[00945974]高纯度硬脂酸单甘油酯的选择性合成

硬酯酸单甘油酯(也称甘油单硬酯酸酯、简称单甘酯)，分子结构中具有一个亲油的长链的十八碳烷基和两个亲水的羟基，因而具有较好的表面活性，可100%的被生物降解为脂肪酸和多元醇，被列入GRAS产品，是公认的环保型“绿色”食品。中国的单甘酯在食品乳化剂中所占比例已超过50%。脂肪酸单甘油酯还广泛应用于日用化学品的乳化剂、塑料薄膜中流滴剂和防雾剂、皮革加脂剂、金属切削液、纺织纤维的上油剂及染化药剂、硝酸纤维素的增塑剂，醇酯树脂的改性剂、胶乳分散剂及合成石蜡的配合剂等方面。采用硬酯酸与甘油直接酯化和加氢油脂甘油醇解两种工艺路线，均得到单硬酯酸甘油和二酸甘油酯的混合物，而真正起乳化作用的单甘酯含量仅为40-60%。采用分子蒸馏技术对混合物进行分离，可得到高纯度(90%以上)的单甘酯，但是此法设备造价较高。60年代初，L.Hartman等人提出了化学基团保护法制备单甘酯，该方法不需要分子蒸馏就可获得单甘酯含量高于90%的产品。但由于某些生产技术所限，到目前为止，中国的单甘酯产品的质量(纯度、色泽及外观等方面)与国际先进水平相比，还有一定差距，且生产过程对设备的腐蚀和环境污染均较大。该项目采用高效固体催化剂，通过有效的保护和中间控制手段，高选择性、高品质地获取了纯度＞95%的硬脂酸单甘油酯。该项目的合成包括三个过程：(1)酯化反应：采用磷钨杂多酸催化酯化清洁工艺制成高品质硬脂酸甲酯；用薄层色谱监控反应进程，操作简单、快速、准确，未见资料有类似报道；(2)缩酮反应：采用干燥剂结合即时分水的方法，在固体酸催化下制成1,2-O-异亚丙基甘油；(3)酯交换及水解反应：采用非均相固体碱KF/ZnO催化酯交换，再经酸性离子交换树脂催化水解，选择性地合成了高纯度(＞95%)的1-甘油单硬脂酸酯。与传统方法相比，该步反应对环境的污染小，反应温度低，副反应明显减少，催化剂可重复使用多次，该催化体系用于该反应未见资料报道。项目完成后，若建成年产1500t高纯度单甘酯的生产线，可实现年产值2100万元，利税380万元。该项目用化学合成的方法生产高纯度单甘酯，避免了生产工艺中主要原料靠进口的限制；同时省去了生产工艺中需分子蒸馏提纯的步骤，节省能耗，降低成本；测试结果表明产品在性能方面优于的分子蒸馏产品；该项目完成后，生产技术将达到国内领先，将为该行业的发展做出贡献，也为该产品能打入国际市场提供先进的、有效的技术支撑。该项目生产过程中，所用溶剂可回收利用，生产用水也可循环使用，不会对环境造成污染。