[發明專利]一種離子液體催化合成甘油單酯的方法

無效

• 申請號: 201410332575.3
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104152276A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 丁峰;姚志龍;丁浩;李學兵;劉想;張慧財;孫彥松;周增位;甄海超;王建龍;韓換堂;劉龍;李翠紅;趙樂
• 申請（專利權）人: 石家莊新泰特種油有限公司
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 陸林生

技術領域

本發明涉及有機合成技術領域，尤其是甘油單酯的合成。

背景技術

甘油單酯分子結構中具有親水基和親油基，它的親水親油平衡值(HLB)為3.8～4.0，是一種優良的非離子表面活性劑，具有乳化、分散、穩定、起泡、淀粉抗老化及控制脂肪凝聚等作用。

甘油單酯在工業上用途廣泛，大量用作食品、化妝品乳化劑和聚合物添加劑。甘油單酯由于它在PVC中的溶解性能極好，在PVC加工中作內潤滑劑。甘油單硬脂酸酯還可用作聚乙烯、聚丙烯、泡沫聚苯乙烯的抗靜電劑。

目前甘油單酯工業上主要是采用硬化油與甘油的酯交換法生產，工業產品一般不是純的單酯，而是含質量分數分別為40%～48%、30%～40和5%～10%的單酯、二酯和三酯，還有少量脂肪酸和甘油的混合物，質量分數為90%以上的甘油單酯(高濃度甘油單酯)需由這些混合物經分子蒸餾而得，成本和售價都比相應的工業產品貴得多。

文獻曾報道由縮水甘油脂肪酸一步定位酯化反應生成單甘酯，具體是用等量的硬脂酸與縮水甘油，以甲苯作溶劑，氫氧化鈉作催化劑，在160℃加壓反應30min，收率為63%，單甘酯純度為95.7%，該方法不僅使用有毒溶劑、液堿催化劑，對環境存在危害，而且因縮水甘油來源問題限制了工業化生產；國外一些研究機構開展以酶定向水解制高含量的單甘酯，以脂肪酶為催化劑，溫度在40℃左右反應4h，可以得到單酯含量為30%左右的產品，進行適當的后處理，除去脂肪酸，就可得到高純度的單甘酯，此法在較低溫度下進行制備甘油酯，但由于脂肪酶價格過高，不易得到，且酶較易失活，限制器工業化應用；另外還有采用硼酸絡合甘油分子上的兩個羥基，然后與硬脂肪酸定位酯化。甘油與硼酸等摩爾比于100℃反應2.5h，得微黃透明玻璃狀配合物，然后將硬脂酸與配合物以1∶3的摩爾比混合，在240℃反應1h，可得單酯含量為98.5%、產率達87.4%的甘油單硬脂酸酯，該法不僅酯化反應溫度較高而且需經過濾、水洗、干燥、濃縮、結晶等后處理才能得到高純度單甘酯，過程復雜、流程長，而且產生大量廢水和廢渣。

中國專利CN103173254A公開了一種超低硫柴油潤滑性能改進劑及其制備方法，采用酸性離子液體作為催化劑，但是反應需要脫水并且能耗高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種離子液體催化合成甘油單酯的方法，本發明方法生產成本低，不使用有毒反應物和溶劑，反應條件簡單溫和，適宜工業應用，流程短，生產過程清潔不產生廢水廢渣，是一種綠色甘油單酯生產工藝。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種離子液體催化合成甘油單酯的方法，以甘油和甘油三酯為原料，在堿性離子液體催化作用下發生酯交換反應生成甘油單酯。

堿性離子液體的陽離子為烷基咪唑，陰離子為氫氧根、二氰氨根或乙酸根。

甘油與甘油三酯的摩爾比為2～4:1。

堿性離子液體的質量為甘油和甘油三酯質量總和的5～15%。

反應溫度為80～120℃，壓力為常壓，反應時間為1～3小時。

反應完成后將反應產物、剩余反應物及堿性離子液體使用溶劑分層分離，溶劑為正己烷、正辛烷或正葵烷，溶劑用量為反應產物甘油單酯混合物質量的20～40%。

本發明以甘油和甘油三酸酯為原料，在堿性離子液體催化劑作用下發生酯交換化反應，反應產物加入非極性溶劑，使目標產物甘油單酯與甘油以及離子液體催化劑分離，含溶劑的甘油單酯經分離溶劑后得到高濃度產品，溶劑循環使用；離子液體與過量甘油循環使用，生產工藝條件緩和、無任何廢棄物排放，是一種綠色甘油單酯生產工藝。?

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明方法生產成本低，不使用有毒反應物和溶劑，反應條件簡單溫和，適宜工業應用，流程短，生產過程清潔不產生廢水廢渣，環境友好，是一種綠色甘油單酯生產工藝；

以高選擇性的堿性離子液體催化合成甘油單酯，所得甘油三酸酯的純度高；

并利用甘油單酯與甘油極性的差別，分離甘油單酯，回收離子液體催化劑，循環使用，實現高純度甘油單酯生產。

未反應的甘油、催化劑離子液體混合物可以循環使用。

具體實施方式

實施例1