[发明专利]一种司盘系列产品的制备方法

说明书

本发明公开了一种司盘系列产品的制备方法，属于有机物合成技术领域。该方法包括以下步骤：(1)山梨醇脱水：在100‑180℃和真空条件下，山梨醇在脱水催化剂作用下脱水得到失水山梨醇，山梨醇与脱水催化剂的质量比为1:0.005‑0.05；(2)酯化：步骤(1)得到的失水山梨醇、脂肪酸、酯化催化剂和目标产物于反应器中缓慢升温至150‑210℃，真空条件下，反应0.5‑5h得到粗品，脂肪酸与山梨醇的摩尔比为1‑1.5:1，酯化催化剂、目标产物与山梨醇的质量比为0.005‑0.05：0.01‑0.1：1；(3)纯化：步骤(2)得到的粗品采用活性炭进行脱色以得到产品。

技术领域

本发明属于有机物合成技术领域，具体涉及一种司盘系列产品的制备方法，尤其涉及一种以目标产物作为相转移催化剂来催化制备司盘系列产品的方法，该方法具有反应温度低、反应时间短和产品质量好等优点。

背景技术

早在40年代,司盘便已由美国阿特拉斯公司研制成功。到60年代初日本也仿制了这一产品。90年代以来, 非离子表面活性剂的使用在表面活性剂行业中呈上升趋势,司盘(山梨醇酐脂肪酸酯)作为多元醇类表面活性剂的重要品种有着广泛的用途。目前,我国已能进行工业化生产,其中包括的司盘系列有司盘-20、40、60、65、80、85等多种。

生产司盘的方法众多，大多采用直接酯化法，基本生产工艺是：先将一定浓度的山梨醇浓缩脱水，再与一定的脂肪酸及催化剂，在一定温度范围内，氮气保护或真空条件下，进行酯化反应，中途取样测量酸值，当酸值小于某个值时，加入脱色剂脱色纯化，浓缩即得产品。其方法大致有以下几种：

1. 以碱为催化剂的一步反应，主要为NaOH为催化剂。美国专利USP 2322820 介绍在碱为催化剂的条件下，山梨醇和脂肪酸在高温260℃直接反应，最后生成产品司盘。美国专利 USP 2380166 介绍以碱为催化剂直接反应，有所改进为反应加入惰性气体保护，直到反应结束为止，可以得到产品。

2. 以酸为催化剂的一步反应，主要为H₃PO₄为催化剂。美国专利 USP 2322821 叙述了脂肪酸二缩山梨醇单酯的生产方法，以酸为催化剂，山梨醇和脂肪酸直接反应得到产品。

3. 以盐为催化剂的一步反应，主要为碳酸盐，醋酸盐。文献介绍 IEC，Vol 37,No9 P809-812中有描述在醋酸钙或醋酸钡为催化剂的条件下，山梨醇和脂肪酸直接反应，可以制得产品。美国专利USP 4085052 也叙述了可以使用三氟化硼的复盐作为催化剂，制得产品。

4. 以碱和酸（或者酸和碱）为催化剂的两步反应。美国专利 USP 2434490 叙述先将山梨醇在硫酸的条件下脱水，然后在碱的条件下通过两步反应制得产品，美国专利 USP4297290 叙述了先将山梨醇在碱为催化剂的条件下脱水，然后在酸性催化剂条件下与脂肪酸反应，通过两步反应制得产品。

以上生产工艺，由于反应温度高，反应时间长，以及反应体系中有少量的水汽，使得副反应很难控制，造成产物的质量不稳定，色泽差，粘度的变化幅度大，乳化性差。在其合成过程中，主要的副反应是山梨醇的双失水以及脂肪酸酯化物的生成。副反应的发生，使得产品的亲油基团碳直链结构基本保持不变，亲水基团羟基发生明显的减少，故对其产品的亲水性能影响较大，脂肪酸酯化合物的生成又使得亲油基团的数量发生了增加，而亲水基团减少，这对产品的HLB值等有很大的影响。

在现有技术中，高温反应过程造成较多的副产物生成，最终料液中物料碳化现象严重，出现很多深黑色物，且粘度增加。导致产品质量下降，料液后处理困难。

长期以来,由于一步催化剂法或者两步法生产出的产品色泽深、内部规整性差、档次低，因此研制出质量较高的司盘具有广阔的市场前景。有关它们的优化报道也很多，大多集中在如何改善产品的色泽及性能方面。