CN1229790A - 以天然原料合成乳酸乙酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种以天然原料合成乳酸乙酯的方法,先将粮食发酵产物的乳酸按常规方式加热制备成乳酸内酯,再与粮食发酵产物的乙醇混合,在苯乙烯强酸型大孔阳离子交换树脂－三氯化铝络合型催化剂存在下,在80±3℃和常规搅拌条件下至少反应2小时后,再升温至120±5℃,在保持物料平衡的条件下连续加入乙醇,并同时收集由醇带出的粗酯馏出物,至乳酸乙酯产物全部馏出,对收集的粗酯馏出物按常规作精馏处理。
Description
本发明涉及的是一种以天然原料合成乳酸乙酯的方法。
乳酸乙酯是一种重要的食品添加剂，特别还是影响酒类制品品质好坏的一项重要指标，同时也是一种饲料添加剂的有效成分。为提高食品的质量，改善酒的风味，特别是保护广大公众的身体健康，开发和利用天然原料或成分的绿色食品添加剂是目前发展的方向。
本发明的目的是针对上述情况，提供一种以天然原料，具体讲是均以粮食发酵产物的乳酸和乙醇为原料，生产作为食品添加剂的乳酸乙酯的合成方法。
本发明所说的以天然原料合成乳酸乙酯的方法，是先将粮食发酵产物的乳酸按常规方式加热至120℃左右，脱水制备成乳酸内酯，再与粮食发酵产物的乙醇混合，在苯乙烯强酸型大孔阳离子交换树脂-三氯化铝络合型催化剂存在下，在80±3℃和常规搅拌条件下至少反应2小时后，再升温至120±5℃，在保持物料平衡的条件下连续加入乙醇，并同时收集由醇带出的粗酯馏出物，至乳酸乙酯产物全部馏出，对收集的粗酯馏出物按常规作精馏处理。
以苯乙烯强酸型大孔阳离子交换树脂(常用代号为D001)作为酯化反应所必需的酸性催化剂使用已有报导。经进一步的研究发现，使该树脂与三氯化铝络合后，尽管可根据需要改变其间的络合比例关系，但均可产生提高催化性能的效果。经试验，使苯乙烯强酸型大孔阳离子交换树脂与三氯化铝以重量为(0.9～1.1)∶1的比例相络合，可显著提高其催化性能。本发明所说的苯乙烯强酸型大孔阳离子交换树脂-三氯化铝络合型催化剂的制备可采用的方法是：将所需比例的苯乙烯强酸型大孔阳离子交换树脂与三氯化铝，或可使树脂的比例适当过量，在无水乙醇和二硫化碳的混合溶剂中，搅拌回流反应3～5小时后，冷却，过滤，分别用水、丙酮、乙醚和热的异丙醇等溶剂洗涤，除去未反应的三氯化铝和树脂后，真空干燥即可。
在本发明的酯化方法中，虽然催化剂用量的多少不会对反应的进行产生本质的影响，只会涉及对乳酸乙酯产品收率的高低，但经试验，催化剂的用量与所用乳酸量之比以在(0.1～0.15)/1(重量)范围内为好。为提高乳酸乙酯的收率，原料乳酸和乙醇除可按计算量投料外，可按常规使乙醇有适当的过量，一般可使原料中乳酸与乙醇的摩尔用量之比在1/(1～1.5)的范围内即可。
以下介绍的是作为对本发明上述内容进一步详细说明的实例。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述的实例。
先制备催化剂：将重量比为(1～1.5)∶1的D001树脂和无水三氯化铝，置于由等量的无水乙醇和二硫化碳组成的混合溶剂中，缓慢搅拌下(一般可控制为50～80转/分)加热回流3～5小时后，自然冷却至室温，过滤，并依次用水、丙酮、乙醚和热的异丙醇洗涤后，真空干燥备用。
将1000千克粮食发酵产物的乳酸按常规方式加热至120℃左右，使其脱水而制备成乳酸内酯(乳酸酐)，约得乳酸内酯800千克。再将其与700千克粮食发酵产物的无水乙醇混合，乳酸与乙醇投料的摩尔比约1/1.4，并投入上述备用的催化剂120千克，催化剂/乳酸的重量比为0.12/1。常规搅拌条件下，升温至～80℃条件下反应约2～7.5小时后，再升温至～120℃，在保持物料平衡的条件下缓慢连续加入乙醇，并同时收集由醇带出的粗酯馏出物，至釜内的乳酸乙酯产物全部馏出止。所收集的粗酯馏出物在精馏塔中作常规的精馏处理，即为精制的乳酸乙酯产品，收率＞95％。经红外光谱分析表明，本合成产物的红外光谱(如图1所示)与SADTLER标准图中的乳酸乙酯(15773K)的光谱完全一致，可认定为是乳酸乙酯产物。经食品检测机构检验，乳酸乙酯含量达99％以上，碳同位素测定，14C比活度为15.2DPM/g.c，天然度达98％。由此可以看出，本发明的合成方法不仅可用于制备具有绿色食品添加剂性质的乳酸乙酯，而且反应时间短，反应条件温和安全，操作简便，收率高，产品的纯度好，具有良好的推广价值。
Claims (5)
1．一种以天然原料合成乳酸乙酯的方法，其特征在于先将粮食发酵产物的乳酸按常规方式加热制备成乳酸内酯，再与粮食发醇产物的乙醇混合，在苯乙烯强酸型大孔阳离子交换树脂-三氯化铝络合型催化剂存在下，在80±3℃和常规搅拌条件下至少反应2小时后，再升温至120±5℃，在保持物料平衡的条件下连续加入乙醇，并同时收集由醇带出的粗酯馏出物，至乳酸乙酯产物全部馏出，对收集的粗酯馏出物按常规作精馏处理。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于所说催化剂中苯乙烯强酸型大孔阳离子交换树脂与三氯化铝的含量比为(0.9～1.1)∶1。
3．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所说催化剂的用量与所用乳酸量之比为(0.1～0.15)/1(重量)。
4．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所说的原料中乳酸与乙醇的摩尔用量之比为1/(1～1.5)。
5．如权利要求3所述的方法，其特征在于所说的原料中乳酸与乙醇的摩尔用量之比为1/(1～1.5)。
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