[发明专利]一种萃取分离聚乙二醇脂肪酸单双酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工分离过程，具体涉及一种萃取分离聚乙二醇脂肪酸单双酯的方法。

背景技术

聚乙二醇脂肪酸酯是一种非离子型表面活性剂，无毒、无味、可以被生物完全降解，广泛应用于洗涤剂、化妆品、纺织、农业、医药等领域。聚乙二醇脂肪酸酯常用的合成方法有两类：一是在碱性条件下，以环氧乙烷和脂肪酸进行乙氧基化反应，由于环氧乙烷属于易燃易爆物质，反应需在氮气保护和高压反应釜内进行，且聚合度的控制较难，工艺条件较为苛刻；二是以聚乙二醇与脂肪酸进行酯化反应或者与其他的脂肪酸酯进行酯交换反应合成。后者更加安全，聚合度的控制更容易，因此聚乙二醇脂肪酸酯的合成多采用酯化反应或酯交换反应。

由于聚乙二醇的两个羟基反应活性相当，酯化反应或酯交换反应会生成聚乙二醇脂肪酸单酯与双酯的混合物。即使是乙氧基化反应，同样会生成聚乙二醇脂肪酸单双酯的混合物。为了得到单酯的纯品，反应时可通过选择性保护一个羟基，酯化反应结束后再脱保护，如使用硼酸保护一个羟基。这种方法由于反应时间长，工艺繁琐，较少被采用。市场上的聚乙二醇脂肪酸单酯与双酯的产品均为混合物，大多是通过调节反应原料中聚乙二醇与脂肪酸的比例得到含量相对较高的一种酯作为主产物，如加入过量的酸会生成含量相对较多的双酯，加入过量的聚乙二醇会生成含量相对较高的单酯。

由于聚乙二醇脂肪酸的单酯与双酯结构性质相近且都是具有一定分子量分布的聚合物，分离及分析具有一定的难度。市场上现有的聚乙二醇脂肪酸单双酯的产品，对其中的成分及含量没有做详细说明，且不同厂家之间由于原料与生产工艺不尽相同造成单双酯的相对含量及分子量分布的不同，因此市场上聚乙二醇脂肪酸单双酯的产品混乱。同时单双酯的区别在于与聚乙二醇相连的疏水取代基的个数不同，因此单双酯的表面活性及亲水性有很大的差别，以混合物形式存在的产品在应用方面受到限制，尤其在对产品成分及含量有严格规定的医药领域的应用受到限制。因此采用分离的方法从聚乙二醇脂肪酸单双酯混合物中分离得到单酯与双酯的纯品对单双酯分析方法的建立及后续的应用具有重要的意义。

通过反应条件的优化增加单酯含量的报道如：国际专利文献WO2007038025公布了一种以甲醇钠为催化剂，通过反应前预热多元醇合成高纯度多元醇单酯的方法；美国专利文献US3669848公布了在170℃～285℃、减压蒸馏下，高选择性地合成丙二醇单酯的方法。以上两个专利文献中提供的方法针对多元醇，但对于聚合度稍大的聚乙二醇不适用，因为对于链长较长的聚乙二醇，一端的羟基反应后，对另一端的羟基几乎没有空间位阻效应，不影响另一端的羟基进行酯化反应，因此难以通过控制反应条件，选择性地只生成聚乙二醇脂肪酸单酯。

美国专利文献US20090192329A1公布了一种不使用催化剂合成聚乙二醇脂肪酸酯的方法，其中提高单双酯相对含量的方法为调节原料中醇与酸的比例。

由于单双酯结构类似，性质接近，文献中较少提到单双酯的分离问题，少数提及单双酯分离的方法也主要采用色谱法或萃取法。色谱法是一种在分离中经常被采用的方法，尤其对于分离难度较大的体系。Gerald J.Papariello(Journal of the American Oil Chemists’Society,(1960),37:396–399）等报道了一种以硅胶为固定相，梯度洗脱分离聚乙二醇油酸单双酯的方法。但是色谱法存在固定相与溶剂的消耗大，处理量有限的缺点。

萃取法分离聚乙二醇脂肪酸单双酯具有设备简单、操作方便、适用于进行连续性大规模工业化生产的特点。Jia-heng Lei(Journal of Surfactants and Detergents,(2012),15:117–121)等发表了一种使用乙酸乙酯/食盐水体系萃取分离聚乙二醇丙烯酸单双酯的方法，但此方法只适用于脂肪酸的碳链长度很短的单双酯的分离，对于长碳链脂肪酸的聚乙二醇单双酯的分离没有效果。

发明内容

本发明提供了一种萃取分离聚乙二醇脂肪酸单双酯的方法，采用水、亲水性离子液体、亲水性离子液体与水组成的二元混合溶剂或者完全溶于水的极性有机溶剂与水组成的二元混合溶剂为萃取剂，绿色环保，便于回收再利用，具有广阔的应用前景；且该萃取方法，对脂肪酸的碳链长度没有特殊要求。

一种萃取分离聚乙二醇脂肪酸单双酯的方法，包括以下步骤：