用直链或支链脂肪酸和衍生物官能化的糖的单体、低聚物和聚合物、其组合物和用途的制作方法

1.本发明涉及用直链或支链脂肪酸和衍生物官能化的糖的单体、低聚物和聚合物，包含它们的组合物及其用途。


背景技术：

2.已知结核硬脂酸(10-甲基硬脂酸)和相应的10-亚甲基生物前体，参见例如yuzuru akamatsu和john law，“enzymatic synthesis of 10-methylene stearic acid and tuberculostearic acid”，biochemical and biophysiscal research communications，第33卷，第1期，1968年10月10日，第172-176页。
3.尽管作者指出结核硬脂酸是来自分枝杆菌(mycobacterium)属的磷脂的主要成分，但是其与总脂质含量相关的低产率阻止了进一步的工业应用。最近，novogy,inc.能够将负责脂肪酸甲基化的基因序列插入并表达到解脂耶氏酵母(yarrowia lipolytica)中(shaw等，“10-甲基硬脂酸的异源生产”，wo 2018/057607)。
4.已知将脂肪酸作为酯官能化到糖、寡糖和多糖上用于各种用途，如食品中的乳化剂/表面活性剂、免疫调节剂、抗感染剂、增稠剂，钻井液组合物的成分，药物或兽医产品的配方成分。
5.这些已知的作为酯官能化到糖、寡糖和多糖上的脂肪酸通常具有共同的结构特征，例如直链的可选地不饱和的脂肪酸链。其物理性质通常通过改变糖和/或糖型以及脂肪酸链长度和不饱和数和位置来改变，例如从油酸改变为α-亚麻酸，其中不饱和数分别从(顺式-δ9)改变为(顺式，顺式，顺式，-δ9，-δ
12
，-δ
15
)，或从反油酸改变为异油酸，其中不饱和分别从反式-δ9移动至反式-δ
11
的位置。
6.类似地，作为通常通过硬脂酸在酸性沸石上的异构化获得的无规支化的c18饱和脂肪酸的混合物，异硬脂酸最近被官能化到简单或复杂的糖(如糊精)上，如ep2537865中所述。
7.虽然已经制备了多种糖的脂肪酯，但是仍然需要提供具有改性的药理学、物理和化学性质的不同产品。
8.然而，当需要改善如透明性等物理性质时，这些改性有时是不够的。


技术实现要素：

9.出乎意料地，已发现下述多元醇脂肪酯当与不同种类的油混合时适于提供透明组合物，所述多元醇脂肪酯包含：(i)选自作为带有10-甲基或10-亚甲基支链取代基的直链c14、c16、c18或c20脂质羧基的支链脂肪部分或作为在7至10的位置上带有单不饱和的直链c14、c16、c18或c20脂质羧基的直链脂肪部分中的脂肪部分；(ii)具有至少一个羟基的多元醇部分，其为可选地呈二聚体、低聚物或聚合物形式的c5-c7碳水化合物，其中，所述二聚体、低聚物或聚合物中的各个多元醇部分相同或不同，其中，所述多元醇脂肪酯含有至少一
个如(i)所述的支链脂肪部分，所述支链脂肪部分通过酯键与如(ii)所述的多元醇部分的所述至少一个羟基连接。
10.那些多元醇脂肪酯适合于多种用途，特别是用于制备(a)润湿性改性组合物，(b)水包油或油包水乳液，(c)药物或兽药形式，(d)抗细菌剂、杀昆虫剂或抗真菌剂，(e)聚合物加工用添加剂，(f)食品添加剂，(g)用于哺乳类的重量控制的不可代谢的脂肪替代物，(h)纸加工用添加剂，(i)用于如抗原和抗体等蛋白质和免疫活性分子的生物技术加工和增溶的添加剂，(j)粘合剂组合物，(k)生物可降解聚合物，(l)油的凝胶化和(m)化妆品组合物。优选的应用是油的凝胶化。
具体实施方式
11.根据第一方面，本发明提供了一种多元醇脂肪酯，其包含：
12.(i)选自以下的脂肪部分：
13.支链脂肪部分，其为带有10-甲基或10-亚甲基支链取代基的直链c14、c16、c18或c20脂质羧基；或
14.直链脂肪部分，其为在7至10的位置上带有单不饱和的直链c14、c16、c18或c20脂质羧基，所述单不饱和优选处于z构型；
15.(ii)具有至少一个羟基的多元醇部分，其为可选地呈二聚体、低聚物或聚合物形式的c5-c7碳水化合物，其中，所述二聚体、低聚物或聚合物中的各个多元醇部分相同或不同，
16.其中，所述多元醇脂肪酯含有至少一个如(i)所述的支链脂肪部分，所述支链脂肪部分通过酯键与如(ii)所述的多元醇部分的所述至少一个羟基连接。
17.根据优选的实施方式，具有至少一个羟基的多元醇部分是具有可选地支化的聚合物链的糊精形式的c6碳水化合物的聚合物组合物，所述聚合物链包含超过50重量％的12至35个c6碳水化合物单体，其中，所述聚合物中的各个多元醇部分相同或不同。
18.已经发现，当与不同种类的油混合时，上述多元醇脂肪酯适于提供透明组合物。
19.此外，当与不同的烃、天然或合成油和脂肪混合时，这些多元醇脂肪酯在凝胶形成能力方面与现有技术多元醇脂肪酯表现类似。此外，当处于酯化到c5-c7碳水化合物单体或二聚体(所述单体或二聚体被完全酯化)上的支链脂肪部分的形式时，本发明的多元醇脂肪酯具有低倾点和低粘度，这两者在高性能润滑剂组合物中是特别期望的。
20.本发明的直链不饱和脂肪部分在7至10的位置包含一个不饱和。在本发明的含义内，位置#中的不饱和是指脂质羧基的第#个碳原子为不饱和碳。
21.优选地，单不饱和为z构型。已经发现，当直链脂肪部分具有z构型单不饱和时，所得多元醇脂肪酯的透明度性质得到改善。
22.优选地，如果直链脂肪部分是c14羧基，则不饱和在7位；如果直链脂肪部分是c16羧基，则不饱和在8位；如果直链脂肪部分是c18羧基，则不饱和在9位；并且如果直链脂肪部分是c20羧基，则不饱和在10位。
23.c18羧基类型的直链脂肪部分的实例是油酰基。
24.本发明的支链脂肪部分优选地选自10-甲基硬脂酰基、10-亚甲基硬脂酰基、10-甲基棕榈酰基、10-亚甲基棕榈酰基、10-甲基花生酰基、10-亚甲基花生酰基、10-甲基肉豆蔻
酰基或10-亚甲基肉豆蔻酰基以及它们的组合，优选10-甲基硬脂酰基、10-甲基棕榈酰基、10-甲基花生酰基或10-甲基肉豆蔻酰基以及它们的组合，更优选10-甲基硬脂酰基或10-甲基棕榈酰基以及它们的组合。
25.优选地，当选自10-甲基硬脂酰基、10-甲基棕榈酰基、10-甲基花生酰基和10-甲基肉豆蔻酰基时，支链脂肪部分选自(r)和(s)对映异构体，优选(r)对映异构体。
26.在与c5-c7碳水化合物反应并形成酯键之前，支链脂肪部分以(a)脂肪酸、(b)脂肪酸酰氯、(c)脂肪酯的形式存在，该脂肪酯优选用甲醇或乙醇、更优选甲醇酯化。脂肪酸酰氯(b)是特别优选的，并且当脂肪酸酰氯制备产生有色原料时，优选在与c5-c7碳水化合物反应之前通过在高真空(0.01至0.1pa)下蒸馏对其进行纯化。在这种情况下，蒸馏产物是无色的，除非酰氯含有发色团。
27.多元醇部分有利地为单体、二聚体、包含3至10个碳水化合物单体单元的低聚物或包含11至10000个碳水化合物单体单元的聚合物形式的c5或c6碳水化合物，其中，所述低聚物或聚合物可选地是支化或环化的。
28.c5或c6碳水化合物优选地选自：(i)葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖和它们的二聚体组合，例如优选蔗糖、麦芽糖、海藻糖和乳糖，(ii)它们的低聚物，例如α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精，(iii)它们的多糖形式的聚合物，例如优选纤维素、葡聚糖、糊精、直链淀粉、支链淀粉、甘露聚糖、普鲁兰多糖、阿糖基木聚糖、胼胝质、海带多糖、亮藻多糖、半乳甘露聚糖、瓜尔胶和(iv)它们的多糖形式的改性聚合物，选自甲壳素、壳聚糖、黄原胶、结冷胶和岩藻多糖。
29.在这方面，上述c5或c6碳水化合物有利地为(iii)具有可选地支化的聚合物链的糊精形式的其聚合物组合物，所述聚合物链包含超过50重量％的12至35个c6碳水化合物单体，优选15至30个c6碳水化合物单体，更优选17至23个c6碳水化合物单体。
30.在c5或c6碳水化合物是糊精的情况下，以每个葡萄糖单元计，糊精被支链脂肪部分取代的取代度高于2.70，优选高于3.00，更优选高于3.03，再更优选高于3.05，最优选为3.05至3.10。
31.当选择10-甲基硬脂酰基作为支链脂肪部分时，则多元醇部分优选为平均具有20个葡萄糖单元的糊精聚合物，并且糊精被支链脂肪部分取代的取代度为3.10。
32.当选择油酰基为直链脂肪部分时，则多元醇部分优选为平均具有20个葡萄糖单元的糊精聚合物，并且糊精被支链脂肪部分取代的取代度为3.10。
33.被10-甲基硬脂酰基部分完全酯化从而在糊精上没有游离羟基未被酯化的具有平均17至23个碳水化合物单体(此处葡萄糖是所述单体)的糊精特别优选用于制备烃、油和脂肪的凝胶。结果，糊精的取代度高于3.0，优选高于3.05。
34.根据本发明的第二方面，第一方面的任何实施方式的多元醇脂肪酯可以进一步包含以下的至少一种：
35.酯化至如(ii)所述的c5-c7碳水化合物的至少一个其他羟基上的
36.(i)直链或支链的饱和或不饱和的c2-c24脂质羧基，或
37.(ii)直链或支链的饱和或不饱和的c2-c24脂质羧基，其中至少一个碳原子取代有c1-c6烷氧基、c1-c6烷酰氧基、c1-c6烷基氨基或c1-c6二烷基氨基。
38.本发明第二方面的多元醇脂肪酯可具有以下具体特征，其中，c2-c24脂质羧基选
自乙酰基、丙酰基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基，并且c3-c24脂质羧基选自2-乙酰氧基丙酰基、2-甲氧基丙酰基、2-乙氧基丙酰基、2-乙酰氧基乙酰基、2-甲氧基乙酰基和2-乙氧基乙酰基。
39.无论本发明的多元醇脂肪酯到底是什么，理想的是，多元醇部分上存在的所有羟基都被酯化，特别是当期望强亲脂性时，用油制备多元醇脂肪酯凝胶时正是如此。
40.多元醇取代度等于或大于1.0酯/多元醇的本发明的多元醇脂肪酯(所述多元醇由1、2或3个c5-c7碳水化合物单元构成)适合以下用途：(i)如果hlb(亲水亲油平衡值)为1.5至3，则消泡，(ii)如果hlb为3至6，则为油包水乳化剂，(iii)如果hlb为7至9，则起泡，(iv)如果hlb为9至13，则为水包油乳化剂，(v)如果hlb为13至15，则为非离子表面活性剂，(vi)如果hlb为15至20，则为溶剂。hlb可以根据常规方法测量或计算。
41.根据第三方面，本发明提供了第一组合物，其包含至少0.1重量％且至多99.9重量％的本发明的第一或第二方面的任何实施方式的多元醇脂肪酯，并且还包含：(a)直链或支链c8-c20链烷烃或烯烃，和/或(b)具有c4-c24可选地不饱和且可选地支化的脂肪酯的单甘油酯、二甘油酯或三甘油酯，和/或(c)包含与甘油1-磷酸酯结合的一个或两个c8-c24可选地不饱和的脂肪酯的磷脂，和/或(d)水。
42.第一组合物优选包含96重量％至40重量％的多元醇脂肪酯，以及4重量％至60重量％、优选4重量％至40重量％、更优选4重量％至20重量％的初沸点和终沸点在373
°
k至673
°
k范围内的流体，并且基于该流体的总重量，该流体包含大于95重量％的异链烷烃和以重量计小于100ppm的芳族化合物。如果组合物不含(d)水，则多元醇脂肪酯优选完全酯化，即，其不含任何游离羟基。
43.流体的终沸点和初沸点之差优选为至多80℃，优选至多70℃，更优选至多60℃。
44.根据一个实施方式，流体的初沸点和终沸点在473℃至614
°
k的范围内。
45.流体的沸程可以根据astm d86测定。
46.优选的流体包含：
[0047]-基于所述流体的总重量，总量为80重量％至98重量％的c15异链烷烃和c16异链烷烃；或
[0048]-基于所述流体的总重量，总量为80重量％至98重量％的c16异链烷烃、c17异链烷烃和c18异链烷烃；或
[0049]-基于所述流体的总重量，总量为80重量％至98重量％的c17异链烷烃和c18异链烷烃。
[0050]
合适的流体的实例包括：
[0051]-以基于流体总重量的重量表示，30％至70％的c15异链烷烃和30％至70％的c16异链烷烃，优选40％至60％的c15异链烷烃和35％至55％的c16异链烷烃；或
[0052]-以基于流体总重量的重量表示，5％至25％的c15异链烷烃、30％至70％的c16异链烷烃和10％至40％的c17异链烷烃，优选8％至15％的c15异链烷烃、40％至60％的c16异链烷烃和15％至25％的c17异链烷烃；或
[0053]-以基于流体总重量的重量表示，5％至30％的c17异链烷烃和70％至95％的c18异链烷烃，优选10％至25％的c17异链烷烃和70％至90％的c18异链烷烃。
[0054]
可以根据wo 2016/185046制备沸点在373
°
k至673
°
k范围内并且包含大于95重
量％的异链烷烃和以重量计小于100ppm的芳族化合物的合适的流体。在wo2017/046177的第18页可以找到所述合适流体的不同实例。
[0055]
可能希望的是获得包含10重量％至90重量％的(a)多元醇脂肪酯或(b)第一组合物以及90重量％至10重量％的亲油性材料的第二组合物，所述亲油性材料优选地选自澳大利亚坚果油、摩洛哥坚果油、辛基十二烷醇、异壬酸异壬酯、碳酸二辛酯、辛酸/癸酸甘油三酯、苯甲酸c12-c15烷基酯、棕榈酸异丙酯、己二酸二丁酯、角鲨烷、红花油、c15-c19石蜡油。所得的第二组合物是适合于例如化妆品目的的合适的透明凝胶。
[0056]
根据第四方面，本发明关于多元醇脂肪酯或其组合物用于制备以下产品的用途：(a)润湿性改性组合物，(b)水包油或油包水乳液，(c)药物或兽药形式，(d)抗细菌剂、杀昆虫剂、杀线虫剂或抗真菌剂，(e)聚合物加工用添加剂，(f)食品添加剂，(g)用于哺乳类的重量控制的不可代谢的脂肪替代物，(h)纸加工用添加剂，(i)用于如抗原和抗体等蛋白质和免疫活性分子的生物技术加工和增溶的添加剂，(j)粘合剂组合物，(k)生物可降解聚合物，(l)润滑剂，(m)涂料，(n)油漆，(o)绝缘介质，(p)防腐蚀组合物，(q)气体渗透和扩散减缓，(r)油的凝胶化和(s)化妆品组合物，优选用于油的凝胶化。
[0057]
出于本发明的目的，给出以下定义：
[0058]
如本文所用，措辞“多元醇脂肪酯”是指被“脂质羧基”形式的“脂肪酯”取代以获得酯基的具有至少一个羟基的烃形式的“多元醇”。“脂质羧基”的实例包括但不限于：乙酰基、丙酰基、丁酰基、环己基羰基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯甲酰基、10-甲基十六烷酰基、油酰基和2-乙基-己酰基。
[0059]
在与“多元醇”反应之前，“脂质羧基”可以以脂质羧酸、脂质羧酸酯、脂质羧酸酐或脂质羧酸酰氯的形式存在。如可以从实例中观察到的，反应条件随脂质羧酸的形式来调整。如果考虑脂质羧基为乙酰基，则脂质羧酸的实例为乙酸，脂质羧酸酐的实例为乙酸酐，脂质羧酸酰氯的实例为乙酰氯，并且脂质羧酸酯的实例为但不限于乙酸甲酯或乙酸乙酯。
[0060]“支链脂肪部分”应理解为带有支链取代基的直链脂质羧基，条件是所述支化不在与羰基相反的末端碳上。
[0061]“多元醇”是包含至少一个羟基形式的氧的烃。多元醇的实例包括丙烷-1,2-二醇、葡萄糖、乙二醇、二甘醇、环己-1,2-二醇、抗坏血酸、脱氢抗坏血酸、葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、纤维素、糊精、山梨糖醇。
[0062]
基于上述定义的“多元醇脂肪酯”的非限制性实例是全乙酰化葡萄糖，其中，葡萄糖分子上存在的5个羟基取代基各自被乙酰基部分取代以形成五酯。
[0063]
如本文所用，在表述“c#”中，“#”是对应于碳原子数的正整数。实例：c16烃是16个碳原子结合在一起形成可选地支化的链或可选地支化的环的烃链或环。
[0064]
当提及直链脂族链具有x个碳原子时，该碳原子数x不含在直链脂族链上支化的任何碳。例如，具有支链甲基的14个碳原子的直链脂族链具有总共15个碳原子。
[0065]
术语“酯”在此是指羧酸酯。
[0066]
如本文所用的术语“comprising”、“comprises”和“comprised of”与“including”、“includes”或“containing”、“contains”同义，并且是包括性的或开放式的，并且不排除另外的、未列举的成员、要素或方法步骤。术语“包含”和“包括”也包括术语“由
……
组成”。
[0067]
由端点表述的数值范围包括包含在相应范围内的所有数值和区间，以及所表述的端点。
[0068]
本说明书中引用的所有文献在此通过引入整体并入。特别地，本文具体提及的所有文献的教导通过引用并入。
[0069]
实施例
[0070]
实施例1：10-甲基硬脂酸、10-亚甲基硬脂酸、10-甲基棕榈酸、10-亚甲基棕榈酸、10-甲基肉豆蔻酸和10-亚甲基肉豆蔻酸
[0071]
10-甲基硬脂酸、10-亚甲基硬脂酸、10-甲基棕榈酸、10-亚甲基棕榈酸、10-甲基肉豆蔻酸和10-亚甲基肉豆蔻酸通过优选在酸性条件下，在过量水的存在下，由wo2018/057607中公开的基因改造的耶氏酵母(yarrowiat)属中提取的脂质的水解产生游离脂肪酸、甘油和如磷酸盐和氨基酸等次要成分的过程获得。由耶氏酵母属提取的脂质通常含有大量的甘油的c14-c24单脂肪酯、二脂肪酯或三脂肪酯和少量的磷脂以及游离脂肪酸。也可能存在少量的c12-c13和c25-c30脂肪酸和/或酯。水解条件涉及本领域技术人员已知的常规方法。然后通过溶剂提取分离得到的游离脂肪酸。合适的溶剂能够实现可接受的脂质提取，同时避免不期望的极性物质被溶剂化和/或避免与被溶剂化的脂肪酸反应。在这方面，大多数极性溶剂、如c1-c3醇、dmf(二甲基甲酰胺)、乙酸、dmso(二甲亚砜)或thf(四氢呋喃)是不合适的溶剂，而二氯甲烷或乙酸乙酯是合适的溶剂。通过减压蒸馏从溶剂化脂肪酸中除去溶剂。然后通过在优选既不是水也不是氢的惰性气体流下减压蒸馏分离所得无溶剂脂肪酸。可接受的惰性气体是氮气或如氩气等稀有气体。然后根据进行水解的脂质流的来源，分别回收各种量的10-甲基硬脂酸、10-亚甲基硬脂酸、10-甲基棕榈酸、10-亚甲基棕榈酸、10-甲基肉豆蔻酸和10-亚甲基肉豆蔻酸。
[0072]
实施例2：10-亚甲基硬脂酸与甲醇的酯化
[0073]
10-亚甲基硬脂酸可以用甲醇酯化以提供10-亚甲基硬脂酸甲酯。典型的反应条件包括使10-亚甲基硬脂酸在大大过量的甲醇(如10-50摩尔甲醇/摩尔10-亚甲基硬脂酸)中回流，优选在微量酸(如硫酸或对甲苯磺酸)存在下回流，直到大部分原料已被酯化。可以使用如薄层色谱法或气相色谱法等监测酯化。一旦反应完成，将混合物冷却，在减压下蒸发剩余的甲醇溶剂。将所得油状残余物溶于乙酸乙酯中，得到乙酸乙酯级分，用水洗涤直至洗涤水达到至少ph4，优选ph5，更优选ph6，最优选ph7。将洗涤过的乙酸乙酯级分用无水硫酸钠干燥，减压蒸发溶剂，得到干燥的10-亚甲基硬脂酸甲酯。10-亚甲基硬脂酸甲酯可以通过减压蒸馏，可选地在惰性气体流下或使用薄膜蒸发器，而进一步纯化。
[0074]
使用如乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、丁-2-醇和2-甲基-丙-1-醇等不同的c2-c4醇的10-亚甲基硬脂酸的酯可以在不显著改变制备方法的情况下进行相同的反应。
[0075]
使用与上述相同的c2-c4醇的10-亚甲基棕榈酸和10-亚甲基肉豆蔻酸的酯可以使用相同的方法制备。
[0076]
作为另选，可以通过酯化然后蒸馏来纯化和分离由源自耶氏酵母属的粗油的水解产生的游离脂肪酸(ffa)的混合物。已经发现，与直接蒸馏ffa然后酯化相比，该方法能够获得更高的纯脂肪酯的回收产率以及更低的降解。
[0077]
实施例3：10-亚甲基棕榈酰氯
[0078]
可以在配备有氮气冲洗和搅拌装置的烧瓶中，将268g的10-亚甲基十六酸(10-亚
甲基棕榈酸)溶解在1000ml的二氯甲烷和200ml的二甲基甲酰胺(dmf)中。可将所得混合物冷却至273
°
k，并且可在273
°
k下，在搅拌下逐滴添加在1000ml二氯甲烷中的76ml磺酰氯溶液。然后将混合物在室温下搅拌至少17h(小时)，直到基本上所有的10-亚甲基十六酸已经反应。可以使用硅胶板作为固定相和20/80甲醇/二氯甲烷混合物作为流动相的薄层色谱法监测反应进程。反应结束后，减压蒸发溶剂和残余的磺酰氯，得到棕色油状物10-亚甲基十六酰氯。
[0079]
实施例4：10-亚甲基棕榈酰氯与蔗糖(甘蔗糖，糖)的微波辅助酯化
[0080]
10-亚甲基棕榈酰氯可以与蔗糖反应以提供蔗糖的单酯、二酯、三酯、四酯或更高级酯。反应可以在热或微波加热下发生。微波加热是优选的，因为可以优化反应条件以降低糖降解和过热时出现有色产物的风险。
[0081]
在微波辐射下的反应可以优选使用单模微波反应器在配备有温度控制传感器和磁力搅拌的开口烧瓶中进行。微波反应器优选配备有温度调节和压力控制以避免失控和爆炸危险。
[0082]
可以将5g蔗糖溶于100ml dmf中，加入64g 10-亚甲基棕榈酰氯。10-亚甲基棕榈酰氯优选在使用前在真空(0.1-1pa)下优选使用薄膜蒸发技术蒸馏。将反应混合物置于微波腔室中，并进行微波照射。设定照射功率和反应温度以限制产物降解，包括异构化。功率输出调节至50w至900w，优选100w至400w，更优选200w至300w。温度在约350至400
°
k下恒定保持1至20分钟，优选1至10分钟，更优选4至6分钟。将产物冷却，减压除去溶剂，用环己烷/乙酸乙酯梯度混合物作为洗脱剂，然后用环己烷/甲醇梯度混合物作为洗脱剂，通过硅胶快速色谱法纯化残余物，除去溶剂后得到各种10-亚甲基棕榈酰基取代的蔗糖产物。
[0083]
实施例5：硬脂酸、棕榈酸和肉豆蔻酸衍生物的酯
[0084]
本文所述的硬脂酸、棕榈酸和肉豆蔻酸衍生物的酯可以使用常规方法通过使硬脂酸、棕榈酸或肉豆蔻酸衍生物或它们的混合物与过量的待酯化的醇可选地在如硫酸或对甲苯磺酸等强酸的存在下接触来制备。优选地，从反应介质中除去产生的水以限制水解逆反应。优选的醇包括甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇。优选的酯包括甲酯、乙酯、丙酯和异丙酯。
[0085]
例如，10-甲基十六酸乙酯可以可选地在0.5ml 95重量％硫酸的存在下通过在500ml乙醇中回流100g的10-甲基十六酸并连续除去水-乙醇共沸物蒸气来制备。可以使用常规的薄层或气相色谱法监测反应的进行和完成。反应通常进行1至10小时。将反应混合物进一步冷却至室温(约273至300
°
k)，减压蒸发乙醇。将油状残余物溶于溶剂(例如500ml乙酸乙酯)中，用500ml水洗涤三次，除去微量酸(存在时)。剩余的10-甲基十六酸乙酯溶液用无水硫酸钠干燥，减压蒸发溶剂，得到10-甲基十六酸乙酯，其可用于进一步的步骤。
[0086]
10-甲基十六酸甲酯可以通过在0.5ml 95重量％硫酸的存在下将10g 10-甲基十六酸在200ml甲醇中回流来制备。一旦完成，将反应混合物冷却至室温，在减压下部分除去剩余的甲醇，使得约三分之二的甲醇蒸发，然后将残余物用200ml环己烷提取5次。收集环己烷相，用50ml冷水(约273至300
°
k)洗涤2次，用无水碳酸钠干燥，然后减压蒸发溶剂，得到10-甲基十六酸甲酯。
[0087]
当起始脂肪酸物质含有如烯烃或炔烃官能团等不饱和时(10-亚甲基十六酸的情况就是如此)，反应优选在不存在氧气的情况下，优选在如氮气或氩气等惰性气体流的存在下进行。
[0088]
本文所述的硬脂酸、棕榈酸和肉豆蔻酸衍生物的酯可以通过在强酸的存在下使它们与过量的水接触而水解成相应的硬脂酸、棕榈酸和肉豆蔻酸衍生物。合适的强酸可以是硫酸或对甲苯磺酸。反应优选在搅拌和回流加热下可选地在如氮气或氩气等惰性气体流下(如果在来自空气的氧气存在下加热可能损害产物稳定性)进行。产生的醇优选从反应介质中除去以限制酯化逆反应。
[0089]
实施例6：结核硬脂酸钾盐
[0090]
将10g结核硬脂酸(10-甲基十六酸)溶于100ml二甲基甲酰胺(dmf)中，然后在搅拌下滴加2g koh在50ml dmf中的溶液，同时保持温度在300
°
k以下，直到中和反应介质中的酸度。可以用例如ph试纸从样品中控制酸度。结果，一部分koh的dmf溶液没有加入到10-甲基十六酸的溶液中。
[0091]
然后减压除去溶剂，得到纯净的10-甲基十六酸钾盐。
[0092]
实施例7：结核硬脂酰氯
[0093]
通常，如结核硬脂酸(即10-甲基棕榈酸或10-甲基十八酸)等支链脂肪羧酸的酰氯可通过使所述支链羧酸与草酰氯或磺酰氯可选地在溶剂的存在下反应来制备。
[0094]
在配备有氮气冲洗和搅拌装置的烧瓶中，将298g 10-甲基十八酸溶解在1000ml无水二氯甲烷和200ml无水二甲基甲酰胺中。然后将所得混合物冷却至273
°
k，并在273
°
k搅拌下逐滴添加90ml草酰氯在1000ml无水二氯甲烷中的溶液。然后将混合物在室温下搅拌至少17小时，直到基本上所有的10-甲基十八酸都已反应。可以使用以硅胶板作为固定相且20/80甲醇/二氯甲烷混合物作为流动相的薄层色谱法监测反应进程。一旦反应结束，然后减压蒸发溶剂和残留的草酰氯，得到棕色油状物10-甲基十八烷酰氯。
[0095]
如果需要无色结核硬脂酰氯，则真空蒸馏(使用薄膜蒸发或分子蒸馏，在约0.1至1pa的压力和约350
°
k至400
°
k的温度下)可得到无色液体产品。
[0096]
实施例8：结核硬脂酸甲酯与葡萄糖的酯交换
[0097]
在配备有搅拌器、冷凝器、真空装置和加热的反应容器中，可以将60g葡萄糖、12g 10-甲基硬脂酸钾盐(10-甲基硬脂酸钾)和300g 10-甲基硬脂酸甲酯(结核硬脂酸甲酯)的混合物在10kpa、408
°
k下加热3小时，然后可以在至少一小时、优选至少两小时内以约260l/h的速率将正己烷气流引入反应混合物中，以提高酯交换产率。可以将反应混合物冷却并原样使用，或者可以通过添加诸如nahso4或kh2po4等弱酸来减轻残留的碱度并用盐水和/或水洗涤以除去盐。
[0098]
10-甲基硬脂酰基部分与葡萄糖的平均酯化率预计约为3:1，这意味着每个葡萄糖单元平均取代有三个10-甲基硬脂酰基部分。
[0099]
实施例9：结核硬脂酸甲酯与海藻糖的酯交换以提供海藻糖脂肪酯
[0100]
可将104g 10-甲基硬脂酸甲酯、5g 10-甲基硬脂酸钾、0.4g k2co3和16g海藻糖二水合物(α-d-吡喃葡萄糖基-α-d-吡喃葡萄糖苷，脱水物)的混合物在配备有用丙酮/干冰冷却的冷凝器和阱的烧瓶中在氮气流下加热直到温度达到170℃，然后在引入到反应混合物内(例如鼓泡)的氮气流下在10至50kpa的压力下继续加热。继续加热直到阱内不再有蒸气冷凝，这可能在5到48小时后发生。然后将反应冷却，再在烧瓶内使用氮气冲洗来恢复大气压。所得混合物用1l二甲苯稀释并过滤。残余物用温水(约290
°
k至320
°
k)缓慢反复洗涤，直到过滤后的水溶液基本上呈中性，即接近ph 7。将二甲苯相与水相分离并用硫酸钠干燥。将
干燥的二甲苯相与10g木炭混合并在氮气流下将混合物加热回流30分钟。然后将混合物冷却并过滤以获得滤液。通过减压蒸发从滤液中分离溶剂，得到作为产物的混合物的所需的海藻糖脂肪酯，其组成可以通过常规的hplc(高效液相色谱)法确定。假设构成所得海藻糖脂肪酯混合物的产物的相对量可以通过hplc峰面积积分来测量，可以包含20％至60％的海藻糖八酯、10％至50％的海藻糖七酯、5％至30％的海藻糖六酯和0至20％的海藻糖低级酯组，其由单酯至五酯组成。所得海藻糖酯各自的每个脂肪部分均由10-甲基硬脂酰基部分构成。
[0101]
海藻糖脂肪酯混合物可通过液相色谱法纯化，使用合适的溶剂混合物作为洗脱剂，硅胶或氧化铝作为固定相，或使用制备型hplc。例如，可以为此目的制备合适的环己烷、乙酸乙酯和甲醇的三元混合物。每种溶剂的确切比例可以使用常规方法确定，例如tlc(薄层色谱)上的分离试验。通常，三元混合物的组成(可以改变来产生溶剂极性梯度)可以实现从混合物中分离和离析大范围的产物。
[0102]
实施例10：糊精脂肪酯
[0103]
将糊精用结核硬脂酰氯(10-甲基硬脂酰氯)酯化以提供糊精酯。糊精在此是指具有4至7的de(葡萄糖当量)指数。糊精链长可使用聚合物分子量评估的常规技术通过凝胶渗透色谱法测量。
[0104]
在343
°
k下，将173g 10-甲基硬脂酰氯(可选地溶解在50ml无水dmf中)逐滴添加到在50ml无水dmf和50ml无水吡啶中的16g的每个聚合物链具有平均20个葡萄糖单元的糊精中。将得到的棕色混合物在氩气下在363
°
k加热15小时。在冷却至室温后，加入300ml甲醇，将混合物在245
°
k至255
°
k下储存24小时，以形成和生长浅棕色沉淀物，收集沉淀物，依次用甲醇和丙酮洗涤，并真空干燥，得到168.6g的每个葡萄糖单体平均具有3.1个10-甲基硬脂酸酯链的粉末状的糊精结核硬脂酸酯。在本例中，糊精聚合物上的所有游离羟基在反应过程中都被酯化。
[0105]
de为4至7的糊精也可以使用与上述相同的方法用棕榈酰氯酯化，以提供每个葡萄糖单体平均具有3.1个棕榈酸酯链的糊精棕榈酸酯。作为另选，另一种糊精棕榈酸酯可购自chiba flour milling，其以商品名rheopearl kl2和rheopearl tl2销售。
[0106]
de为12的糊精(对应于平均10个c6碳水化合物单体)也已经使用与上述相同的方法用棕榈酰氯酯化，以提供每个葡萄糖单体平均具有3.1个棕榈酸酯链的糊精棕榈酸酯。
[0107]
de为3的糊精(对应于平均40个c6碳水化合物单体)也已使用与上述相同的方法用棕榈酰氯酯化，以提供每个葡萄糖单体平均具有3.1个棕榈酸酯链的糊精棕榈酸酯。
[0108]
de为4至7的糊精也已根据以下方法用油酰氯酯化以提供糊精油酸酯：
[0109]
在343
°
k下，将173g油酰氯(可选地溶解在50ml无水dmf中)滴加到50ml无水dmf和50ml无水吡啶中的16g的每条聚合物链平均具有20个葡萄糖单元的糊精中。将得到的棕色混合物在氩气下在363
°
k加热15小时。冷却至室温后，加入300ml甲醇，将混合物在245至255
°
k下储存24小时，以形成和生长浅棕色沉淀物，收集沉淀物，依次用甲醇和丙酮洗涤，并真空干燥，得到168.6g的每个葡萄糖单体平均具有3.1个油酸酯链的粉末状的糊精油酸酯。在本例中，糊精聚合物上的所有游离羟基在反应过程中都被酯化。
[0110]
实施例11：糊精脂肪酯凝胶组合物
[0111]
将糊精结核硬脂酸酯和糊精棕榈酸酯(rheopearl tl2)粉末各自分别分散在不同
的油中，并评估它们的性质。结果在下表1中给出。本实施例中使用的异链烷烃流体与wo 2016/185046的第15页的实施例3的流体相同。
[0112]
在表1中，在358
°
k在搅拌下进行de为4至7的糊精结核硬脂酸酯和糊精棕榈酸酯(rheopearl tl2)的油分散，然后在实现分散后，将混合物冷却至室温。
[0113]
当与表1的油混合时，通过异硬脂酸在de为4至7的糊精上酯化制备的糊精脂肪酯也产生不透明凝胶。
[0114]
表1
[0115][0116]
目视评估透明性。当rheopearl tl2分散在实施例11中使用的任何油类中时，在室温下产生混浊的不透明凝胶。透明性也可以通过使用常规分光光度计在约400至约800nm的全可见光谱上测量透光率或通过测量反射率来评估。“量(重量％)”栏对应于相对于最终组合物的重量的糊精衍生物的重量：如果将4重量％的糊精结核硬脂酸酯加入澳大利亚坚果油，则表示在96g澳大利亚坚果油中加入4g糊精结核硬脂酸酯。
[0117]
糊精结核硬脂酸酯或rheopearl tl2与10至40重量％的异链烷烃流体的预分散能够在较低温度(约328
°
k)下进一步分散表1中列出的油。至多40重量％(重量％＝重量百分比)的异链烷烃流体与糊精结核硬脂酸酯一起使用，在293
°
k下的透明性没有受到明显损害，并伴随增稠提高。当用异链烷烃流体制备rheopearl tl2预分散体，然后用表1中列出的油分散时，没有发现在透明性缺乏上的变化。因此，当需要分散热敏油和其他成分时，就凝胶形成而言，这种方法特别有利。因此，与糊精棕榈酸酯的油分散体相比，室温(293
°
k)下的透明性是糊精结核硬脂酸酯油分散体的有吸引力的特征。
[0118]
当将糊精油酸酯以粉末形式以基于异链烷烃流体和糊精油酸酯总重量的30重量％的量添加到异链烷烃流体中时，其在293
°
k形成透明凝胶。
[0119]
当实施例10中制备的糊精棕榈酸酯(de为12和de为3)以4重量％的量添加到表1所列的油中时，这些酯不能获得透明凝胶。获得了不透明凝胶。此外，这种不透明凝胶不稳定，因为在48小时(储存)后，观察到渗出(糊精棕榈酸酯和油的分离)。
[0120]
总之，具有支化聚合物链(包含超过50重量％的12至35个c6碳水化合物单体)的糊精形式的c6碳水化合物的聚合物组合物(其中，所述聚合物中的各个多元醇部分相同或不
同)允许提供能够形成稳定透明凝胶的多元醇脂肪酯。