液，随之可任意地回收已提纯的己糖醇酐脂肪酸酯。

适宜的烃是为惰性取代基任意取代的C_5-20直链或支链烷烃、C_5-20环烷烃和C_6-20芳烃。惰性取代基是指既不同多醇也不同脱水山梨糖醇酯反应的取代基，如烷基和卤素。这些烃的实施例包括戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十六烷、环己烷、甲苯、乙苯和石油醚。优选的烃是戊烷类、己烷类、环己烷和石油醚。

适宜的极性有机溶剂包括含氧的烃；如直链、支链、环或芳香C₁-C₁₁醇、醛、酮、酯和醚；和具有对其共轭酸的pKa值小于10优选为小于8的含氮碱。这些醇的实施例包括甲醇、乙醇、正-丙醇、丁醇、戊醇、己醇、环己醇、苄醇和癸醇。这些醛的实施例包括甲醛、乙醛和苯甲醛。这些酮的实施例包括丙酮、甲乙酮、甲戊酮和二乙酮。这些酯的实施例包括醋酸乙酯、异丁酸甲酯和丙烯酸2-乙基己酯。这些醚的实施例包括二乙醚、二噁烷和四氢呋喃。这些含氮碱的实施例包括乙腈、苯胺、烯丙基酰胺和吡啶。其它的适宜的极性有机溶剂包括不会同多醇或脱水山梨糖醇酯发生反应的惰性含硫溶剂，如二甲基亚砜和环丁砜。C₁-C₅醇，特别是异丙醇是优选的，因为它可方便地被除去以及脱水山梨糖醇酯易溶于其中。

首先将含杂质(含多醇)的脱水山梨糖醇酯溶于一种烃和一种极性有机溶剂组成的溶液中，得到脱水山梨糖醇酯溶液(此后称为有机溶液)。优选的是烃类低沸点溶剂和碳原子数少于的极性有机溶剂，因为在处理后容易将其除去。优选地含烃和极性有机溶剂的有机溶液中，烃和极性有机溶剂的比值优选范围为约1/1000-约5∶1，更优选的是约1/100-约3∶1，最为优选的是约1∶10-2∶1。