CN107573423A

CN107573423A - 一种乙酸辛酸淀粉酯的制备方法

Info

Publication number: CN107573423A
Application number: CN201710941998.9A
Authority: CN
Inventors: 陆享鸿; 陆享旗; 袁宜恩
Original assignee: Fujian Hongyan Chemical Co Ltd
Current assignee: Fujian Hongyan Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-10-11
Filing date: 2017-10-11
Publication date: 2018-01-12

Abstract

本发明公开了一种乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，涉及淀粉改性技术领域。本发明包括以下步骤：将乙酸酐、正辛酸以及催化剂混合反应，得到共反应剂；在得到的共反应剂中加入淀粉混合，然后放入微波反应设备中进行反应，得到乙酸辛酸淀粉酯粗品；将得到的乙酸辛酸淀粉酯进行后处理，得到乙酸辛酸淀粉酯产品。本发明的制备方法不仅反应时间短、反应效率高，淀粉酯的制备过程由传统液相法的5~10h缩短为1~2h；而且本发明制得的乙酸辛酸淀粉酯的取代度较高，实现了在微波时间较短的条件下，制得高取代度的淀粉酯。

Description

一种乙酸辛酸淀粉酯的制备方法

技术领域

本发明涉及淀粉改性技术领域，具体涉及一种乙酸辛酸淀粉酯的制备方法。

背景技术

淀粉是天然的高分子碳水化合物，具有产量大、来源广等特点，在各领域广泛使用。但是，由于原淀粉属于高聚物，分子结构复杂，分子具有半结晶颗粒结构，而且结晶区的分子排列紧密，淀粉这种独特的分子结构导致水、酶及化学试剂都难以进入到结晶区，使原淀粉具有糊化温度高、流动性差、糊粘度大、化学反应活性低等缺点。这些缺点限制了原淀粉在很多领域中的应用，因此，如何扩宽淀粉的应用范围以及对原淀粉进行改性，已成为科研工作者日益关注的重要课题。长链脂肪酸淀粉酯具有特殊的热塑性、疏水性、乳化性和可生物降解性，其作为多种石油化工产品的代用品越来越受到重视，在食品工业、纺织工业、化妆品、医药、生物降解材料、表面活性剂等领域具有广泛应用。

目前合成长链淀粉酯的方法，主要有有机溶剂法、水媒法、酶法和干法等。有机溶剂法是以惰性有机溶剂如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、甲苯等为反应介质，在碱性催化剂作用下实现均相反应，可制备不同取代度的淀粉酯；但使用了有毒的有机溶剂，使其在食品中的应用受到限制。水媒法是在水中使脂肪酸甲酯与淀粉混合均匀，然后升温不断把水蒸除，以利于淀粉酯的生成；该法虽不使用有机溶剂，成本最低，但对反应物有特殊要求，只适用于脂肪酸甲酯和淀粉的反应。酶法工艺效率高，但存在耗时长、酶菌株的选育及废水处理等问题，因此很难工业化。干法包括熔融法、微波法、超声波、挤压法、机械球磨等；其中，熔融法需高温高压，工艺不易控制；挤压法高效快速，但要在高压下反应，对设备要求高，且由于物料在挤压机内的流程复杂，各个因素间相互影响，比较难控制反应的进行。微波法具有加热速率快，热效率高，无热滞后效应，物体受热均匀，无温度梯度，可在无溶剂或少溶剂条件下进行等特点；但是长时间的微波处理容易造成受热不均匀，影响产品质量。

目前，国内外对乙酸酯淀粉的研究较深入，而对辛酸酯淀粉的研究较少，导致辛酸酯淀粉应用也有限。孙淑苗等在“微波法酸解和酯化复合变性淀粉的制备及其性质的研究”中将淀粉与辛酰氯在有机溶剂中反应制备不同取代度的淀粉辛酸酯，该方法用到了有毒的有机溶剂，因此导致淀粉辛酸酯的应用受到限制。将微波技术引入淀粉与正辛酸的酯化反应得到淀粉辛酸酯，可实现高效转化，并具有无污染、无废水排放、环保的特点；但是采用微波法制备淀粉辛酸酯，若微波加热时间较短，制得的淀粉辛酸酯难以获得高取代度，而若微波加热时间过长，则易引起淀粉糊化变色，影响产品质量。因此，需要寻找一种合适的制备方法来提高淀粉与正辛酸的反应速度，使其在短时间的加热条件下获得高取代度的产物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，该制备方法反应时间短，制得的淀粉酯取代度较高。

本发明的技术解决方案如下：

一种乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，它包括以下步骤：

（1）将乙酸酐、正辛酸以及催化剂混合反应，得到共反应剂；

（2）在步骤（1）得到的共反应剂中加入淀粉混合，然后放入微波反应设备中进行反应，得到乙酸辛酸淀粉酯粗品；

（3）将步骤（2）得到的乙酸辛酸淀粉酯进行后处理，得到乙酸辛酸淀粉酯产品。

作为优选，所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉或薯类淀粉中的一种或是它们的混合物。

作为优选，所述步骤（1）中，乙酸酐、正辛酸的质量比为1︰1~4，更佳地为1︰2。

作为优选，所述步骤（1）中，催化剂的用量为乙酸酐、正辛酸的总质量的1~5%，更佳地为乙酸酐、正辛酸的总质量的1~2%。催化剂选自浓盐酸、浓硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，更佳地选自浓盐酸、浓硫酸、硝酸中的一种。其中以浓硫酸用量为1份来定量计算的话，浓盐酸为2份，硝酸为1.8份，醋酸为5份，NaOH、KOH约为1份，Na₂CO₃、K₂CO₃约为3份。

作为优选，所述步骤（1）中，反应温度为50~100℃，反应时间为30~80min。反应温度越高，反应时间则可相应缩短，发明人根据实验得出50~100℃和30~80min为较佳反应温度和时间。

作为优选，所述步骤（2）中，共反应剂与淀粉的质量比为1︰2~8。共反应剂越多，反应会更迅速，但酸碱的损耗越大；共反应剂越少，则制得的淀粉酯的取代度偏低。

作为优选，所述步骤（2）中，微波功率为80~450W，微波反应时间为2~10min。微波功率越低，则要求微波时间越长；微波功率高于450 W，微波处理效果并不好。

作为优选，所述步骤（3）中，后处理包括将乙酸辛酸淀粉酯粗品进行洗涤、抽滤以及干燥处理。洗涤、抽滤、干燥处理均为本领域现有常规技术。

在不违背合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明是以正辛酸为酯化剂，以乙酸酐为共反应剂，采用乙酸酐与正辛酸以及催化剂先进行预反应，以激活活化正辛酸，有助于正辛酸与淀粉快速反应，从而实现在微波条件下正辛酸与淀粉的高效酯化，从而可以缩短反应时间，同时得到高取代度的乙酸辛酸淀粉酯。

本发明的有益效果是：

（1）与现有技术相比，本发明的制备方法不仅反应时间短、反应效率高，淀粉酯的制备过程由传统液相法的5~10h缩短为1~2h，生产效率大大提高；而且本发明制得的乙酸辛酸淀粉酯的取代度较高，取代度可达到1左右，因此本发明实现了在微波时间较短的条件下，制得高取代度的淀粉酯。

（2）采用本发明方法制得的淀粉酯为乙酸辛酸淀粉混合酯，其同时具备乙酸淀粉酯和辛酸淀粉酯的优点，因此本发明方法制得的产品应用范围更广。

（3）本发明的制备方法为微波法，不采用有机溶剂，因此具有高效环保的特点，符合绿色化工的生产需求。

具体实施方式

下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。

实施例1

一种乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，它包括以下步骤：

（1）称取乙酸酐20g、正辛酸20g以及浓硫酸0.5g，将三者于90℃条件下混合反应1h，得到共反应剂；

（2）称取玉米淀粉202.5g，将步骤（1）得到的共反应剂与玉米淀粉混合，放入微波反应器中进行反应，微波功率为300W，微波加热时间为2min，得到乙酸辛酸淀粉酯粗品；

（3）将乙酸辛酸淀粉酯粗品经洗涤、减压抽滤，放入烘箱干燥，得到产品乙酸辛酸淀粉酯产品。

测量本实施例制得的乙酸辛酸淀粉酯的取代度，得到其取代度为1.33。

实施例2

一种乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，它包括以下步骤：

（1）称取乙酸酐20g、正辛酸30g以及浓盐酸1g，将三者于70℃条件下混合反应90min，得到共反应剂；

（2）称取玉米淀粉153g，将步骤（1）得到的共反应剂与玉米淀粉混合，放入微波反应器中进行反应，微波功率为150W，微波加热时间为5min，得到乙酸辛酸淀粉酯粗品；

（3）将乙酸辛酸淀粉酯粗品经洗涤、减压抽滤，放入烘箱干燥，得到乙酸辛酸淀粉酯产品。

测量本实施例制得的乙酸辛酸淀粉酯的取代度，得到产品其取代度为1.02。

实施例3

（1）称取乙酸酐20g、正辛酸40g以及硝酸1g，将三者于80℃条件下混合反应75min，得到共反应剂；

（2）称取玉米淀粉122g，将步骤（1）得到的共反应剂与玉米淀粉混合，放入微波反应器中进行反应，微波功率350W，微波加热时间为2min，得到乙酸辛酸淀粉酯粗品；

测量本实施例制得的乙酸辛酸淀粉酯的取代度，得到其取代度为1.2。

实施例4

（1）称取乙酸酐20g、正辛酸60g以及NaOH 1g，将三者于60℃条件下混合反应90min，得到共反应剂；

（2）称取玉米淀粉366g，将步骤（1）得到的共反应剂与玉米淀粉混合，放入微波反应器中进行反应，微波功率400W，微波加热时间为2min，得到乙酸辛酸淀粉酯粗品；

测量本实施例制得的乙酸辛酸淀粉酯的取代度，得到其取代度为1.5。

实施例5

（1）称取乙酸酐20g、正辛酸80g以及Na₂CO₃3g，将三者于100℃条件下混合反应30min，得到共反应剂；

（2）称取玉米淀粉824g，将步骤（1）得到的共反应剂与玉米淀粉混合，放入微波反应器中进行反应，微波功率100W，微波加热时间为9min，得到乙酸辛酸淀粉酯粗品；

测量本实施例制得的乙酸辛酸淀粉酯的取代度，得到其取代度为1。

以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims

1.一种乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

（2）在步骤（1）得到的共反应剂中加入淀粉混合均匀，放入微波反应设备中进行反应，得到乙酸辛酸淀粉酯粗品；

（3）将步骤（2）得到的乙酸辛酸淀粉酯粗品经后处理，得到乙酸辛酸淀粉酯产品。

2.根据权利要求1所述的乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，乙酸酐与正辛酸的质量比为1︰1~4。

3.根据权利要求1所述的乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，催化剂为浓盐酸、浓硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。

4.根据权利要求1或2或3所述的乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，催化剂的用量为乙酸酐、正辛酸的总质量的1~5%。

5.根据权利要求1所述的乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，反应温度为50~100℃，反应时间为30~80min。

6.根据权利要求1所述的乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，共反应剂与淀粉的质量比为1︰2~8。

7.根据权利要求1所述的乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，微波功率为80~450W，微波反应时间为2~10min。

8.根据权利要求1所述的乙酸辛酸淀粉酯的制备方法，其特征在于：其特征在于：所述步骤（3）中，后处理包括将乙酸辛酸淀粉酯粗品进行洗涤、抽滤以及干燥处理。