单甘酯与缩水甘油反应制备高纯度低聚甘油脂肪酸酯的研究

单甘酯与缩水甘油反应制备高纯度低聚甘油脂肪酸酯的研究

低聚甘油脂肪酸酯（oge）是一种重要的多功能乳化添加剂。由于其亲水和亲水性以及其他双效功能，它被广泛用于实际使用中。与高聚甘油脂肪酸酯相比，OGE的乳化性能更为优越，已被广泛应用于日化用品、食品和医药等行业国内外现阶段制备OGE均是通过聚甘油作为原料，OGE的纯度及性能主要由聚甘油决定，导致高质量OGE产品的制备关键在于合成高质量的聚甘油本文通过对单甘酯与缩水甘油反应制备高纯度OGE进行研究，分别探讨了催化剂种类、添加量、底物摩尔比、反应时间和温度对OGE产率的影响。通过单因素试验对各参数进行优化，并利用ESI-MS对产物进行定性分析，最后通过分子蒸馏进一步纯化，获得高纯度的OGE产品。1材料和方法1.1材料和试剂93%单甘酯，广州美晨集团股份有限公司；缩水甘油（≥96%）、苯磺酸（≥98%）、NaOH（分析纯），天津市富宇精细化工有限公司。1.2仪器、试药和仪器电子天平（EL104），梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；循环水式真空泵（SHZ-DIII），巩义市予华仪器有限公司；分子蒸馏仪器（MD-80），广州汉维仪器设备有限公司；气相色谱（7820A),Agilent;4000QTRAP质谱仪，ABSCIEX。1.3测试方法1.3.1oge产物的合成通过在三口烧瓶中添加12.0g单甘酯和一定量的催化剂，真空和加热条件下滴加缩水甘油，并在300r/min搅拌作用下进行反应制备OGE，反应完成后，即可得到OGE粗产物。1.3.2分析螺母产品采用气相色谱法（GC）定性定量分析OGE的产物组成，依据文献1.3.3药品的纯度将最优条件制备得到的OGE产物利用二级分子蒸馏技术进一步纯化，参照文献1.3.4esi-ms分析参照文献2结果与讨论2.1单因素优化试验2.1.1催化剂对oge产率的影响固定反应条件1wt%、2∶1、110℃和4h，探索不同催化剂对OGE产率的影响，结果如图1所示。与空白组相比，苯磺酸催化合成OGE的产率增加了34wt%左右。这主要是由于苯磺酸属于有机强酸，对开环反应具有较高的催化活性2.1.2温度对oge产率的影响固定反应条件1wt%、2∶1和4h，探索温度对OGE产率的影响，结果如图2所示。OGE产率随着温度的升高而逐渐增大，在110℃取得最大值。反应温度的升高一方面可以增加分子间碰撞的频率，提高反应速率，但是同时也容易导致缩水甘油发生开环反应，无疑会增加高聚合物等副产物。所以，综合考虑选择110℃为最佳温度。2.1.3底物摩尔比值对oge产率的影响固定反应条件110℃、1wt%和4h，探索底物摩尔比对OGE产率的影响，结果如图3所示。OGE的产率随着底物摩尔比值的增大而递增，并在2.5∶1～3∶1取得最大值。由于缩水甘油容易导致多聚甘油等副产物增多，所以选择2.5∶1作为最佳底物摩尔比值。2.1.4催化剂的添加量固定反应条件110℃、2.5∶1和4h，探索催化剂添加量对OGE产率的影响，结果如图4所示。OGE的产率伴随催化剂添加量的递增而呈先增后减的趋势，在1.5wt%取得最大值。这主要是由于苯磺酸中的结晶水会导致水解反应，从而产生脂肪酸；另一方面，苯磺酸的增加也会显著提高反应体系的酸性，促使缩水甘油发生聚合生成聚甘油等副产物。因此选择1.5wt%作为最优添加量。2.1.5索时间对oge产率的影响固定反应条件1.5wt%、110℃和2.5∶1，探索时间对OGE产率的影响，结果如图5所示。OGE产率随着反应时间的增加而逐渐增加，在2h后基本趋于平稳，反应达到动态平衡。因此选择2h作为最适反应时间。2.2组分相对分子质量分析OGE产物的ESI-MS分析结果如图6所示，通过对各物质组分的相对分子质量进行分析，其成分以低聚甘油单酯为主。此外，产物中还包含少量的脂肪酸、多聚甘油单酯（五聚以上）和聚甘油。2.3oge产品的gc分析通过分子蒸馏对OGE产物进行纯化，去除剩余的单甘酯和聚甘油等杂质，并将纯化后的OGE产品进行GC分析，结果如图7所示。纯化后的OGE产品纯度高达91.45wt%，只含有少量的单甘酯（0.54wt%）、脂肪酸（3.02wt%）和甘三酯（4.99wt%）等杂质。3反应参数的化本文重点对单甘酯与缩水甘油反应制备高纯度OGE进行研究，并利用单因素试验优化了反应参数。在以苯磺酸作为催化剂