专利名称：一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法，属有机化学中非离子表面活性剂的合成技术领域。
背景技术：
聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯属多元醇型非离子表面活性剂，是一种优质高效的乳化齐U，有很好的乳化、分散及稳定作用。甘油具有良好的柔软、乳化、润滑、抗雾、抗静电和加溶性，毒性低，对皮肤刺激性小，易降解等特性，在食品、医药、化妆品和金属加工等领域具有广泛的用途。特别是本产品是一种无色(或微黄色)无味高亲水性的食品乳化剂，它既有很好的亲水亲油性能、又有耐酸能力，随着环氧乙烷化的提高，HLB值可达到较高的水平。由于它的中碳结构，更能体现这一产品与其他产品的相容性和乳化稳定性，所以该产品的应·用必然是很有前途的，在食品、医药、化妆品和金属加工等领域具有广泛的用途。本产品在食品加工中可以代替吐温系列产品，是一种新型乳化剂。环氧乙烷的缩合数不能大于20，太高的话亲油性体现不出。有报道用碱做催化剂生产甘油单辛癸酸酯的粗品，碱做催化剂生产的酯化产品颜色很深；用溶剂重结晶的方法提纯甘油单辛癸酸酯，工艺很麻烦，环境污染大。发明的内容本发明的目的在于提供了一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法，工艺合理，产品纯度高，具有较好使用性能的特点。为达到上述目的，本发明的技术方案是—种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法，包括如下步骤1)酯化反应以甘油和辛癸酸为原料，加入固体催化剂，氮气流的条件下分出酯化反应生成的水，升温至1500C - 180°C，保温3-6h，降至50-70°C ；2)提纯单辛癸酸酯；3)环氧乙烷缩合反应以提纯得到的单辛癸酸甘油酯为原料，加入碱性催化剂，氮气置换，升温到10(TC — 120 °C,20-40min后，缓慢通入环氧乙烷3_5h，加完熟化，降压降温脱气出料，得产品。所述甘油与辛癸酸的重量比为I :1. 60 — I. 85。所述酯化反应中的固体催化剂加入量为甘油与辛癸酸总重量的0. 01%-0. 08%。所述的固体催化剂采用氯化亚锡、氧化亚锡中的一种。所述的提纯单辛癸酸酯是使用旋转刮板薄膜蒸发器，单辛癸酸甘油酯的收集温度为 130-140°C，压力为 8-12Pa。所述甘油单辛癸酸酯与环氧乙烷的重量比为I :1-3. 0 ;所述环氧乙烷缩合反应中的碱性催化剂为单辛癸酸酯与环氧乙烷总重量的0. 1%-0. 5%。所述环氧乙烷缩合反应中的碱性催化剂为采用氢氧化钾、氢氧化钠中的一种。本发明的有益效果是通过使用本发明得到的一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法具有以下优点1、采用固体催化剂作用下的酯化反应，反应设备简单。2、本发明采用旋转刮板薄膜蒸发器比其他分离方法得到纯度更高的产品，操作方便。3、由本发明制得的聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯，具有亲水亲油基，具有优异的乳化性能，与其他产品有很好的相容性和乳化稳定性。4、本发明对环境几乎没有污染。
具体实施例方式实施例II)酯化反应在2L的烧瓶中按重量加入644克甘油，1036克辛癸酸，搅拌下加入0. 336克固体催化剂氯化亚锡，缓慢升温，氮气流的条件下及时分出酯化反应生成的水，升温至180°C的反应条件下，保温3. 0小时，后降温至60°C，放料，酸的转化率为99. 9 %。2)提纯单辛癸酸酯用旋转刮板薄膜蒸发器，收集温度为130°C，压力SPa的轻馏分700克左右单辛癸酸甘油酯，另一馏分为双辛癸酸甘油酯副产物。3)环氧乙烷缩合反应在2L的加成釜内加入400克单辛癸酸甘油酯，搅拌加入氢·氧化钾7. 6克，氮气置换三次后升温，温度到100°C，脱水30min后，温度调到100°C缓慢通入环氧乙烷1153克，时间5小时，加完熟化，等压力降到不能降为止，降温脱气出料，得产品聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯1555克。通过使用本实施例得到的一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法具有以下优点1、采用固体催化剂作用下的酯化反应，反应设备简单。2、本实施例采用旋转刮板薄膜蒸发器比其他分离方法得到纯度更高的产品，操作方便。3、由本实施例制得的聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯，具有亲水亲油基，具有优异的乳化性能，与其他产品有很好的相容性和乳化稳定性。4、本实施例对环境几乎没有污染。实施例2I)酯化反应在2L的烧瓶中按重量加入644克甘油，1085克辛癸酸，搅拌下加入0. 5187克固体催化剂氧化亚锡，缓慢升温，氮气流的条件下及时分出酯化反应生成的水，升温至150°C的反应条件下，保温6. 0小时，后降温至50°C，放料，酸的转化率为99. 8%。2)提纯单辛癸酸酯用旋转刮板薄膜蒸发器，收集温度为140°C，压力IOPa的轻馏分750克左右单辛癸酸甘油酯，另一馏分为双辛癸酸甘油酯副产物。3)环氧乙烷缩合反应在2L的加成釜内加入400克单辛癸酸甘油酯，搅拌加入氢氧化钠3. 6克，氮气置换三次后升温，温度到120°C，脱水40min后，温度调到120°C缓慢通入环氧乙烷776克，时间4. 5小时，加完熟化，等压力降到不能降为止，降温脱气出料，得产品聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯1175克。通过使用本实施例得到的一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法具有以下优点1、采用固体催化剂作用下的酯化反应，反应设备简单。2、本实施例采用旋转刮板薄膜蒸发器比其他分离方法得到纯度更高的产品，操作方便。3、由本实施例制得的聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯，具有亲水亲油基，具有优异的乳化性能，与其他产品有很好的相容性和乳化稳定性。4、本实施例对环境几乎没有污染。实施例3I)酯化反应在2L的烧瓶中按重量加入644克甘油，1141克辛癸酸，搅拌下加入0. 7140克固体催化剂氯化亚锡，缓慢升温，氮气流的条件下及时分出酯化反应生成的水，升温至160°C的反应条件下，保温5. 0小时，后降温至70°C，放料，酸的转化率为99. 99%。2)提纯单辛癸酸酯用旋转刮板薄膜蒸发器，收集温度为135°C，压力12Pa的轻馏分790克左右单辛癸酸甘油酯，另一馏分为双辛癸酸甘油酯副产物。3)环氧乙烷缩合反应在2L的加成釜内加入400克单辛癸酸甘油酯，搅拌加入氢氧化钠2. 4克，氮气置换三次后升温，温度到110°C，脱水20min后，温度调到110°C缓慢通入环氧乙烷400克，时间3小时，加完熟化，等压力降到不能降为止，降温脱气出料，得产品聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯795克。通过使用本实施例得到的一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法具有以下优点1、采用固体催化剂作用下的酯化反应，反应设备简单。2、本实施例采用旋转刮板薄膜蒸发器比其他分离方法得到纯度更高的产品，操作方便。3、由本实施例制得的聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯，具有亲水亲油基，具有优异的乳化性能，与其他产品有很好的相容性和乳化稳定性。4、本实施例对环境几乎没有污染。实施例4I)酯化反应在2L的烧瓶中按重量加入644克甘油，1190克辛癸酸，搅拌下加入·0. 9170克固体催化剂氧化亚锡，缓慢升温，氮气流的条件下及时分出酯化反应生成的水，升温至170°C的反应条件下，保温4. 0小时，后降温至60°C，放料，酸的转化率为99. 8%。2)提纯单辛癸酸酯用旋转刮板薄膜蒸发器，收集温度为130°C，压力IOPa的轻馏分780克左右单辛癸酸甘油酯，另一馏分为双辛癸酸甘油酯副产物。3)环氧乙烷缩合反应在2L的加成釜内加入400克单辛癸酸甘油酯，搅拌加入氢氧化钾3. I克，氮气置换三次后升温，温度到100°C，脱水30min后，温度调到100°C缓慢通入环氧乙烷620克，时间4小时，加完熟化，等压力降到不能降为止，降温脱气出料，得产品聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯1015克。通过使用本实施例得到的一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法具有以下优点1、采用固体催化剂作用下的酯化反应，反应设备简单。2、本实施例采用旋转刮板薄膜蒸发器比其他分离方法得到纯度更高的产品，操作方便。3、由本实施例制得的聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯，具有亲水亲油基，具有优异的乳化性能，与其他产品有很好的相容性和乳化稳定性。4、本实施例对环境几乎没有污染。上述实施例中其酯化反应方程式为
CH2-OHCH2-OH CH1OOCR
IKOH II &
CH -OH + RCOOH - CH-OH +(^H-OH + H2O
CH2-OHCH2OOCR CH2OOCRR 为(CH2)6CH3 或(CH2)8CH3上述实施例中其环氧乙烷缩合反应方程式为
CH2-OHCH,- (OCH2-CH2)mOH
IKOH 丨-
CH-OH + (n+m)H2C、一,CH2 -^ (pH -(OCH2-CH2)nOH
CH2OOCR0CH2OOCRR为y
O ハ Tハ TT . TTTSTT^8 /Stt^NSt 9 /Stt^N··
权利要求
1.一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法，其特征在于包括如下步骤1)酯化反应以甘油和辛癸酸为原料，加入固体催化剂，氮气流的条件下分出酯化反应生成的水，升温至150°C — 180°C，保温3-6h，降至50-70°C ;2)提纯单辛癸酸酯；3)环氧乙烷缩合反应以提纯得到的单辛癸酸甘油酯为原料，加入碱性催化剂，氮气置换，升温到100°C — 120°C,20-40min后，缓慢通入环氧乙烷3_5h，加完熟化，降压、降温脱气出料，得产品。
2.根据权利要求I所述的一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法，其特征在于所述甘油与辛癸酸的重量比为I :1. 60 - I. 85。
3.根据权利要求I所述的一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法，其特征在于所述酯化反应中的固体催化剂加入量为甘油与辛癸酸总重量的0. 01%-0. 08%。
4.根据权利要求I或权利要求3所述的一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法，其特征在于所述的固体催化剂采用氯化亚锡、氧化亚锡中的一种。
5.根据权利要求I所述的一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法，其特征在于所述的提纯单辛癸酸酯是使用旋转刮板薄膜蒸发器，单辛癸酸甘油酯的收集温度为130-140°C，压力为 8-12Pa。
6.根据权利要求I所述的一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法，其特征在于所述甘油单辛癸酸酯与环氧乙烷的重量比为I :1-3.0 ;所述环氧乙烷缩合反应中的碱性催化剂为单辛癸酸酯与环氧乙烷总重量的0. 1%-0. 5%。
7.根据权利要求I或权利要求6所述的一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法，其特征在于所述环氧乙烷缩合反应中的碱性催化剂为采用氢氧化钾、氢氧化钠中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种聚氧乙烯单辛癸酸甘油酯的制备方法，包括如下步骤1)酯化反应以甘油和辛癸酸为原料，加入固体催化剂，氮气流下分出水，升温至150℃－180℃，保温3-6h，降至50-70℃；2)提纯单辛癸酸酯；3)环氧乙烷缩合反应以提纯得到的单辛癸酸甘油酯为原料，加入碱性催化剂，氮气置换，升温到100℃－120℃，20-40min后，缓慢通入环氧乙烷3-5h，加完熟化，降压、降温脱气出料，得产品。本发明具有工艺合理，产品纯度高，有较好使用性能的特点。
文档编号C07C67/29GK102786679SQ201210283149
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者万庆梅, 刘志湘, 王胜利, 金一丰 申请人:浙江皇马化工集团有限公司