Способ получения моноглицеридов насыщенных или ненасыщенных высших жирных кислот

 

О П И С А Н И Е (и) 447400

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.10.72 (21) 1839637/23-4 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.10.74. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 26.08.75 (51) М. Кл. С 07с 69/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 547.426.21 (088.8) (72) Авторы изобретения

Д. А. Чернышева, А. А. Арендарук, А. А. Шмидт, Е. И. Люстгартен, А. С. Завадовская, Н. Г. Полянский и Л. С. Девятерикова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОГЛИЦЕРИДОВ

НАСЫЩЕННЫХ ИЛИ НЕНАСЫЩЕННЫХ ВЫСШИХ

ЖИРНЫХ КИСЛОТ

Изобретение относится к способам получения моноглицеридов насыщенных и ненасыщенных высших жирных кислот, которые могут найти применение в пищевой и кондитерской промышленности

Известен способ получения моноглицеридов, заключающийся в том, что глицерин нагревают с кислотами в среде диоксана в присутствии в качестве катализатора серной кислоты с одновременным удалением реакционной воды в виде азеотропа с диоксаном с последующим выделением продукта известными приемами, например экстракцией эфиром. Полученный продукт содержит до 90% моноглицерида. Однако известный способ характеризуется необходимостью тщательной отмывки продукта от серной кислоты, а следовательно, большим количеством сточных вод, осмолением продукта, особенно в случае получения ненасыщенных моноглицеридов, что требует дополнительной очистки продукта и приводит к значительным дополнительным потерям.

Предлагается способ получения моноглицеридов насыщенных или ненасыщенных высших жирных кислот путем этерификации глицерина кислотами в среде диоксана при повышенной температуре с одновременной отгонкой реакционной воды в присутствии кислотного катализатора с последующим выделением целевого продукта известными приемами, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества продукта и сокращения расхода реагентов, в качестве кислотного катализатора используют сульфокатиониты, ацилированные хлорангидридами жирных кислот

С15 — С», с содержанием ацильных групп 15—

65%.

Преимуществом данного способа по сравнению с известным является также возможность регенерации растворителя и многократного использования катализатора, что сокращает расход реагентов.

Продукт можно выделять любым известным способом, например с помощью анионита

АВ-17.

Пример 1. В четырехгорлую колбу с мешалкой, термометром и обратным холодильником помещают 55,9 г катионита, содержащего 65% или 30% ацильных групп, 990 мл диоксана, нагревают смесь до 100 С и прибавляют 230 г горячего (100 С) глицерина и

142,3 г стеариновой кислоты. Реакционную массу перемешивают при 100 — 105 С 4 час, затем заменяют обратный холодильник прямым и в течение 4 час отгоняют 30% загруженного диоксана в виде азеотропа с выделившейся при реакции водой, после чего смесь снова нагревают с обратным холодильником до тех пор пока, кислотное число реакционной массы не достигнет 2 — 2,5 мг КОН (1—

447400

2 час). Катионит отфильтровывают, от фильтрата отгоняют диоксан при 65 — 70 С в течение 45 — 60 мин. Затем при 60 — 70 С отделяют на центрифуге глицерин и продукт подают при разбрызгивании в стакан с 375 мл воды при 5 работающей мешалке и 20 — 25 С, Образующиеся гранулы моностеарата глицерина перемешивают с водой в течение

10 мин при 20 — 25 С, Продукт отфильтровывают, расплавляют, сливают воду и остаток 10 сушат в вакууме. Получают 170 r продукта с кислотным числом 9 мг КОН/г, содержащего

81 /о моноглицерида и 3 глицерина.

Продукт можно выделить также путем экстракции бензолом фильтрата, полученного 15 после удаления катионита. Бензольный раствор промывают горячей водой для удаления глицерина и диоксана, обрабатывают анионитом АВ-17 в ОН-форме с целью отделения непрореагировавшей стеариновой кислоты и от- 20 гоняют из элюата бензол. Получают продукт с кислотным числом 1 — 1,5 мг КОН, содержание моностеарата до 85 /о.

Пример 2. Ведут синтез так же, как в примере 1, но после удаления катализатора охлаждают фильтрат до 35 — 40 С и сливают выделившийся глицерин. Затем при медленном перемешивании снижают температуру смеси продуктов реакции и растворителя до

10 — 12 С, выпавший осадок моноглицерида з0 отфильтровывают, расплавляют и при 70—

75 С от расплава в вакууме отгоняют диоксан за время, не превышающее 45 — 60 мин. Отде-ляют глицерин, который выделяется после удаления растворителя, а остатки глицерина отмывают от продукта, как описано в примере 1. Дальнейшую обработку моностеарата глицерина производят по методике, описанной в примере 1. Получают 140,5 r продукта с кислотным числом 2 мг КОН/г, содержанием 40 моноэфира 92 /о, глицерина 2,7 /о.

Пример 3. В четырехгорлую колбу с мешалкой, термометром, обратным холодильником помещают 55,9 r катионита К0-1-15, 990 мл диоксана, нагревают до 100 С и загру- 4> жают 230 г глицерина, нагретого до 100 С, и

141,3 r олеиновой кислоты. Ведут реакцию так, как описано в примере 1, и так же обрабатывают реакционную смесь, но отделяют центрифугированием избыток глицерина после вакуумной отгонки диоксана при более низкой температуре (40 — 60 С). Промывают продукт водой также при другой температуре (1 — 5 С). Полученный продукт имеет кислотное число 10 мг КОН/r, содержит 89/о моноолеата глицерина, 1,5 /о свободного глицерина.

Пример 4. На лабораторной установке исследуют непрерывную этерификацию глицерина олеиновой кислотой.

Реакционную смесь, состоящую из олеиновой кислоты и глицерина (молярное соотношение 1:5), и 260,5 мл диоксана на каждые

100 г смеси реагентов подают снизу в колон4 ну при 96 — 105 С. Колонна имеет высоту

350 мм, диаметр 30 мм, снабжена рубашкой, в которой циркулирует нагретый до 115—

125 С глицерин. Колонну заполняют ионитом

КО-1-15, предварительно набухшим в диоксане. Выделившуюся при реакции воду удаляют через верхнюю часть колонны в виде азеотропа с диоксаном. Через капельную воронку сверху подают диоксан в количестве, равном отогнанному. Смесь продуктов реакции обрабатывают, как в предыдущем примере. Скорость подачи реакционной массы меняют от

0,19 до 2,5 мл/г час. При скорости 0,19—

1,4 мл/г час синтезированный продукт содержит менее 5 /о непрореагировавшей олеиновой кислоты и до 85 — 90 /о моноолеата глицерина.

После обработки анионитом АВ-17 в ОН-форме содержание моноолеата достигает 94 /о.

При больших скоростях содержание непрореагировавшей олеиновой кислоты возрастает до

8 — 12 /о, что снижает качество продукта.

П р и мер 5. В четырехгорлую колбу помещают 11,17 r катионита, использованного десятикратно в аналогичных синтезах, и 198 мл диоксана, нагревают до 100 С и загружают

46,04 г глицерина и 28,45 r стеариновой кислоты. Реакционную массу перемешивают при

100 — 105 С 4 час, затем медленно в течение

2 час отгоняют 40 мл диоксана (0,2 от загруженного количества) для удаления выделившейся при реакции воды в виде азеотропа с диоксаном. После отгонки азеотропа продолжают нагревание с обратным холодильником до тех пор, пока кислотное число не снизится до 2,0 — 2,5 мг КОН/r (1 — 2 час). Отфильтровывают катионит, промывают горячим диоксаном, фильтрат упаривают в вакууме, отстаивают при 78 — 80 С глицерин, сливают его, а остатки удаляют из продукта с водяным паром. Получают 34,2 r моностеарата глицерина с кислотным числом 11 мг КОН/r и содержанием моноэфира 84 /о, глицерина 1,8 /О. После обработки анионитом АВ-17 получают 32,6 г моностеарата глицерина с кислотным числом

1,5 мг КОН/г и содержанием моноэфира 90 /о.

Предмет изобретения

1. Способ получения моноглицеридов насыщенных или ненасыщенных высших жирных кислот путем этерификации глицерина кислотами в среде диоксана при повышенной температуре с одновременной отгонкой реакционной воды в присутствии кислотного катализатора с последующим выделением целевого продукта известными приемами, о тл и ч аю щи и с я тем, что, с целью улучшения качества продукта и сокращения расхода реагентов, в качестве кислотного катализатора используют сульфокатиониты, ацилированные хлорангидридами жирных кислот С 5 — Сд с содержанием ацильных групп 15 — 65 /о.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем,. что выделение продукта осуществляют с использованием анионита АВ-17.