朱霄鵬 姜國(guó)平 申利娟 嚴(yán)曉陽(yáng) 鄭紹成

（1.浙江迪耳化工有限公司，浙江 金華 321016；2.浙江師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江 金華 321004）

蔗糖苯甲酸酯為無(wú)色至微黃色玻璃狀固體或白色粉末，是一種優(yōu)良的樹脂及塑料的功能性添加劑，用于高級(jí)油墨、涂料用樹脂及塑料改性劑和增塑劑等,亦可用作指甲油成膜劑[1-4]。

酯類產(chǎn)品的合成通常用酸、酸酐或酰氯與含羥基的化合物?；?，蔗糖分子中含有8個(gè)羥基，為達(dá)到全酰化的目的，酰化劑通常選用?；芰^強(qiáng)的酸酐或酰氯[5-6]。本文采用工業(yè)上易得的苯甲酰氯為?；瘎瑲溲趸c為除酸劑，具有反應(yīng)速度快，產(chǎn)品酯化程度高的優(yōu)點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

儀器：安捷倫7890A氣相色譜，JJ-3數(shù)顯控溫電動(dòng)攪拌器，2XZ-2真空油泵，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀R-1O01N，721分光光度計(jì)。

試劑：工業(yè)級(jí)苯甲酰氯、食用級(jí)蔗糖、化學(xué)純氫氧化鈉、化學(xué)純甲苯。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

在裝有電動(dòng)攪拌器、溫度計(jì)及兩個(gè)分別裝有苯甲酰氯和30%液堿的恒壓滴液漏斗的250 mL四口燒瓶中先加入甲苯、蔗糖。在冰水浴中攪拌降溫冷卻，先后滴加入30%液堿和苯甲酰氯，控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)液的pH。滴加完畢后保溫反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用熱水洗滌至水層pH=7～8，有機(jī)層用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸餾回收溶劑，即得產(chǎn)品。分別檢測(cè)產(chǎn)品的酯化度、溶劑殘留（GC）[7]、酸度（以苯甲酸計(jì)）和濁度（透過(guò)百分率）。產(chǎn)品的收率按蔗糖八取代苯甲酸酯計(jì)算。反應(yīng)方程式如下：

2 結(jié)果與討論

2.1 合成正交實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了4因素3水平正交實(shí)驗(yàn)，考察各因素對(duì)蔗糖苯甲酸酯合成收率的影響，結(jié)果見表1和表2。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素及水平表

表2 正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果

圖1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表2可見，各因素對(duì)產(chǎn)品的收率影響順序?yàn)椋簆H＞反應(yīng)溫度＞原料配比＞反應(yīng)時(shí)間。各因素的最優(yōu)組合是 A3B3C2 D1，即 n（苯甲酰氯）：n（蔗糖）=9.2:1，反應(yīng)時(shí)間為5 h，pH為11，反應(yīng)溫度控制在5℃。在最優(yōu)條件下制備了產(chǎn)品蔗糖苯甲酸酯，其收率為95.7%（以蔗糖八取代苯甲酸酯計(jì)）。

在最優(yōu)條件下做穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表3 重復(fù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品收率

2.2 產(chǎn)品的質(zhì)量

在最優(yōu)條件下合成的蔗糖苯甲酸酯，常溫下為白色固體粉末，熔融冷卻后為玻璃狀固體，經(jīng)檢測(cè)，其酯化度為 7.7，溶劑殘留（GC）為 1×10-3，濁度（透過(guò)百分率）為96.5%，酸度（以苯甲酸計(jì)）為0.22%。產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 結(jié)論

（1）以苯甲酰氯和蔗糖為原料，甲苯為溶劑，氫氧化鈉為縛酸劑，合成了產(chǎn)品蔗糖苯甲酸酯，得出該路線最佳反應(yīng)條件是：n(苯甲酰氯)：n(蔗糖)=9.2:1，反應(yīng)時(shí)間為5 h，反應(yīng)溫度為 5℃，pH為11。在此條件下合成的產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品總收率為95.7%。

（2）從實(shí)驗(yàn)過(guò)程中看出，反應(yīng)時(shí)間和原料投料比對(duì)收率的影響較小，從生產(chǎn)效率和原料成本上考慮，工業(yè)化生產(chǎn)工藝中可以選擇相對(duì)較短的反應(yīng)時(shí)間和較小的原料投料比以節(jié)約生產(chǎn)成本。

（3）合成過(guò)程中原料均為市場(chǎng)上易得，工藝具有反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)品收率高，反應(yīng)易于控制等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)較理想工藝。

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