二步法合成失水木糖醇油酸酯

徐曉多 劉 銳

(吉林工業職業技術學院，吉林 吉林132013)

木糖醇是一種非常獨特的五碳糖的糖醇，目前主要應用于無糖制品，其中口香糖使用最多[1]。 2003 年我國的木糖醇產量超過1.2 萬噸，出口約1 萬噸，是世界第一生產和出口大國[2]，木糖醇酯是良好的乳化劑，近年來關于木糖醇酯的合成研究報道[3-4]較少。 未見有采用二步合成法合成木糖醇酯的報道。本文采用二步合成法合成了失水木糖醇油酸酯。討論了反應時間、反應溫度、催化劑用量和醇酸摩爾比對產品酸值的影響。 同時測定了產品的皂化值和HLB 值。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

木糖醇（分析醇） 油酸（分析醇） 對甲苯磺酸（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 氫 氧 化 鉀 標 準 溶 液； 0.1mol/L 乙 醇-氫 氧 化 鉀 標 準 溶 液；0.1mol/L 鹽酸標準溶液

加熱套 電子天平 電子攪拌器

1.2 實驗原理

1.3 合成步驟

第一步：把一定量的木糖醇和對甲苯磺酸加入反應器中，加熱到100℃，恒溫攪拌1.5 小時脫水。 用氮氣帶出反應生成的水。

第二步：升至120℃時，按一定比例加入油酸和堿性催化劑，200℃恒溫加熱攪拌，用氮氣帶出反應生成的水。 反應2～5 小時，反應結束后，將反應液趁熱倒出。 產品為淡黃色至黃褐色蠟狀物。

1.4 分析方法

酸值[5]：稱取試樣0.3 克置250 毫升三角燒瓶中.準確加入50 毫升95%乙醇。 待試樣溶解后加0.1%酚酞指示劑3 滴。 用0.1mol/L 氫氧化鉀標準溶液滴定至微紅色即為終點，同時作空白試驗。

皂化值[5]：稱取0.3 克試樣，置于250 毫升三角燒瓶中.加入25 毫升0.1mol/L 乙醇-氫氧化鉀標準溶液。 于水浴鍋中加熱回流l 小時，然后加3 滴0.l%酚酞指示劑。用0.1mol/L 鹽酸標準溶液滴定過量的氫氧化鉀，至溶液的粉紅色剛好褪去，即為終點，同時作空白試驗。

HLB 值[6]：HLB = 20（1-S/A）

S=生成的脂肪酸多元醇酯的皂化價；

A=相應的原料脂肪酸的酸價。

2 結果與討論

2.1 酯化催化劑種類對酸值的影響

表1 酯化催化劑種類對酸值的影響

由表1 可知，使用三種不同的催化劑，所得產品的酸值不同，的催化性能為NaOH〉NaCO3〉KOH，因此，選用NaOH 為催化劑比較合適。

2.2 酯化催化劑用量對酸值的影響

表2 酯化催化劑用量對酸值的影響

由表2 可知，隨著催化劑用量的增加，產物的酸值逐漸下降，當催化劑用量超過1.5%時，酸值下降較快，超過2%時，酸值幾乎不發生變化。 所以，催化劑用量為2%時較為適宜。

2.3 酸醇摩爾比對酸值的影響

表3 酸醇摩爾比對酸值的影響

由表2 可知，隨著酸醇摩爾比的增加，產品酸值逐漸提高，當摩爾比超過1.5：1 時，產率反而降低。 分析可能是當酸醇摩爾比較低時，增加酸濃度，反應速率增加，產品酸值降低；當酸濃度過高時，初始反應速率降低，且酸過量太多，不能反應完全，產品純度低，浪費原料。 所以，酸醇摩爾比選擇1.3：1。

2.4 酯化反應時間對酸值的影響

表4 酯化反應時間對酸值的影響

由表3 可知，隨著酯化時間的增加，產品酸值降低，3h 以內，降低比較明顯，3h 以后，降低幅度較小，超過4h，酸值幾乎不再變化，且隨著反應時間的延長，副反應也增加，所以，反應以4h 為宜。

2.5 產品分析

200℃，催化劑為NaOH，催化劑用量1.5%，酸醇摩爾比1.3：1，酯化反應時間4h，測定產品的酸值為2.235mgKOH·g-1，皂化值為156.35mgKOH·g-1，均符合產品要求[3]。

3 結論

采用二步合成法可合成失水木糖醇油酸酯，最佳反應條件為在酯化階段使用2%NaOH 反應4 小時，醇酸摩爾比1.3：1。 所得產品的酸值為2.235mgKOH·g-1，皂化值為156.35mgKOH·g-1，均符合要求。

［1］任鴻均.我國木糖醇(木糖)工業的現狀及發展趨勢[J].牙膏工業,2002,4:52-55.

［2］王關斌,趙光輝.木糖醇的生產與發展趨勢[J].浙江化工,2005,36(2):25-27.

［3］魏運洋,陸明,白淑芳.失水木糖醇單油酸酯的制備[J].南京理工大學學報,1994,2:94-96.

［4］李玲,郭黎,王墨林,龔克成.新型n-SAA 木糖醇酯的合成與應用[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］鄭世民.表面活性劑：原理、合成、測定及應用[J].2005:146.