[发明专利]一种聚甘油蓖麻醇酸酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚甘油蓖麻醇酸酯的制备方法，包括：使甘油进行碱催化的脱水缩合反应生成聚甘油，和使聚甘油与蓖麻醇酸进行酯化反应生成聚甘油蓖麻醇酸酯。所述使甘油进行碱催化的脱水缩合反应生成聚甘油的步骤包括利用第一碱性催化剂的第一级脱水缩合反应和利用第二碱性催化剂的第二级脱水缩合反应所述使聚甘油与蓖麻醇酸进行酯化反应生成聚甘油蓖麻醇酸酯包括利用第三碱性催化剂进行的第一级酯化反应和利用酶催化的第二级酯化反应。通过该方法，降低了副反应发生，副产物的生成，提高了目标产物的产率，显著简化了工艺流程并降低了工艺成本。

技术领域

本发明涉及化工合成技术领域，尤其涉及一种聚甘油蓖麻醇酸酯的制备方法。

背景技术

聚甘油脂肪酸酯(Polyglycerol Fatty Acid Ester，简称PGFE)是一类新型、高效、性能优异的非离子表面活性剂，由聚甘油与脂肪酸酯化获得。传统的表面活性剂在使用时不仅对环境造成不好的影响，而且生产比较依赖石化产品，而PGFE的合成原料易得，甘油和动植物的脂类都是可再生能源，最主要的是无毒无害，可生物降解，具有很好的应用前景。

聚甘油脂肪酸酯是由聚甘油与脂肪酸形成的酯，其结构根据甘油的聚合度、脂肪酸的种类和酯化度的不同而不同。聚甘油脂肪酸酯是一种多羟基酯类非离子表面活性剂，其亲水性随甘油聚合度的增加而增强，亲油性随脂肪酸烷基的不同而变化。改变甘油聚合度、脂肪酸种类和酯化度可以得到亲水亲油平衡值在1至16之间的适用于各种特殊用途的一系列非离子表面活性剂。

聚甘油酯具有较强的乳化、分散、渗透及溶化力，且有较强的耐盐、耐酸和耐热能力，因而广泛用于多个不同领域。食品行业中，聚甘油酯己被联合国粮农组织、世界卫生组织、欧共体和一些国家确认是无毒无害的高安全性食品添加剂，根据其自身结构特点，可用于乳制品的乳化、抑制食品表面结晶、调节食品的粘度、抗菌。日化工业中，聚甘油酯作为洗涤剂使用，去污能力相对较低，但是聚甘油酯无毒副作用，所以用于瓜果蔬菜的洗涤，洗后残留对人体是安全的。由于聚甘油酯的性能温和，不刺激皮肤，特别适合添加在化妆品中，皮肤触感好，保湿型强，形成的微乳可以维持产品的体系稳定，而且易于水洗。正是由于聚甘油酯对人体无毒副作用和良好的乳化能力，所以被用在医药方面，作为助剂与药物复合，提高药物吸收率，增强药效。由于聚甘油酯良好的耐酸性、耐热性，可作为助剂添加到聚氧乙烯或聚烯烃等树脂中，改善材料性能。随着大棚种植技术的兴起，由于大棚内外温差，导致棚膜吸附水滴，使得透光率减小，急需除雾剂，聚甘油酯则具有良好的除雾效果，添加到棚膜中，可以生产高透光率的防雾膜。

目前聚甘油的一般制法是用NaOH为催化剂，将甘油加热至高温使其聚合，此法得到的聚甘油是线性、带支链和环状聚甘油的混合物。环状聚甘油的HLB值比线性聚甘油低，因此，环状聚甘油实际上是在起破乳作用而不是起乳化作用。而且，环状聚甘油和环状聚甘油酯会将高单酯产品溶液中的聚甘油(游离状的聚甘油)挤出，使反应系统成为两相，这样，工业上制备高含量单酯的聚甘油酯制品就会变得十分困难。

聚甘油蓖麻醇酸酯是一种乳化剂，通常由两种原料得到：蓖麻油和甘油。聚甘油蓖麻醇酸酯具有良好的热稳定性，无不良气味，可用作亲油性乳化剂，W/O乳化剂。在食用制品中，聚甘油蓖麻醇酸酯也有广泛的用途，可防止油脂分离、渗出，提高糖果的保形性，用于巧克力生产则能抑制巧克力中油脂结晶，防止巧克力起霜，提高其脆性和保形性。目前产业中常用的聚甘油蓖麻醇酸酯包括聚甘油-10聚蓖麻醇酸酯和聚甘油-3聚蓖麻醇酸酯。聚甘油-蓖麻醇酸酯的生产一般需下列三步：蓖麻油聚合成长链；甘油聚合成聚甘油；最后，两种聚合物进行酯化反应，最终产品为聚甘油聚蓖麻醇酸酯。