專利名稱：一種微波制備高聚合度聚甘油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波輻射制備高聚合度聚甘油的方法；屬于精細(xì)化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚甘油是指甘油的聚合物，是由甘油分子本身相互間脫水縮合反應(yīng)生成。它可直接用作增稠劑、保濕劑，其硝酸酯是高級液體炸藥，其乙酸酯可作PVC及纖維素材料的增塑劑，其脂肪酸脂是性能優(yōu)良的非離子表面活性劑。聚甘油已廣泛用于化妝品、洗滌劑、食品工業(yè)和聞分子材料的制造等。從甘油出發(fā)由堿催化合成聚甘油是目前普遍采用的方法。該方法的優(yōu)勢在于原料充足、價(jià)格低廉，反應(yīng)時(shí)間短，對設(shè)備要求低，環(huán)狀聚甘油含量低，但存在諸如反應(yīng)溫度高， 產(chǎn)品色澤稍深，難得到高聚合度聚甘油的缺點(diǎn)。以甘油為原料，堿催化合成聚甘油的聚合度通常為2、3和4，而9聚以上的聚甘油用此法是難得到的。浙江工業(yè)大學(xué)的王力炯等人報(bào)道，以甘油為原料，氫氧化鈉為催化劑，在260°C的高溫下，需反應(yīng)730min，才可以得到平均聚合度為9的聚甘油。微波系指波長為Imm lm、頻率為300MHz 300GHz的電磁波。自從1986年加拿大化學(xué)教授Gedye等人將微波應(yīng)用于有機(jī)反應(yīng)以來，它已日益顯示出多方面的優(yōu)越性， 從而受到人們的廣泛關(guān)注。與常規(guī)條件下的有機(jī)反應(yīng)相比，微波反應(yīng)具有反應(yīng)時(shí)間短、副產(chǎn)物少、產(chǎn)品易于分離、產(chǎn)率高等特點(diǎn)。本發(fā)明是用微波輻射對聚甘油的現(xiàn)有合成方法進(jìn)行改進(jìn)，縮短反應(yīng)的時(shí)間，降低反應(yīng)溫度，減少副產(chǎn)物，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，得到高聚合度的聚甘油。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有聚合甘油制備方法的不足，本發(fā)明的目的是提供一種縮短反應(yīng)的時(shí)間， 降低反應(yīng)溫度，提高產(chǎn)品質(zhì)量的高聚合度聚甘油的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，該方法是在反應(yīng)器中加入反應(yīng)底物甘油和甘油質(zhì)量2 4%的堿性催化劑，在整個(gè)反應(yīng)過程持續(xù)通入氮?dú)庵廖锪现袔С龇磻?yīng)產(chǎn)生的水，混勻后微波加熱至180°C 210°C， 恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20 30min，停止加熱后繼續(xù)通入氮?dú)庵廉a(chǎn)品冷至120°C 150°C，得到了平均聚合度約為10 25的黃色或淡黃色半固體聚甘油。上述的一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，其中，所述的堿性催化劑為氫氧化鈉或者氫氧化鉀。上述的一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，其中，所述的通入氮?dú)饬魉賾?yīng)滿足維持反應(yīng)的正常進(jìn)行且使物料不暴濺。上述的一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，其中，在IOOmL反應(yīng)器中所述的微波加熱輻射功率為300 500w。上述的一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，其中，在IOOmL反應(yīng)容器中所述的氮?dú)饬魉贋?0 50mL/s。上述的一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，其中，所述的氮?dú)獬隹谔庍B接有冷凝回收裝置。進(jìn)一步的，上述的一種聚甘油的制備方法，該方法是在IOOmL反應(yīng)器中加入反應(yīng)底物甘油和甘油質(zhì)量2 4%的堿性催化劑，先以20 25mL/s的流速向物料中通入氮?dú)猓?氮?dú)獬隹谔庍B接有冷凝回收裝置，混勻后微波加熱升溫至100°C 120°C后，氮?dú)獾牧魉僭龃笾?0 50mL/s并且持續(xù)通入氮?dú)庵钡椒磻?yīng)結(jié)束，增大氮?dú)饬魉俸笊郎刂?80 210°C， 恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20 30min后，停止加熱后繼續(xù)通氮?dú)庵廉a(chǎn)品冷至120°C 150°C左右，得到了平均聚合度約為10 25的半固體聚甘油。本合成方法與傳統(tǒng)加熱方法相比，反應(yīng)時(shí)間由原來的2 4h縮短為20 30min ； 既節(jié)能、省時(shí)、又節(jié)約N2 ；反應(yīng)溫度由原來的250 2800C降低為180°C 210°C，可減少產(chǎn)品在高溫條件下的氧化，使合成操作更簡單、更安全，得到的聚甘油色澤淺，為黃色或淺黃色， 而用常規(guī)加熱生產(chǎn)的相近聚合度聚甘油的顏色為黃色或深綜黃色，甚至是墨綠色。此法合成的聚甘油聚合度高達(dá)10 25。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，任何人在本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)所做的非實(shí)質(zhì)性內(nèi)容的改變，仍在本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)。實(shí)施例I在IOOmL的三口瓶中加入40g甘油和O. 8g NaOH，先以20mL/s的流速向物料持續(xù)中通入氮?dú)?，氮?dú)獬隹谔庍B接有冷凝回收裝置，用來收集氣體帶出的未反應(yīng)的甘油，甘油和 NaOH混勻后將三口瓶放入微波合成儀中，設(shè)定微波加熱功率為300w，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌，升溫至120°C時(shí)，氮?dú)獾牧魉僭龃笾?0mL/s，并且持續(xù)通入氮?dú)庵钡椒磻?yīng)結(jié)束，使得氮?dú)庠诹鲃舆^程中帶出反應(yīng)產(chǎn)生的水，并且保證產(chǎn)品不被氧化，使甘油的縮聚變得易于進(jìn)行，增大氮?dú)饬魉俸笤俅紊郎刂?0(TC，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20min后，停止加熱后繼續(xù)通氮?dú)庵廉a(chǎn)品冷至120°C左右，出料，測定羥值，到了平均聚合度約為13的半固體聚甘油，產(chǎn)品色澤為淡黃色，產(chǎn)率為92.1%，聚甘油含量97.8%。所得產(chǎn)品的具體指標(biāo)參見表I。實(shí)施例2在IOOmL的三口瓶中加入40g甘油和I. 2g NaOH，先以20mL/s的流速向物料持續(xù)中通入氮?dú)?，氮?dú)獬隹谔庍B接有冷凝回收裝置，用來收集氣體帶出的未反應(yīng)的甘油，甘油和 NaOH混勻后將三口瓶放入微波合成儀中，設(shè)定微波加熱功率為500w，以150轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌，升溫至100°C時(shí)，氮?dú)獾牧魉僭龃笾?0mL/s，并且持續(xù)通入氮?dú)庵钡椒磻?yīng)結(jié)束，使得氮?dú)庠诹鲃舆^程中帶出反應(yīng)產(chǎn)生的水，并且保證產(chǎn)品不被氧化，使甘油的縮聚變得易于進(jìn)行，增大氮?dú)饬魉俸笤俅紊郎刂?90°C，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20min后，停止加熱后繼續(xù)通氮?dú)庵廉a(chǎn)品冷至130°C左右，出料，測定羥值，到了平均聚合度約為20的半固體聚甘油，產(chǎn)品色澤為淡黃色，收率為94. 6%，聚甘油含量96. 7%。所得產(chǎn)品的具體指標(biāo)參見表I。實(shí)施例3在IOOmL的三口瓶中加入40g甘油和I. 6g NaOH，先以20mL/s的流速向物料持續(xù)
4中通入氮?dú)?，氮?dú)獬隹谔庍B接有冷凝回收裝置，用來收集氣體帶出的未反應(yīng)的甘油，甘油和 NaOH混勻后將三口瓶放入微波合成儀中，設(shè)定微波加熱功率為400w，以150轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌，升溫至100°C時(shí)，氮?dú)獾牧魉僭龃笾?5mL/s，并且持續(xù)通入氮?dú)庵钡椒磻?yīng)結(jié)束，使得氮?dú)庠诹鲃舆^程中帶出反應(yīng)產(chǎn)生的水，并且保證產(chǎn)品不被氧化，使甘油的縮聚變得易于進(jìn)行，增大氮?dú)饬魉俸笤俅紊郎刂?10°C，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20min后，停止加熱后繼續(xù)通氮?dú)庵廉a(chǎn)品冷至150°C左右，出料，測定羥值，到了平均聚合度約為25的半固體聚甘油，產(chǎn)品色澤為黃色，產(chǎn)率為90. I%，聚甘油含量96. 3%。所得產(chǎn)品的具體指標(biāo)參見表I。實(shí)施例4在IOOmL的三口瓶中加入40g甘油和I. 6g NaOH，先以40mL/s的流速向物料中持續(xù)通入氮?dú)庵钡椒磻?yīng)結(jié)束，使得氮?dú)庠诹鲃舆^程中帶出反應(yīng)產(chǎn)生的水，并且保證產(chǎn)品不被氧化，使甘油的縮聚變得易于進(jìn)行，甘油和NaOH混勻后將三口瓶放入微波合成儀中，設(shè)定微波加熱功率為400w，以150轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌，升溫至200°C時(shí)，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20min 后，停止加熱后繼續(xù)通氮?dú)庵廉a(chǎn)品冷至150°C左右，出料，測定羥值，到了平均聚合度約為 22的半固體聚甘油，產(chǎn)品色澤為淡黃色，產(chǎn)率為90. 8%，聚甘油含量96. 5%。所得產(chǎn)品的具體指標(biāo)參見表I。表I廣品的具體指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，其特征在于，該方法是在反應(yīng)器中加入反應(yīng)底物甘油和甘油質(zhì)量2 4%的堿性催化劑，在整個(gè)反應(yīng)過程持續(xù)通入氮?dú)庵廖锪现袔С龇磻?yīng)產(chǎn)生的水，混勻后微波加熱至180°C 210°C，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20 30min，停止加熱后繼續(xù)通入氮?dú)庵廉a(chǎn)品冷至120°C 150°C，得到了平均聚合度約為10 25的黃色或淺黃色半固體聚甘油。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，其特征在于，所述的堿性催化劑為氫氧化鈉或者氫氧化鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，其特征在于，所述的通入氮?dú)饬魉賾?yīng)滿足維持反應(yīng)的正常進(jìn)行且使物料不暴濺。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，其特征在于，所述的微波加熱，當(dāng)使用IOOmL反應(yīng)器時(shí)，微波輻射功率為300 500w。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，其特征在于，使用 IOOmL的反應(yīng)容器時(shí)，所述的氮?dú)饬魉贋?0 50mL/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微波制備高聚合度聚甘油的方法，其特征在于，所述的氮?dú)獬隹谔庍B接有冷凝回收裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種聚甘油的制備方法，其特征在于，該方法是在IOOmL反應(yīng)器中加入反應(yīng)底物甘油和甘油質(zhì)量2 4%的堿性催化劑，先以20 25mL/s的流速向物料中通入氮?dú)?，氮?dú)獬隹谔庍B接有冷凝回收裝置，混勻后微波加熱升溫至100°C 120°C 后，氮?dú)獾牧魉僭龃笾?0 50mL/s，并且持續(xù)通入直到反應(yīng)結(jié)束，增大氮?dú)饬魉俸笊郎刂?180 210°C，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20 30min后，停止加熱后繼續(xù)通氮?dú)庵廉a(chǎn)品冷至120°C 150°C左右，得到了平均聚合度約為10 25的半固體聚甘油。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微波制備高聚合度聚甘油的方法；旨在提供一種采用微波輻射方式，通較大流量的氮?dú)獗Ｗo(hù)反應(yīng)物，使產(chǎn)物不被氧化，同時(shí)也能及時(shí)帶走反應(yīng)過程中生成的水，使甘油的縮聚變得易于進(jìn)行的高聚合度聚甘油的制備方法；其技術(shù)要點(diǎn)是該方法是在反應(yīng)器中加入反應(yīng)底物甘油和甘油質(zhì)量2～4％的堿性催化劑，混勻后微波加熱至180℃～210℃，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20～30min，在整個(gè)反應(yīng)過程持續(xù)通入氮?dú)庵廖锪现袔С龇磻?yīng)產(chǎn)生的水，停止加熱后繼續(xù)通入氮?dú)庵廉a(chǎn)品冷至120℃～150℃，得到了平均聚合度約為10～25的黃色或淺黃色半固體聚甘油；本發(fā)明屬于精細(xì)化工產(chǎn)品制備技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號C07C41/09GK102604073SQ20121001435
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者彭夢俠, 陳梓云 申請人:梅州五指石科技有限公司