二步法合成失水木糖醇油酸酯

徐晓多 刘 锐

(吉林工业职业技术学院，吉林 吉林132013)

木糖醇是一种非常独特的五碳糖的糖醇，目前主要应用于无糖制品，其中口香糖使用最多[1]。 2003 年我国的木糖醇产量超过1.2 万吨，出口约1 万吨，是世界第一生产和出口大国[2]，木糖醇酯是良好的乳化剂，近年来关于木糖醇酯的合成研究报道[3-4]较少。 未见有采用二步合成法合成木糖醇酯的报道。本文采用二步合成法合成了失水木糖醇油酸酯。讨论了反应时间、反应温度、催化剂用量和醇酸摩尔比对产品酸值的影响。 同时测定了产品的皂化值和HLB 值。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

木糖醇（分析醇） 油酸（分析醇） 对甲苯磺酸（分析醇） NaOH（分析醇） 乙醇（分析醇） 酚酞（分析醇） KOH（分析醇） NaCO3（分析醇）；0.1mol/L 氢 氧 化 钾 标 准 溶 液； 0.1mol/L 乙 醇-氢 氧 化 钾 标 准 溶 液；0.1mol/L 盐酸标准溶液

加热套 电子天平 电子搅拌器

1.2 实验原理

1.3 合成步骤

第一步：把一定量的木糖醇和对甲苯磺酸加入反应器中，加热到100℃，恒温搅拌1.5 小时脱水。 用氮气带出反应生成的水。

第二步：升至120℃时，按一定比例加入油酸和碱性催化剂，200℃恒温加热搅拌，用氮气带出反应生成的水。 反应2～5 小时，反应结束后，将反应液趁热倒出。 产品为淡黄色至黄褐色蜡状物。

1.4 分析方法

酸值[5]：称取试样0.3 克置250 毫升三角烧瓶中.准确加入50 毫升95%乙醇。 待试样溶解后加0.1%酚酞指示剂3 滴。 用0.1mol/L 氢氧化钾标准溶液滴定至微红色即为终点，同时作空白试验。

皂化值[5]：称取0.3 克试样，置于250 毫升三角烧瓶中.加入25 毫升0.1mol/L 乙醇-氢氧化钾标准溶液。 于水浴锅中加热回流l 小时，然后加3 滴0.l%酚酞指示剂。用0.1mol/L 盐酸标准溶液滴定过量的氢氧化钾，至溶液的粉红色刚好褪去，即为终点，同时作空白试验。

HLB 值[6]：HLB = 20（1-S/A）

S=生成的脂肪酸多元醇酯的皂化价；

A=相应的原料脂肪酸的酸价。

2 结果与讨论

2.1 酯化催化剂种类对酸值的影响

表1 酯化催化剂种类对酸值的影响

由表1 可知，使用三种不同的催化剂，所得产品的酸值不同，的催化性能为NaOH〉NaCO3〉KOH，因此，选用NaOH 为催化剂比较合适。

2.2 酯化催化剂用量对酸值的影响

表2 酯化催化剂用量对酸值的影响

由表2 可知，随着催化剂用量的增加，产物的酸值逐渐下降，当催化剂用量超过1.5%时，酸值下降较快，超过2%时，酸值几乎不发生变化。 所以，催化剂用量为2%时较为适宜。

2.3 酸醇摩尔比对酸值的影响

表3 酸醇摩尔比对酸值的影响

由表2 可知，随着酸醇摩尔比的增加，产品酸值逐渐提高，当摩尔比超过1.5：1 时，产率反而降低。 分析可能是当酸醇摩尔比较低时，增加酸浓度，反应速率增加，产品酸值降低；当酸浓度过高时，初始反应速率降低，且酸过量太多，不能反应完全，产品纯度低，浪费原料。 所以，酸醇摩尔比选择1.3：1。

2.4 酯化反应时间对酸值的影响

表4 酯化反应时间对酸值的影响

由表3 可知，随着酯化时间的增加，产品酸值降低，3h 以内，降低比较明显，3h 以后，降低幅度较小，超过4h，酸值几乎不再变化，且随着反应时间的延长，副反应也增加，所以，反应以4h 为宜。

2.5 产品分析

200℃，催化剂为NaOH，催化剂用量1.5%，酸醇摩尔比1.3：1，酯化反应时间4h，测定产品的酸值为2.235mgKOH·g-1，皂化值为156.35mgKOH·g-1，均符合产品要求[3]。

3 结论

采用二步合成法可合成失水木糖醇油酸酯，最佳反应条件为在酯化阶段使用2%NaOH 反应4 小时，醇酸摩尔比1.3：1。 所得产品的酸值为2.235mgKOH·g-1，皂化值为156.35mgKOH·g-1，均符合要求。

［1］任鸿均.我国木糖醇(木糖)工业的现状及发展趋势[J].牙膏工业,2002,4:52-55.

［2］王关斌,赵光辉.木糖醇的生产与发展趋势[J].浙江化工,2005,36(2):25-27.

［3］魏运洋,陆明,白淑芳.失水木糖醇单油酸酯的制备[J].南京理工大学学报,1994,2:94-96.

［4］李玲,郭黎,王墨林,龚克成.新型n-SAA 木糖醇酯的合成与应用[J].1999,2:8-12.

［5］李杉萍,常俊梅,李志初,等.山梨醇硬脂酸酯的研究[J].1992,4:8-10.

［6］郑世民.表面活性剂：原理、合成、测定及应用[J].2005:146.