沒食子酸丙酯的合成新方法
2023-09-21 22:20:25 1
專利名稱：沒食子酸丙酯的合成新方法
技術領域：
本發明涉及一種食品抗氧化劑的合成新方法，特別是一種沒食子酸丙酯的合成新方法。
沒食子酸丙酯(化學式C10H12O5)是經國際糧農組織(FAO)和世界衛生組織(WHO)批准，在國內外廣泛推廣使用的一種食品抗氧化劑。它適用於肉類製品、魚類製品、罐頭食品、糕點、方便麵、乳化劑、食油和油脂等各類食品，具有阻止或延緩食品腐敗變質以及延長食品保鮮期限的顯著優點。傳統的沒食子酸丙酯的合成方法是以沒食子酸與正丙醇為起始原料，用濃硫酸作為催化劑和脫水劑，在120℃的條件下進行酯化反應和蒸餾，得到沒食子酸丙酯的粗製品，再經洗滌、重結晶與脫色、冷卻過濾、乾燥等工序，製得沒食子酸丙酯的成品。該合成方法存在的主要缺點是，沒食子酸丙酯的成品得率很低，僅為50～60%，因此產品成本費用很高，每噸約需20多萬元人民幣。造成成品得率低的主要原因有兩個一是在酯化反應體系中，濃硫酸既是催化劑和脫水劑，又是強氧化劑，由於酯化反應是在較高的溫度條件下進行的，因此濃硫酸對參與反應的起始原料沒食子酸和反應生成物沒食子酸丙酯同時起到極強的氧化作用，甚至燒焦;二是酯化反應中生成的水尚不能被脫水劑濃硫酸全部吸附，因此，當反應體系達到平衡時，酯化反應就難以向正方向進行，直接影響沒食子酸的轉化率。如何解決現有技術所存在的問題，已成為當今食品抗氧化劑技術領域中亟待解決的難度較高的研究課題。
本發明的目的是為克服現有技術的缺點而提供一種沒食子酸丙酯的合成新方法，它不僅能夠大幅度提高沒食子酸丙酯的成品得率、降低產品成本，而且該合成工藝穩定可靠、產品質量達到國家標準。
根據本發明提出的沒食子酸丙酯的合成新方法，它以沒食子酸和正丙醇為起始原料，經酯化反應和蒸餾，得到沒食子酸丙酯的粗製品，再經洗滌、冷卻過濾、重結晶與脫色、冷卻過濾和乾燥等工序，製得沒食子酸丙酯的成品，其特徵是酯化反應中以環己烷為帶水劑和芳磺酸為催化劑，其起始物料的投料比為沒食子酸∶正丙醇∶環己烷∶芳磺酸＝1∶3.0～3.5∶1.8～2.5∶0.1～0.2(質量比)，酯化反應溫度為60～80℃，反應時間為15～20小時，蒸餾的溫度為60～110℃，洗滌的投料比為水∶沒食子酸丙酯粗製品＝1∶5(質量比)，洗滌溫度為100℃。本發明的反應原理是在酯化反應體系中，以環己烷為帶水劑，將反應中生成的水不斷帶出反應體系之外，使反應向正方向進行，直至反應完全;又以芳磺酸為催化劑，它對參與反應的起始原料沒食子酸和反應生成物沒食子酸丙酯的氧化作用極其微弱，因此有利於酯化反應的正向進行;同時整個酯化反應過程及蒸餾分離過程均在較低溫度下進行，也有利於減小起始原料和反應生成物的氧化作用，以提高酯化反應的轉化率。
本發明與現有技術相比其顯著優點是(1)沒食子酸丙酯的成品得率大幅度提高，達到93～96%;(2)沒食子酸丙酯的成本費用降低40%以上;(3)生產工藝穩定可靠，產品質量達到國家GB3263-82標準;(4)本發明特別適合於對現有生產工藝的技術改造，以提高生產效率和降低原材料消耗等。
本發明的具體實施方案由以下附圖
和實施例給出。
附圖是根據本發明提出的沒食子酸丙酯合成新方法的工藝流程方框示意圖。
下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
本發明提出的沒食子酸丙酯的製造工藝，所採用的各種原材料均符合化工部部頒標準或企業標準。其中芳磺酸應當符合國家藥用標準。
實施例1(以投料500g沒食子酸為例)。
首先選擇投料比沒食子酸∶正丙醇∶環己烷∶芳磺酸＝1∶3∶2.1∶0.1，然後按照該比例準確稱取沒食子酸500g、正丙醇1500g、環己烷1050g和芳磺酸50g。
操作步驟第一步是將沒食子酸、正丙醇、環己烷和芳磺酸同時加入到帶溢水管的反應釜中，並在65℃和帶攪拌條件下進行酯化反應，同時去水，反應時間為15小時。第二步將第一步得到的反應物料進行蒸餾和物料分離，蒸餾的溫度由65℃逐步升溫至100℃，蒸餾末了時的溫度可以達到110℃，以保證蒸餾效果。蒸餾後得到的沒食子酸丙酯粗製品及其微量芳磺酸進入下一道處理工序，正丙醇和環己烷重新作為原料循環使用。第三步將第二步得到的沒食子酸丙酯粗製品及其微量芳磺酸用100℃沸水洗滌，去除沒食子酸表面的芳磺酸，投料比為水∶沒食酯酸丙酯粗製品＝1∶5。第四步將第三步得到的物料冷卻和過濾，得到去酸後的沒食子酸丙酯粗製品，物料冷卻時的溫度由100℃降至15℃。第五步將第四步得到的沒食子酸丙酯粗製品用100℃沸水進行重結晶，同時加入脫色劑活性碳進行脫色(一般進行兩次)，投料比為沒食子酸丙酯粗製品∶水∶脫色劑＝1∶2∶0.3，第六步將第五步得到的物料冷卻和過濾，得到溼沒食子酸丙酯精製品，物料冷卻時的溫度由100℃降至15℃。第七步將第六步得到的溼沒食子酸丙酯精製品在60℃條件下進行乾燥，時間20小時。由此得到沒食子酸丙酯成品465g，得率達93.0%。
將該沒食子酸丙酯進行理化分析，測得含量99.80±0.07%(以C10H12O5計)、熔點148.0±0.3℃、砷＜0.0003%(以As計)、重金屬＜0.001%(以Pb計)、乾燥失重＜0.5%和灼燒殘渣＜0.1%。各項指標均符合國家GB326-82標準。
實施例2(以投料1000g沒食子酸為例)。
首先選擇投料比沒食子酸∶正丙醇∶環己烷∶芳磺酸＝1∶3.3∶1.8∶0.15，然後按照該比例準確稱取沒食子酸1000g、正丙醇3300g、環己烷1800g和芳磺酸150g。
操作步驟第一步反應溫度75℃、反應時間20小時，其餘步驟同實施例1。第二步至第六步同實施例1。第七步得到沒食子酸丙酯成品962g，得率達96.2%，其餘步驟同實施例1。
將該沒食子酸丙酯進行理化分析，測得含量99.70±0.05%(以C10H12O5計)、熔點147.8±0.2℃、砷＜0.0003%(以As計、重金屬＜0.001%(以Pb計)、乾燥失重＜0.5%和灼燒殘渣＜0.1%。各項指標均符合國家GB3263-82標準。
權利要求
一種食品抗氧化劑沒食子酸丙酯(化學式C10H12O5)的合成新方法，它以沒食子酸和正丙醇為起始原料，經酯化反應和蒸餾，得到沒食子酸丙酯的粗製品，再經滌洗、重結晶與脫色、過濾和乾燥，製得沒食子酸丙酯的成品，其特徵是(1)酯化反應中以環已烷為帶水劑和芳磺酸為催化劑；(2)起始物料的投料比為沒食子酸∶正丙醇∶環已烷∶芳磺酸=1∶3～3.5∶1.8～2.5∶0.1～0.2(質量比)；(3)酯化反應溫度為60-80℃；(4)酯化反應時間為15-20小時；(5)蒸餾溫度為60-110℃；(6)洗滌的投料比為水∶沒食子酸丙酯粗製品=1∶5(質量比)；(7)洗滌溫度為100℃。
全文摘要
本發明涉及一種食品抗氧化劑沒食子酸丙酯的合成新方法。它以沒食子酸和正丙醇為起始原料，在帶水劑環己烷和催化劑芳磺酸的作用下，並在較低溫度條件下酯化和蒸餾製得沒食子酸丙酯粗製品，再經洗滌、重結晶與脫色、冷卻過濾和乾燥等工序製得沒食子酸丙酯精製品(成品)。本發明不僅能夠大幅度提高沒食子酸丙酯的成品得率、降低產品成本，而且該合成工藝穩定可靠、產品質量達到國家CB3263-82標準。
文檔編號C07C69/84GK1083044SQ9210768
公開日1994年3月2日 申請日期1992年8月17日 優先權日1992年8月17日
發明者蔣鵬舉, 耿彭 申請人:南京理工大學