[發明專利]微波合成麥芽糖脂肪酸酯的方法

無效

• 申請號: 200810154741.X
• 申請日: 2008-12-31
• 公開（公告）號: CN101450957A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 孫平;楊俊霞;卜慶珍;高潔;張津鳳
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C07H13/06
• 分類號: C07H13/06
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 侯 力

【技術領域】：本發明屬于精細化工技術領域，具體涉及一種由麥芽糖與脂肪酸縮合制備麥芽糖脂肪酸酯的新方法。

【背景技術】：

麥芽糖脂肪酸酯是由麥芽糖與脂肪酸經過酯化而成的一類高效乳化劑，因麥芽糖是由淀粉經淀粉酶催化水解得到，所以麥芽糖脂肪酸酯又被稱作為淀粉糖脂肪酸酯。其屬于多元醇酯類化合物，以麥芽糖分子中的游離羥基為親水基，脂肪酸為親油基，由此形成一種具有特殊性能的表面活性劑。由于其原料來源廣泛，性能優越，故麥芽糖脂肪酸酯被認為是一類有待開發的新型非離子型食品乳化劑。由于脂肪酸酯具有良好的乳化性而被廣泛用于食品業(如焙烤食品、飲料、香料、咖啡伴侶、奶制品、點心和肉制品等)化妝品業(如香皂、洗面奶等)和洗滌業。目前作為脂肪酸低聚糖酯類的乳化劑國內外僅有蔗糖脂肪酸酯一種在唱獨角，對于麥芽糖脂肪酸酯僅在國外有學術報道，至今尚無產品上市。近年來，美國、加拿大的科學家又通過實驗研究，發現麥芽糖脂肪酸酯還具有抑制腫瘤細胞的作用，并在治療癌癥、提高機體免疫力方面有獨特的效果(CA1120399；US6525044；US5550225)。由此看來，麥芽糖脂肪酸酯不論作為食品、藥品、日化品的乳化劑還是作為藥物制劑，都具有很大的實用潛能，其合成與使用也將會引起更大的關注。目前，生產麥芽糖酯的傳統合成方法是用油浴合成的，此方法不僅所需反應時間長，而且產品的色澤較深一般為黃色或棕黃色。

微波對化學反應的促進作用也正越來越受到人們的關注，利用微波的熱效應和電磁效應可顯著的提高化學反應的速率和改變反應機制，在有機合成中得到了廣泛應用。在電磁波的作用下，帶電粒子的轉動或移動速度很快，可促進單體或反應液快速升溫，且加熱均勻，避免了傳統加熱方式加熱速度慢、受熱不均勻等缺點。微波的使用大大縮短了反應時間，產品的色澤也有顯著的改善。

【發明內容】：本發明目的是克服現有技術存在的上述不足，提供一種微波合成麥芽糖脂肪酸酯的新方法。

本發明提供的麥芽糖脂肪酸酯的合成方法是將麥芽糖漿與脂肪酸酯在堿性催化劑存在下，微波進行酯交換，最終生成相應的麥芽糖脂肪酸酯，包括：

1)、稱取50～150重量單位質量分數為60％～100％的麥芽糖漿，與相對于脂肪酸酯的質量分數為15％～35％的脂肪酸皂類物質以及反應溶劑混合，使其溶為均相液體，然后再加入16～150重量單位的脂肪酸酯，搖晃成乳狀液，再加入相對于脂肪酸酯的質量分數為6％～21％的催化劑置于帶有攪拌器的微波反應器中反應10～30min結束，微波功率為150W～400W。

2)、粗產品冷卻至100℃以下，調酸為pH3～5，去除水層后再加入與剩余物等體積的質量分數為15％的鈉鹽溶液后攪拌抽濾。

3)、再用1～3倍體積的丁酮和水混合溶劑侵洗抽濾所得物，然后蒸去丁酮得到麥芽糖脂肪酸酯。

1)步中的脂肪酸酯可以是硬脂酸乙酯或硬脂酸甲酯，或軟脂酸乙酯或軟脂酸甲酯，及其他碳數為12～24的脂肪酸乙酯或甲酯。

本發明提供的麥芽糖脂肪酸酯的合成是麥芽糖(M-OH)在堿性條件下與脂肪酸酯(R-COOR’)進行酯交換，最終生成相應的麥芽糖脂肪酸酯。反應式如：

實驗中先把麥芽糖漿，乳化劑，丙二醇加入反應器中，使其溶為均相液體，再加脂肪酸酯，搖晃成乳狀液，再加催化劑置于帶有攪拌器的微波反應器中反應一定時間結束。粗產品冷卻至100℃以下，經過調酸，鹽水洗滌，有機溶劑萃取后干燥得到麥芽糖硬脂酸酯產品。整個制備過程可參照以硬脂酸乙酯體系為例的制備流程圖。

麥芽糖酯的酯交換反應中使用的催化劑可以選擇氫氧化鈉或氫氧化鉀、醇鈉、醇鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、氧化鈣、氧化鎂等物質，實驗中發現含醇鈉或醇鉀的反應體系不僅產率高，而且催化效果好，但是醇鈉或醇鉀的成本高，所以實驗中為了節約成本一般選用碳酸鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀等其他堿性物質。

粗產品調酸可以防止麥芽糖脂肪酸酯在堿性條件下水解，可選用的酸有檸檬酸和醋酸，但是檸檬酸溶液酸性弱，pH易于控制，不像醋酸那樣容易揮發，并且食品應用中允許一定的檸檬酸殘留。

萃取劑在選擇丁酮或丁醇、戊醇、以及有機酯類溶劑時，選擇單一的溶劑效果不是很好，選用丁酮和水效果比較好。

反應時間影響酯交換反應的轉化率以及麥芽糖酯的產率，實驗中發現，麥芽糖脂酸酯產率開始時隨反應時間的延長而升高，但到一定時間后反而下降。反應時間過長，會使產品顏色變深。

麥芽糖脂酸酯開始時隨微波功率的增大而升高，但到一定功率后反而有所下降。反應功率過大，也會使產品顏色加深。