專利名稱：以天然原料合成乳酸乙酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種以天然原料合成乳酸乙酯的方法。
乳酸乙酯是一種重要的食品添加劑，特別還是影響酒類制品品質(zhì)好壞的一項(xiàng)重要指標(biāo)，同時也是一種飼料添加劑的有效成分。為提高食品的質(zhì)量，改善酒的風(fēng)味，特別是保護(hù)廣大公眾的身體健康，開發(fā)和利用天然原料或成分的綠色食品添加劑是目前發(fā)展的方向。
本發(fā)明的目的是針對上述情況，提供一種以天然原料，具體講是均以糧食發(fā)酵產(chǎn)物的乳酸和乙醇為原料，生產(chǎn)作為食品添加劑的乳酸乙酯的合成方法。
本發(fā)明所說的以天然原料合成乳酸乙酯的方法，是先將糧食發(fā)酵產(chǎn)物的乳酸按常規(guī)方式加熱至120℃左右，脫水制備成乳酸內(nèi)酯，再與糧食發(fā)酵產(chǎn)物的乙醇混合，在苯乙烯強(qiáng)酸型大孔陽離子交換樹脂-三氯化鋁絡(luò)合型催化劑存在下，在80±3℃和常規(guī)攪拌條件下至少反應(yīng)2小時后，再升溫至120±5℃，在保持物料平衡的條件下連續(xù)加入乙醇，并同時收集由醇帶出的粗酯餾出物，至乳酸乙酯產(chǎn)物全部餾出，對收集的粗酯餾出物按常規(guī)作精餾處理。
以苯乙烯強(qiáng)酸型大孔陽離子交換樹脂(常用代號為D001)作為酯化反應(yīng)所必需的酸性催化劑使用已有報導(dǎo)。經(jīng)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，使該樹脂與三氯化鋁絡(luò)合后，盡管可根據(jù)需要改變其間的絡(luò)合比例關(guān)系，但均可產(chǎn)生提高催化性能的效果。經(jīng)試驗(yàn)，使苯乙烯強(qiáng)酸型大孔陽離子交換樹脂與三氯化鋁以重量為(0.9～1.1)∶1的比例相絡(luò)合，可顯著提高其催化性能。本發(fā)明所說的苯乙烯強(qiáng)酸型大孔陽離子交換樹脂-三氯化鋁絡(luò)合型催化劑的制備可采用的方法是將所需比例的苯乙烯強(qiáng)酸型大孔陽離子交換樹脂與三氯化鋁，或可使樹脂的比例適當(dāng)過量，在無水乙醇和二硫化碳的混合溶劑中，攪拌回流反應(yīng)3～5小時后，冷卻，過濾，分別用水、丙酮、乙醚和熱的異丙醇等溶劑洗滌，除去未反應(yīng)的三氯化鋁和樹脂后，真空干燥即可。
在本發(fā)明的酯化方法中，雖然催化劑用量的多少不會對反應(yīng)的進(jìn)行產(chǎn)生本質(zhì)的影響，只會涉及對乳酸乙酯產(chǎn)品收率的高低，但經(jīng)試驗(yàn)，催化劑的用量與所用乳酸量之比以在(0.1～0.15)/1(重量)范圍內(nèi)為好。為提高乳酸乙酯的收率，原料乳酸和乙醇除可按計算量投料外，可按常規(guī)使乙醇有適當(dāng)?shù)倪^量，一般可使原料中乳酸與乙醇的摩爾用量之比在1/(1～1.5)的范圍內(nèi)即可。
以下介紹的是作為對本發(fā)明上述內(nèi)容進(jìn)一步詳細(xì)說明的實(shí)例。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述的實(shí)例。
先制備催化劑將重量比為(1～1.5)∶1的D001樹脂和無水三氯化鋁，置于由等量的無水乙醇和二硫化碳組成的混合溶劑中，緩慢攪拌下(一般可控制為50～80轉(zhuǎn)/分)加熱回流3～5小時后，自然冷卻至室溫，過濾，并依次用水、丙酮、乙醚和熱的異丙醇洗滌后，真空干燥備用。
將1000千克糧食發(fā)酵產(chǎn)物的乳酸按常規(guī)方式加熱至120℃左右，使其脫水而制備成乳酸內(nèi)酯(乳酸酐)，約得乳酸內(nèi)酯800千克。再將其與700千克糧食發(fā)酵產(chǎn)物的無水乙醇混合，乳酸與乙醇投料的摩爾比約1/1.4，并投入上述備用的催化劑120千克，催化劑/乳酸的重量比為0.12/1。常規(guī)攪拌條件下，升溫至～80℃條件下反應(yīng)約2～7.5小時后，再升溫至～120℃，在保持物料平衡的條件下緩慢連續(xù)加入乙醇，并同時收集由醇帶出的粗酯餾出物，至釜內(nèi)的乳酸乙酯產(chǎn)物全部餾出止。所收集的粗酯餾出物在精餾塔中作常規(guī)的精餾處理，即為精制的乳酸乙酯產(chǎn)品，收率＞95％。經(jīng)紅外光譜分析表明，本合成產(chǎn)物的紅外光譜(如

圖1所示)與SADTLER標(biāo)準(zhǔn)圖中的乳酸乙酯(15773K)的光譜完全一致，可認(rèn)定為是乳酸乙酯產(chǎn)物。經(jīng)食品檢測機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，乳酸乙酯含量達(dá)99％以上，碳同位素測定，14C比活度為15.2DPM/g.c，天然度達(dá)98％。由此可以看出，本發(fā)明的合成方法不僅可用于制備具有綠色食品添加劑性質(zhì)的乳酸乙酯，而且反應(yīng)時間短，反應(yīng)條件溫和安全，操作簡便，收率高，產(chǎn)品的純度好，具有良好的推廣價值。
權(quán)利要求
1．一種以天然原料合成乳酸乙酯的方法，其特征在于先將糧食發(fā)酵產(chǎn)物的乳酸按常規(guī)方式加熱制備成乳酸內(nèi)酯，再與糧食發(fā)醇產(chǎn)物的乙醇混合，在苯乙烯強(qiáng)酸型大孔陽離子交換樹脂-三氯化鋁絡(luò)合型催化劑存在下，在80±3℃和常規(guī)攪拌條件下至少反應(yīng)2小時后，再升溫至120±5℃，在保持物料平衡的條件下連續(xù)加入乙醇，并同時收集由醇帶出的粗酯餾出物，至乳酸乙酯產(chǎn)物全部餾出，對收集的粗酯餾出物按常規(guī)作精餾處理。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說催化劑中苯乙烯強(qiáng)酸型大孔陽離子交換樹脂與三氯化鋁的含量比為(0.9～1.1)∶1。
3．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所說催化劑的用量與所用乳酸量之比為(0.1～0.15)/1(重量)。
4．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所說的原料中乳酸與乙醇的摩爾用量之比為1/(1～1.5)。
5．如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所說的原料中乳酸與乙醇的摩爾用量之比為1/(1～1.5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種以天然原料合成乳酸乙酯的方法,先將糧食發(fā)酵產(chǎn)物的乳酸按常規(guī)方式加熱制備成乳酸內(nèi)酯,再與糧食發(fā)酵產(chǎn)物的乙醇混合,在苯乙烯強(qiáng)酸型大孔陽離子交換樹脂－三氯化鋁絡(luò)合型催化劑存在下,在80±3℃和常規(guī)攪拌條件下至少反應(yīng)2小時后,再升溫至120±5℃,在保持物料平衡的條件下連續(xù)加入乙醇,并同時收集由醇帶出的粗酯餾出物,至乳酸乙酯產(chǎn)物全部餾出,對收集的粗酯餾出物按常規(guī)作精餾處理。
文檔編號C07C67/08GK1229790SQ9811191
公開日1999年9月29日 申請日期1998年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月19日
發(fā)明者孟永財, 羅通 申請人:尹昌樹