CN103319616B - 羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶及其制备方法,制备原料包括塔拉胶、2-氯乙醇、辛烯基琥珀酸酐、溶剂(乙醇或甲醇、异丙醇)、氢氧化钠、水;原料配比以干塔拉胶质量为基础,其余原料按照相对于干塔拉胶质量的百分比为:2-氯乙醇8.0~20.0%,氢氧化钠0.8~2.0%,辛烯基琥珀酸酐3.0~10.0%,溶剂270~340%,水30~60%。制备方法包括调乳、醚化、酯化、中和、过滤、洗涤、干燥。羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶具有较好乳化性、冻融稳定性及溶解性;制备方法简单、效率高,改性条件温和,易于实现规模化工业生产。

Description

羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶及其制备方法,特别涉及采用溶剂法制备羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
背景技术
塔拉,豆科苏木属,又名刺云实,是一种四季常绿具刺灌木或小乔木,原产南美洲西北部,盛产于秘鲁,主要分布在安第斯山东面山中部的沟谷地带和靠近太平洋沿岸的滨海沙漠区,是我国作为单宁植物资源从南美洲引种栽培的经济植物,已在云南、四川等地大量推广种植。塔拉胶是通过提取塔拉豆而获得,由甘露糖和半乳糖组成,平均比值为1:3,广泛用于食品、医药、造纸和化妆品等领域。塔拉多糖胶能与黄原胶共混形成凝胶,而胡芦巴胶、瓜尔胶与黄原胶共混后不能形成凝胶,且随着塔拉胶与黄原胶比例增加,其凝胶强度逐渐增大。然而,塔拉胶分子中含有大量的羟基,为亲水胶体,与非亲水化合物结合效果差,影响其应用品质。
刘玮等(《中国血液流变学杂志》2010年第4期)以塔拉胶为原料,氯磺酸为磺化剂,制备了磺化塔拉胶,用于选择性清除血浆低密度脂蛋白及纤维蛋白原。朱广宇(《高校化学工程学报》2012年第26卷第5期)等以塔拉胶为原料,环氧丙烷为醚化剂,双氧水为降解剂,硼砂为交联剂,制备了硼砂交联低聚羟丙基塔拉凝胶,用于油田压裂液。
发明内容
发明目的
本发明涉及一种羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶及其制备方法,其目的是通过采用溶剂法对塔拉胶的醚化、酯化双重复合改性,从而改善了塔拉胶的乳化性、冻融稳定性、溶胀速度和凝沉作用,产品可用于调味品、酱、果冻、沙拉奶油、肉制品、果汁、透明饮料、糖果和乳制品,尤其适用于含疏水添加剂混合物的乳化与增稠,具有更好的使用效果。
技术方案
一种羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶,其特征在于:由以下原料制备而成:塔拉胶,2-氯乙醇,辛烯基琥珀酸酐,溶剂,氢氧化钠,水;原料配比以绝干塔拉胶质量为基础,其余原料按照相对于干塔拉胶质量的百分比为:2-氯乙醇8.0~20.0%,氢氧化钠0.8~2.0%,辛烯基琥珀酸酐3.0~10.0%,溶剂270~340%,水30~60%。
所述溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇中的一种。
一种如上所述的羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶的制备方法,其特征在于:制备方法步骤如下:
将绝干塔拉胶按配方量用乙醇或甲醇、异丙醇与水调制成质量百分比浓度为20~25%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量0.8~2.0%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至40~55℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量8.0~20.0%的2-氯乙醇,反应8~14h;醚化反应结束,用质量百分比浓度为4~6%的氢氧化钠醇水溶液将乳液pH调至8.5~9.0,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量3~10.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为4~6%的氢氧化钠醇水溶液保持乳液pH恒定,反应3~6h;酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
所述氢氧化钠醇水溶液为氢氧化钠乙醇水溶液、氢氧化钠甲醇水溶液或氢氧化钠异丙醇水溶液,其中乙醇、甲醇或异丙醇与水质量比为5:5。
湿滤饼经醇洗时采用质量百分比浓度为70~90%的乙醇、甲醇或异丙醇水溶液。
本发明的优点及有益效果如下:
(1)羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶乳化性能优于辛烯基琥珀酸酯淀粉,具有加入量少、溶解快、黏度高、稳定性好等特点;
(2)采用溶剂法实现了塔拉胶的醚化、酯化复合改性,反应条件温和,工艺简单,效率高,易于实现工业化生产;
(3)塔拉胶在醚化、酯化改性过程中始终保持颗粒状,易于后处理;
(4)塔拉胶经醚化、酯化复合改性后,其应用领域将进一步拓宽,并提高其应用品质。
具体实施方式
本发明涉及一种羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶,其制备原料包括绝干塔拉胶(绝干塔拉胶是指水分含量为0的塔拉胶)、2-氯乙醇、辛烯基琥珀酸酐、溶剂(乙醇或甲醇、异丙醇)、氢氧化钠、水,其中水选用去离子水、蒸馏水或自来水。原料配比以绝干塔拉胶质量为基础,其余原料按照相对于绝干塔拉胶质量的百分比如下:
2-氯乙醇 8.0~20.0%
氢氧化钠 0.8~2.0%
辛烯基琥珀酸酐 3.0~10.0%
乙醇或甲醇、异丙醇 270~340%
    水 30~60%
本发明的制备方法包括醚化、酯化、中和、过滤、醇洗、干燥等步骤。具体步骤如下:
按上述比例取原料备用,将绝干塔拉胶按配方量用乙醇、甲醇或异丙醇与水调制成质量百分比浓度为20~25%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量0.8~2.0%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至40~55℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量8.0~20.0%的2-氯乙醇,反应8~14h。醚化反应结束,用质量百分比浓度为4~6%的氢氧化钠醇水溶液(乙醇或甲醇、异丙醇与水质量比为5:5)将乳液pH调至8.5~9.0,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量3~10.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为4~6%的氢氧化钠醇水溶液(乙醇或甲醇、异丙醇与水质量比为5:5)保持乳液pH恒定,反应3~6h。酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗(质量百分比浓度为70~90%的乙醇或甲醇、异丙醇水溶液)、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
实施例1
将100kg塔拉胶(绝干)按配方量用乙醇(340kg)、水(60kg)调制成质量百分比浓度为20%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量0.8%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至40℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量8.0%的2-氯乙醇,反应8h。醚化反应结束,用质量百分比浓度为4%的氢氧化钠乙醇水溶液(乙醇与水质量比为5:5)将乳液pH调至8.5,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量3.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为4%的氢氧化钠乙醇水溶液(乙醇与水质量比为5:5)保持乳液pH恒定,反应3h。酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗(质量百分比浓度为70~90%的乙醇水溶液)、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
实施例2
将100kg塔拉胶(绝干)按配方量用乙醇(270kg)、水(30kg)调制成质量百分比浓度为25%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量1.2%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至45℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量12.0%的2-氯乙醇,反应10h。醚化反应结束,用质量百分比浓度为5%的氢氧化钠乙醇水溶液(乙醇与水质量比为5:5)将乳液pH调至8.5,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量5.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为5%的氢氧化钠乙醇水溶液(乙醇与水质量比为5:5)保持乳液pH恒定,反应4h。酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗(质量百分比浓度为70%的乙醇水溶液)、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
实施例3
将100kg塔拉胶(绝干)按配方量用乙醇(300kg)、水(50kg)调制成质量百分比浓度为22.2%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量1.6%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至50℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量16.0%的2-氯乙醇,反应12h。醚化反应结束,用质量百分比浓度为6%的氢氧化钠乙醇水溶液(乙醇与水质量比为5:5)将乳液pH调至9.0,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量8.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为6%的氢氧化钠乙醇水溶液(乙醇与水质量比为5:5)保持乳液pH恒定,反应5h。酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗(质量百分比浓度为90%的乙醇水溶液)、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
实施例4
将100kg塔拉胶(绝干)按配方量用乙醇、水调制成质量百分比浓度为20%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量2.0%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至55℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量16.0%的2-氯乙醇,反应14h。醚化反应结束,用质量百分比浓度为5%的氢氧化钠乙醇水溶液(乙醇与水质量比为5:5)将乳液pH调至9.0,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量10.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为5%的氢氧化钠乙醇水溶液(乙醇与水质量比为5:5)保持乳液pH恒定,反应6h。酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗(质量百分比浓度为80%的乙醇水溶液)、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
实施例5
将100kg塔拉胶(绝干)按配方量用甲醇、水调制成质量百分比浓度为20%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量0.8%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至40℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量8.0%的2-氯乙醇,反应8h。醚化反应结束,用质量百分比浓度为4%的氢氧化钠甲醇水溶液(甲醇与水质量比为5:5)将乳液pH调至8.5,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量3.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为4%的氢氧化钠乙醇水溶液(甲醇与水质量比为5:5)保持乳液pH恒定,反应3h。酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗(质量百分比浓度为75%的甲醇水溶液)、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
实施例6
将100kg塔拉胶(绝干)按配方量用甲醇、水调制成质量百分比浓度为22%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量1.2%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至45℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量10.0%的2-氯乙醇,反应10h。醚化反应结束,用质量百分比浓度为5%的氢氧化钠甲醇水溶液(甲醇与水质量比为5:5)将乳液pH调至9.0,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量8.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为5%的氢氧化钠乙醇水溶液(甲醇与水质量比为5:5)保持乳液pH恒定,反应5h。酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗(质量百分比浓度为85%的甲醇水溶液)、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
实施例7
将100kg塔拉胶(绝干)按配方量用甲醇、水调制成质量百分比浓度为25%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量1.6%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至55℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量16.0%的2-氯乙醇,反应13h。醚化反应结束,用质量百分比浓度为6%的氢氧化钠甲醇水溶液(甲醇与水质量比为5:5)将乳液pH调至8.5,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量10.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为6%的氢氧化钠乙醇水溶液(甲醇与水质量比为5:5)保持乳液pH恒定,反应5h。酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗(质量百分比浓度为70%的甲醇水溶液)、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
实施例8
将100kg塔拉胶(绝干)按配方量用异丙醇、水调制成质量百分比浓度为20%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量0.8%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至40℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量8.0%的2-氯乙醇,反应8h。醚化反应结束,用质量百分比浓度为4%的氢氧化钠异丙醇水溶液(异丙醇与水质量比为5:5)将乳液pH调至8.5,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量3.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为4%的氢氧化钠异丙醇水溶液(异丙醇与水质量比为5:5)保持乳液pH恒定,反应3h。酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗(质量百分比浓度为80%的异丙醇水溶液)、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
实施例9
将100kg塔拉胶(绝干)按配方量用异丙醇、水调制成质量百分比浓度为22%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量1.2%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至50℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量16.0%的2-氯乙醇,反应13h。醚化反应结束,用质量百分比浓度为5%的氢氧化钠异丙醇水溶液(异丙醇与水质量比为5:5)将乳液pH调至8.5,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量8.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为5%的氢氧化钠异丙醇水溶液(异丙醇与水质量比为5:5)保持乳液pH恒定,反应3h。酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗(质量百分比浓度为90%的异丙醇水溶液)、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
实施例10
将100kg塔拉胶(绝干)按配方量用异丙醇、水调制成质量百分比浓度为25%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量1.6%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至55℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量20.0%的2-氯乙醇,反应14h。醚化反应结束,用质量百分比浓度为5%的氢氧化钠异丙醇水溶液(异丙醇与水质量比为5:5)将乳液pH调至9.0,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量10.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为6%的氢氧化钠异丙醇水溶液(异丙醇与水质量比为5:5)保持乳液pH恒定,反应6h。酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗(质量百分比浓度为75%的异丙醇水溶液)、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。

Claims (4)

1.一种羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶,其特征在于:由以下原料制备而成:塔拉胶,2-氯乙醇,辛烯基琥珀酸酐,溶剂,氢氧化钠,水;原料配比以绝干塔拉胶质量为基础,其余原料按照相对于干塔拉胶质量的百分比为:2-氯乙醇8.0~20.0%,氢氧化钠0.8~2.0%,辛烯基琥珀酸酐3.0~10.0%,溶剂270~340%,水30~60%;所述溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇中的一种。
2.一种如权利要求1所述的羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶的制备方法,其特征在于:该方法步骤如下:
将绝干塔拉胶按配方量用乙醇或甲醇、异丙醇与水调制成质量百分比浓度为20~25%的乳液,置于反应釜中,加入占绝干塔拉胶质量0.8~2.0%的氢氧化钠,搅拌,加热升温至40~55℃,恒温10~20min,一次性加入占绝干塔拉胶质量8.0~20.0%的2-氯乙醇,反应8~14h;醚化反应结束,用质量百分比浓度为4~6%的氢氧化钠醇水溶液将乳液pH调至8.5~9.0,再缓慢加入占绝干塔拉胶质量3~10.0%的辛烯基琥珀酸酐,并用质量百分比浓度为4~6%的氢氧化钠醇水溶液保持乳液pH恒定,反应3~6h;酯化反应结束,用质量百分比浓度为10%的稀盐酸将乳液pH调至6.0~7.0,乳液经过滤得湿滤饼,湿滤饼再经醇洗、干燥,即得羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶。
3.根据权利要求2所述的羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶的制备方法,其特征在于:所述氢氧化钠醇水溶液为氢氧化钠乙醇水溶液、氢氧化钠甲醇水溶液或氢氧化钠异丙醇水溶液,其中乙醇、甲醇或异丙醇与水质量比为5:5。
4.根据权利要求2所述的羟乙基辛烯基琥珀酸酯塔拉胶的制备方法,其特征在于:湿滤饼经醇洗时采用质量百分比浓度为70~90%的乙醇、甲醇或异丙醇水溶液。
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