[發(fā)明專利]一種單脂肪酸寡糖酯的催化選擇合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010013539.6
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111171088B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳佳志;麥裕良;陳曉填;李歡玲;王曦;余龍飛
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省石油與精細化工研究院
• 主分類號: C07H13/06
• 分類號: C07H13/06;C07H1/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 鄭瑩

本發(fā)明公開了一種單脂肪酸寡糖酯的催化選擇合成方法。包括以下步驟：在反應(yīng)溶劑中，加入寡糖、脂肪酸或脂肪酸酯、介孔催化劑混合反應(yīng)；再過濾、濃縮、重結(jié)晶、干燥后得到單脂肪酸寡糖酯。采用的多相限域催化選擇轉(zhuǎn)化策略，通過調(diào)節(jié)適量的酸性或堿性以及精準控制孔道結(jié)構(gòu)與單脂肪酸寡糖酯結(jié)構(gòu)匹配，直接合成系列單脂肪酸寡糖酯，純度和收率高；反應(yīng)過程高效、清潔，精制純化過程操作簡便、節(jié)能環(huán)保，介孔催化劑可循環(huán)使用且性能保持，適合規(guī)模化生產(chǎn)，避免了有機(金屬)催化的毒性殘留風(fēng)險和生物酶催化的高成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精細化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單脂肪酸寡糖酯的催化選擇合成方法。

背景技術(shù)

單脂肪酸寡糖酯是一類生物基功能化學(xué)品，具有優(yōu)異表面活性、抗菌抗炎等生物活性，且無毒、易生物降解，可應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)藥、生態(tài)農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。由于寡糖分子結(jié)構(gòu)中含有多個活性相似的羥基基團，傳統(tǒng)酸堿催化合成得到單脂肪酸寡糖酯、二脂肪酸寡糖酯、多脂肪酸寡糖酯等糖酯混合物，需要經(jīng)過多步精制純化過程才能提高混合物中單酯含量，實際生產(chǎn)上尚未實現(xiàn)選擇酯化直接合成單酯產(chǎn)品。科學(xué)研究上，單脂肪酸寡糖酯的控制合成方法主要包括有機催化法和酶催化法，分別采用保護-去保護、有機(金屬)催化以及脂肪酶、蛋白酶等方法。

如，Barros等基于Mitsunobu反應(yīng)，加入等當量的蔗糖、脂肪酸、三苯基膦(PPh₃)試劑、偶氮二甲酸二異丙酯(DIAD)試劑，合成了6-O-單脂肪酸蔗糖酯和6’-O-單脂肪酸蔗糖酯；Vlahov等采用當量的二丁基氧化錫做活化試劑，與蔗糖反應(yīng)形成甲錫亞基縮醛中間體，然后在無水N,N-二甲基甲酰胺中，與脂肪酸酐反應(yīng)選擇性合成6-O-單脂肪酸蔗糖酯，選擇性大于95％；Ferrer等采用硅膠固定H.Lanuginosa脂肪酶，催化蔗糖與脂肪酸酯化合成了6-O-單脂肪酸蔗糖酯。

然而，單脂肪酸寡糖酯的有機催化合成方法存在大量使用有機試劑，金屬絡(luò)合物對環(huán)境敏感，實驗操作要求高以及產(chǎn)物分離困難等問題；酶催化合成法則存在酶制劑對溶劑、反應(yīng)物耐受性和穩(wěn)定性差且成本較高等問題。

根據(jù)現(xiàn)有問題，研究一種清潔、高效地合成單脂肪酸寡糖酯的催化選擇合成方法成為亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種單脂肪酸寡糖酯的催化選擇合成方法，清潔、高效地合成單脂肪酸寡糖酯。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種多相限域催化選擇合成單脂肪酸寡糖酯的策略，通過調(diào)節(jié)適量的酸性或堿性以及精準控制孔道結(jié)構(gòu)與單脂肪酸寡糖酯結(jié)構(gòu)匹配，使寡糖與脂肪酸(或酯)在介孔催化劑窄分布的孔道內(nèi)酯化(或酯交換)反應(yīng)生成單脂肪酸寡糖酯，生成的單脂肪酸寡糖酯通過傳質(zhì)離開孔道進入溶劑本體，在溶劑中由于其表面活性發(fā)生分子定向排列形成膠束或“舒張”引起分子動力學(xué)尺寸略微增大，使其再難以進入孔道內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，從而制得高收率、高純度單脂肪酸寡糖酯。

現(xiàn)有報道少有針對單脂肪酸寡糖酯選擇合成的介孔催化技術(shù)公開，部分使用酸堿修飾的MCM-41、SBA-15等作為介孔催化劑，其最可幾孔徑和單脂肪酸寡糖酯匹配度較差，且孔徑分布范圍相對較大，由于寡糖分子結(jié)構(gòu)多羥基活性相似的本質(zhì)特征，反應(yīng)過程中催化劑過大的孔道反應(yīng)空間使寡糖或單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，難以做到對單脂肪酸寡糖酯的高效選擇合成。

采取的具體技術(shù)方案是：

本發(fā)明第一方面，提供了一種單脂肪酸寡糖酯的催化選擇合成方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述方法包括以下步驟：

在介孔催化劑下，將寡糖與脂肪酸或脂肪酸酯混合進行反應(yīng)，得到單脂肪酸寡糖酯；

所述介孔催化劑選自介孔催化劑MBC-01、介孔催化劑MBC-02、介孔催化劑MBC-03的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，在80～120℃、0.1～100KPa條件下混合反應(yīng)。