CN103087015A - 一种药用辅料油酸山梨坦的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种药用辅料油酸山梨坦的制备方法。其特征在于，它包括以下步骤：在反应器中加入固体山梨醇粉末，搅拌，升温至80℃-105℃，使其熔融，然后加入酸性催化剂，搅拌，在真空条件下于90℃-110℃脱水，反应完成后，中和剩余的酸性催化剂，过滤，再经脱色，过滤，浓缩，干燥，得到1,4-失水山梨醇；在反应器中加入油酸、上述制备得到的1,4-失水山梨醇和碱性催化剂，所述1,4-失水山梨醇和油酸的质量比为1:2.06-2.41，通氮除氧，然后搅拌升温，于190℃-210℃进行酯化反应，反应完成后，降温，脱色，过滤，得到油酸山梨坦。该制备方法工艺简单，反应时间短，制备得到的产物油酸山梨坦色泽浅，纯度高，理化性质符合药典2010版二部的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工合成方法，尤其涉及一种药用辅料油酸山梨坦的制备方法。
背景技术
油酸山梨坦（也称失水山梨醇单油酸酯或司盘80）是一种重要的非离子表面活性剂，常用作W/O型乳化剂。由于其优异的乳化、分散和润湿等表面活性，且无毒、无刺激、低挥发、临界胶束浓度较高和胶束自由能较低等特点，在石油、食品、化妆品和医药等行业应用广泛。
关于油酸山梨坦的制备中，传统的一步碱催化法是将山梨醇和油酸在碱性催化剂存在下，于190℃-260℃同时进行醚化和酯化。如专利CN102260228A公开了一步法合成油酸山梨坦的生产工艺，它是将山梨醇和油酸在高效复合催化剂存在下，在190-240℃，同时进行醚化和酯化反应5-8h。该法虽然简单，但由于酯化和醚化反应同时进行，往往出现酯化反应进行的较好，而醚化成环不足，使得油酸山梨坦分子中的内醚化程度低，直链的山梨醇酯的含量较大，最终的结果是产品的内部规整性差，外观的表现是流动性差，混浊，固化等。同时，山梨醇在较高的温度、较长的反应时间作用下，会进一步的脱水，多种反应在同一反应温度下进行，导致反应产物色泽深、透明度差，副产物多，质量不稳定，更有甚者焦化严重，使其应用前景受到限制。
在《催化剂对合成失水山梨醇油酸酯酯化反应的影响》（冯西平；《科技资讯》；2010年第17期）提出两步法合成油酸山梨坦，即首先在碱性催化剂作用下将山梨醇与脂肪酸酯化成山梨醇脂肪酸单酯或双酯；然后山梨醇脂肪酸单酯与双酯在酸性催化剂作用下进行脱水成酐。该方法先酯化，再醚化，酯化反应引入的酯基空间位阻大，导致后期醚化困难；且在前期酯化过程中残留的不饱和脂肪酸在醚化过程中易被氧化，得到的产物颜色为棕色至深棕色，甚至发黑。
在《优质失水山梨醇单油酸酯的合成》（毛连山，《化工时刊》，2005年第19卷第5期）中提到采用先醚化后酯化的方法制备失水山梨醇单油酸酯，但其醚化的温度较高，为160-180℃，可能会导致山梨醇过度失水及长时间暴露于高温环境中发生焦化，进而导致产物的颜色较深。除此，其酯化反应过程中采用抽真空排除氧气的方法，在抽真空的同时也抽走了一部分的油酸，导致物料的损失，其中酸醇的物质的量比达到1.5以上才能得到合格的产物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足而提供一种药用辅料油酸山梨坦的制备方法。该制备方法工艺简单，反应时间短，制备得到的产物油酸山梨坦色泽浅，纯度高，理化性质符合药典2010版二部的要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种药用辅料油酸山梨坦的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（1）在反应器中加入固体山梨醇粉末，搅拌，升温至80℃-105℃，使其熔融，然后加入酸性催化剂，搅拌，在真空条件下于90℃-110℃脱水，反应完成后，中和剩余的酸性催化剂，过滤，再经脱色，过滤，浓缩，干燥，得到1,4-失水山梨醇；
（2）在反应器中加入油酸、上述制备得到的1,4-失水山梨醇和碱性催化剂，所述1,4-失水山梨醇和油酸的质量比为1:2.06-2.41，通氮除氧，然后搅拌升温，于190℃-210℃进行酯化反应，反应完成后，降温，脱色，过滤，得到油酸山梨坦。
按上述方案，所述步骤（1）中的酸性催化剂为磷酸、亚磷酸、对甲苯磺酸、5-35wt%的硫酸、或者是富含氢质子的固体酸，所述催化剂的用量为山梨醇质量的0.5wt%-3wt%。
按上述方案，所述步骤（1）中的脱水温度优选为95℃-110℃，脱水时间优选为2h-4h，真空度值不得高于0.01MPa。
按上述方案，所述步骤（1）中的中和用试剂为氢氧化钙、氢氧化镁或氢氧化钡的水溶液，优选为饱和氢氧化钙溶液。
按上述方案，所述步骤（1）中的脱色是加入活性炭进行，所述的活性炭优选为药用级活性炭。
按上述方案，所述步骤（2）中的油酸优选为油酸含量≥78wt%的植物油酸；所述固体山梨醇优选为药用级山梨醇粉末。
按上述方案，所述步骤（2）中的碱性催化剂为碳酸钠、碳酸氢钠、氧化镁或氧化锌，所述催化剂的用量为1,4-失水山梨醇和油酸总质量的0.5wt%-3wt%。
按上述方案，所述步骤（2）中的酯化反应温度优选为190℃-200℃；酯化反应时间为3h-8h。
本发明通过对原料进行优选，选用固体山梨醇粉末，优选为药用级山梨醇粉末以进行醚化反应，可省去常规使用液体山梨醇时需要对其进行脱水预处理的步骤，简化了工艺，进一步地在真空条件下进行脱水反应，可降低脱水反应温度，提高脱水反应效率，避免山梨醇过度失水及温度过高而可能导致的焦化现象，以在较快的时间内完成1,4-失水山梨醇的制备，然后将制备而得的粗产物1,4-失水山梨醇经后处理可达到色泽浅，纯度高的1,4-失水山梨醇的制备；接着再将其与油酸，优选为油酸含量≥78%的植物油酸，于一定的摩尔比用量下，于通氮除氧的条件下再碱性催化剂的催化作用下进行酯化反应，如此可一方面保证酯化反应的顺利进行，另一方面也可避免采用抽真空除氧处理而带来的油酸损失，最后将制得的酯化产物经脱色，过滤，得到色泽浅，纯度高，理化性质符合药典2010版二部的要求的油酸山梨坦。
本发明的有益效果：
工艺简单，可控，反应时间短，制备的产物油酸山梨坦色泽浅，纯度高，理化性质符合药典2010版二部的要求。
具体实施方式
实施例1：
在装有温度计的250mL三口烧瓶中，加入固体山梨醇粉末100g，搅拌，升温至95℃熔融，加入1g质量分数为20%的硫酸，抽真空至0.01MPa，升温至105℃脱水2.5h。然后降温至30℃，用饱和氢氧化钙溶液中和，过滤，除去过量的催化剂硫酸。加活性炭脱色，过滤除去活性炭，浓缩，干燥得到1，4-失水山梨醇。
在装有温度计、冷凝管和氮气导入管的250mL三口烧瓶中，加入36g 1, 4-失水山梨醇、74.3g质量分数为80%的植物油酸（两者的摩尔比为1:1.2）和1.1g碳酸钠，通氮气30min，搅拌升温至200℃，酯化反应4h。降温，加活性炭脱色，过滤，除去活性炭，得到油酸山梨坦。
实施例2：
在装有温度计的250mL三口烧瓶中，加入药用级固体山梨醇粉末100g，搅拌，升温至100℃熔融，加入1.5g质量分数为10%的硫酸，抽真空至0.01MPa，升温至110℃脱水2h。然后降温至30℃，用饱和氢氧化钙溶液中和，过滤，除去过量的催化剂硫酸。加药用级活性炭脱色，过滤除去活性炭，浓缩，干燥得到1, 4-失水山梨醇。
在装有温度计、冷凝管和氮气导入管的250mL三口烧瓶中，加入36g 1, 4-失水山梨醇、80.4g质量分数为80%的植物油酸（两者的摩尔比为1:1.3）和1.16g碳酸钠，通氮气30min，搅拌升温至200℃，酯化反应4h。降温，加药用级活性炭脱色，过滤，除去活性炭，得到油酸山梨坦。
实施例3：
在装有温度计的250mL三口烧瓶中，加入固体山梨醇粉末100g，搅拌，升温至100℃熔融，加入3g质量分数为30%的硫酸，抽真空至0.01MPa，降温至90℃脱水4h。然后降温，用饱和氢氧化钙溶液中和，过滤，除去过量的催化剂硫酸。加活性炭脱色，过滤除去活性炭，浓缩，干燥得到1, 4-失水山梨醇。
在装有温度计、冷凝管和氮气导入管的250mL三口烧瓶中，加入36g 1, 4-失水山梨醇、86.7g油酸（两者的摩尔比为1:1.4）和1.23g碳酸钠，通氮除氧，搅拌升温至200℃，酯化反应4h。降温，加活性炭脱色，过滤，除去活性炭，得到油酸山梨坦。
实施例4，与实施例1基本相同，但有以下改变：
所述的酸性催化剂为磷酸；
所述的碱性催化剂为碳酸氢钠；
所加的油酸的质量为77.4g，碳酸氢钠为3.4g。
实施例5，与实施例1基本相同，但有以下改变：
所述的酸性催化剂为亚磷酸；
所述的中和用试剂为氢氧化钡溶液。
实施例6，与实施例1基本相同，但有以下改变：
所述的酸性催化剂为对甲苯磺酸；
所述的中和用试剂为氢氧化镁溶液；
所述的碱性催化剂为氧化镁。
实施例7，与实施例1基本相同，但有以下改变：
所述的酸性催化剂为富含氢质子的固体酸SO4 2-/ZrO2；
所述的碱性催化剂为氧化锌；
所述的酯化反应时间为3h。
实施例8，与实施例1基本相同，但有以下改变：
所加的油酸的质量为83.6g，碳酸钠为2.58g；
所述的酯化反应温度为190℃，反应时间为8h。
实施例9，与实施例1基本相同，但有以下改变：
所加的碳酸钠为0.675g；
所述的酯化反应温度为210℃，反应时间为4h。
实施例1-9所制得的1, 4-失水山梨醇的羟值在1200-1400。所制得的油酸山梨坦为透明淡黄色，酸值≤8，羟值190-215，皂化值145-160，碘值62-76，过氧化值≤10，符合药典2010版二部的要求。
Claims (8)
1.一种药用辅料油酸山梨坦的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（1）在反应器中加入固体山梨醇粉末，搅拌，升温至80℃-105℃，使其熔融，然后加入酸性催化剂，搅拌，在真空条件下于90℃-110℃脱水，反应完成后，中和剩余的酸性催化剂，过滤，再经脱色，过滤，浓缩，干燥，得到1,4-失水山梨醇；
（2）在反应器中加入油酸、上述制备得到的1,4-失水山梨醇和碱性催化剂，所述1,4-失水山梨醇和油酸的质量比为1:2.06-2.41，通氮除氧，然后搅拌升温，于190℃-210℃进行酯化反应，反应完成后，降温，脱色，过滤，得到油酸山梨坦。
2.根据权利要求所述的药用辅料油酸山梨坦的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的酸性催化剂为磷酸、亚磷酸、对甲苯磺酸、5-35wt%的硫酸、或者是富含氢质子的固体酸，所述催化剂的用量为山梨醇质量的0.5wt%-3wt%。
3.根据权利要求所述的药用辅料油酸山梨坦的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的脱水温度为95℃-110℃，脱水时间为2h-4h，真空度值不得高于0.01MPa。
4.根据权利要求所述的药用辅料油酸山梨坦的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的中和用试剂为氢氧化钙、氢氧化镁或氢氧化钡的水溶液。
5.根据权利要求所述的药用辅料油酸山梨坦的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的脱色是加入活性炭进行，所述的活性炭为药用级活性炭。
6.根据权利要求所述的药用辅料油酸山梨坦的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的油酸为油酸含量≥78%的植物油酸；所述固体山梨醇为药用级山梨醇粉末。
7.根据权利要求所述的药用辅料油酸山梨坦的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的碱性催化剂为碳酸钠、碳酸氢钠、氧化镁或氧化锌，所述催化剂的用量为1,4-失水山梨醇和油酸总质量的0.5wt%-3wt%。
8.根据权利要求所述的药用辅料油酸山梨坦的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的酯化反应温度为190℃-210℃；酯化反应时间为3h-8h。
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