[發(fā)明專利]一種制備蔗糖脂肪酸酯的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210173188.0
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102850413A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李為民;陸朝陽;陳建海;邱玉華;任慶功;郭登峰;姚超
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C07H13/06
• 分類號: C07H13/06;C07H1/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種季銨鹽或季鏻鹽類、聚乙二醇類、冠醚類的三相相轉(zhuǎn)移催化劑（P-PTC）催化蔗糖和脂肪酸酯制備蔗糖脂肪酸酯的方法，屬于催化技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

蔗糖脂肪酸酯簡稱蔗糖酯（SE），按照美國FDA-CFRNo.172，859食品條例，它是由正羧酸與蔗糖反應(yīng)生成的一系列有機(jī)化合物的總稱；作為以天然可再生資源為原料生產(chǎn)的蔗糖脂肪酸酯，完全符合綠色化學(xué)的發(fā)展趨勢，是一個性能優(yōu)良的綠色表面活性劑。而蔗糖多酯可以代替脂肪，用于食品加工業(yè)，它不具有能量或者能量低，具有脂肪基本相同的理化性質(zhì)，適應(yīng)現(xiàn)代食品加工注重低能量、低脂肪的發(fā)展，對人體無不良副作用。?

Feuge等提出了一種蔗糖酯無溶劑合成的方法（Preparation?of?sucrose?esters?by?intersterifieation，J?Am?Oil?Chem?Soc，1970）。根據(jù)這種方法，蔗糖必須在熔融狀態(tài)下與脂肪酸酯發(fā)生酯交換反應(yīng)，因此反應(yīng)要在170～190℃溫度下進(jìn)行。在如此高的溫度下，蔗糖很不穩(wěn)定，極易焦化結(jié)塊，反應(yīng)通常在2～20分鐘就不得不停止。?

Galleymore等提出了一種改進(jìn)的方法（US：4298730）。他們發(fā)現(xiàn)，如果向起始物料中加入一定量的脂肪酸皂，反應(yīng)時間會大幅度縮短。雖然該法也是在常壓、110-140℃和無溶劑條件下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，并且反應(yīng)時間比較短，但通常需加入占總物料重25-30%的脂肪酸皂。這不僅增加了原料成本，而且增大了精制難度，最終造成產(chǎn)品成本過高。另外，產(chǎn)率過低及產(chǎn)品中單酯含量過少，都在某種程度上限制了這種方法在工業(yè)上的應(yīng)用。?

汪光武等首次使用了相轉(zhuǎn)移催化劑PTC，通過使用混合醇溶解蔗糖后與棕櫚酸甲酯反應(yīng)，最終蔗糖酯產(chǎn)率在88%左右（相轉(zhuǎn)移催化合成蔗糖酯(III)-蔗糖棕?cái)R酸酯的合成，華僑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1994）；corrigan等提出了相轉(zhuǎn)移催化無溶劑合成這個概念（US：5840703）；具體是，整個反應(yīng)體系由蔗糖、脂肪酸甲酯、堿引發(fā)劑和相轉(zhuǎn)移催化劑組成，不添加任何乳化劑，反應(yīng)在110℃下進(jìn)行，所需的相轉(zhuǎn)移催化劑是季銨鹽、冠醚和聚乙烯醇等。這些相轉(zhuǎn)移催化劑（PTC）?催化反應(yīng)的產(chǎn)率高達(dá)80%以上，但產(chǎn)物中脂肪酸甲酯也高達(dá)20%左右，且這類相轉(zhuǎn)移催化劑也較難去除；產(chǎn)品純度很難達(dá)到食品級。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服上述無溶劑法合成蔗糖脂肪酸酯反應(yīng)中存在的皂用量大、成本高、相轉(zhuǎn)移催化劑難以除去等問題，而提供的一種新的制備蔗糖酯的方法。發(fā)明思想是在原有的無溶劑合成方法基礎(chǔ)上通過加入三相相轉(zhuǎn)移催化劑減少甚至不用乳化劑，在較為溫和的條件下合成蔗糖酯。?

催化酯交換反應(yīng)的通式：?

其中蔗糖的其他7個羥基都存在酯交換的可能。?

其中三相相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽與強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂鍵合，冠醚、聚乙二醇和季鏻鹽作為側(cè)鏈末端鍵合在聚苯乙烯大分子上等。?

本發(fā)明提出的一種制備蔗糖脂肪酸酯的方法，按如下步驟進(jìn)行：?

（1）以脂肪酸甲酯和蔗糖為原料，碳酸鉀為催化劑，硬脂酸鉀為乳化劑，加入三相相轉(zhuǎn)移催化劑，反應(yīng)溫度80~145℃，常壓或者減壓條件下合成蔗糖酯。?

（2）反應(yīng)2-10小時后停止，加入混合溶劑萃取，過濾洗滌得到相轉(zhuǎn)移催化劑，減壓脫溶后干燥得到蔗糖酯產(chǎn)品。?

其中步驟（1）所述的蔗糖和脂肪酸甲酯的摩爾比為1:1~14.?

其中步驟（1）所述的碳酸鉀用量為原料總質(zhì)量（蔗糖+脂肪酸酯的總質(zhì)量，下同）的0.5wt%~10wt%。?

其中步驟（1）所述的硬脂酸鉀用量為原料總質(zhì)量的0~20wt%。?

其中步驟（1）所述的三相相轉(zhuǎn)移催化劑的用量為原料總質(zhì)量的0.1wt%～10wt%。?

其中步驟（1）所述的三相相轉(zhuǎn)移催化劑為?

1.P-PTC#1?

季銨或鏻鹽類樹脂?

其中?表示聚苯乙烯和二乙烯苯類聚合物，A為氮或者磷，R為C₁~C₈的直鏈烷烴或者是苯環(huán)，X是氯、溴、碘或者C₂~C₂₂的脂肪酸離子；?

2.P-PTC#2?

聚乙二醇類樹脂?

其中?表示聚苯乙烯和二乙烯苯類聚合物，聚乙二醇的分子量為100~5000，R為H或者是C₁~C₂₀的烷烴；?

3.P-PTC#3?