利用二聚水分子的無水糖醇的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無水糖醇的制備方法，所述方法通過利用二聚水分子（即，從葡 萄糖原液中獲取葡萄糖結(jié)晶后剩余的結(jié)晶母液）來實(shí)現(xiàn)。更具體地，涉及一種無水糖醇的 制備方法，該方法是將氫化糖進(jìn)行脫水反應(yīng)而轉(zhuǎn)換成無水糖醇的方法，其通過將制備葡萄 糖時產(chǎn)生的副產(chǎn)物至廢棄物的二聚水分子進(jìn)行加氫反應(yīng)而得到的結(jié)果物作為所述氫化糖 的至少一部分來使用，從而與使用高純度原料物質(zhì)（例如，高純度山梨醇）相比，能夠相對 降低原料費(fèi)用，從而可提高經(jīng)濟(jì)性，并且能夠減少制備葡萄糖時的廢棄物產(chǎn)生量及處理費(fèi) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 氫化糖（亦稱"糖醇"）為在糖類具有的還原性末端基上附加氫而獲得的化合物。 一般具有的化學(xué)式為HOCH 2(CHOH)nCH2OH(其中，n為2至5的整數(shù)），根據(jù)碳的數(shù)量分為丁 糖醇（tetritol)、戊糖醇（pentitol)、己糖醇（hexitol)及庚糖醇（heptitols)(碳的數(shù)量 分別為4、5、6及7)。其中，碳的數(shù)量為6的己糖醇包括山梨醇、甘露醇、艾杜醇、半乳糖醇 等。山梨醇和甘露醇是效用性尤其高的物質(zhì)。
[0003] 無水糖醇呈分子內(nèi)具有2個羥基的二醇（diol)形態(tài)，可以利用來源于淀粉的己糖 醇來制備（例如，韓國授權(quán)專利第10-1079518號，韓國公開專利公報第10-2012-0066904 號）。鑒于無水糖醇為源自可再生天然資源的環(huán)保物質(zhì)，很久之前就備受關(guān)注，并且一直進(jìn) 行關(guān)于其制備方法的研宄。目前，這些無水糖醇中由山梨醇制備的異山梨醇的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用范 圍最廣。
[0004] 無水糖醇的用途非常廣，其用途為心臟及血管疾病治療、斑片粘合劑 (文I [別）、簌口劑等藥劑，化妝品產(chǎn)業(yè)中的組合物的溶劑，食品產(chǎn)業(yè)中的乳化劑 等。并且，可以提高聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚碳酸酯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂等高分 子物質(zhì)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并且具有改善上述物質(zhì)的強(qiáng)度的效果。并且，由于是來源于天然 物的環(huán)保材料，因此，在生物塑料等塑料產(chǎn)業(yè)中非常有用。并且，已知其可以用作粘合劑、環(huán) 保增塑劑、生物降解性高分子、水溶性漆的環(huán)保溶劑。
[0005] 如此，無水糖醇以多種的可利用性受到矚目，并且在實(shí)際產(chǎn)業(yè)中的利用度也逐漸 提高。然而，現(xiàn)有的無水糖醇的制備方法中，用于脫水反應(yīng)的原料及催化劑費(fèi)用高，轉(zhuǎn)換率、 蒸餾及精制收率低。因此，需要開發(fā)通過使用進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)性的方法來制備無水糖醇的 技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 要解決的技術(shù)問題
[0007] 本發(fā)明是為了解決前述的現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題 為提供一種無水糖醇的制備方法，所述方法將制備葡萄糖時產(chǎn)生的副產(chǎn)物乃至廢棄物的二 聚水分子用作原料物質(zhì)，從而可提高經(jīng)濟(jì)性，并且能夠減少制備葡萄糖時的廢棄物產(chǎn)生量 及處理費(fèi)用。
[0008] 技術(shù)方案
[0009] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種無水糖醇的制備方法，其特征為，所述無水糖 醇的制備方法包括將氫化糖進(jìn)行脫水反應(yīng)而轉(zhuǎn)換成無水糖醇的步驟，并且將二聚水分子進(jìn) 行加氫反應(yīng)而得到的結(jié)果物作為所述氫化糖的至少一部分來使用。
[0010] 有益效果
[0011] 根據(jù)本發(fā)明制備無水糖醇時，與使用高純度原料物質(zhì)（例如，純度為90%以上的 高純度山梨醇）相比，能夠降低原料費(fèi)用的同時，還能夠獲得同等水平或其以上的無水糖 醇轉(zhuǎn)換率，從而可提高經(jīng)濟(jì)性，并且能夠減少制備葡萄糖時的廢棄物產(chǎn)生量及處理費(fèi)用。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下，對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
[0013] 本發(fā)明的無水糖醇的制備方法，其特征為，將氫化糖進(jìn)行脫水反應(yīng)而轉(zhuǎn)換成無水 糖醇的步驟中，將二聚水分子進(jìn)行加氫反應(yīng)而得到的結(jié)果物作為所述氫化糖的至少一部分 來使用。
[0014]所述氫化糖（hydrogenated sugar)通常也稱為糖醇（sugar alcohol)，表示在糖 類具有的還原性末端基上附加氫而獲得的化合物。氫化糖根據(jù)碳的數(shù)量分為丁糖醇、戊糖 醇、己糖醇及庚糖醇（碳的數(shù)量分別為4、5、6及7)。其中，碳的數(shù)量為6的己糖醇包括山梨 醇、甘露醇、艾杜醇、半乳糖醇等，山梨醇和甘露醇是效用性尤其高的物質(zhì)。
[0015] 本說明書中所述的'無水糖醇'表示通過任一方式在一個以上步驟中，從所述氫化 糖原來的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中去掉一個以上的水分子而獲得的任一物質(zhì)。
[0016] 本說明書中'二聚水分子'表示制備葡萄糖時將葡萄糖原液進(jìn)行結(jié)晶化處理而形 成葡萄糖結(jié)晶（無水結(jié)晶或含水結(jié)晶）后，對其結(jié)果物進(jìn)行過濾而獲得葡萄糖結(jié)晶后所剩 余的結(jié)晶母液，通常具有82~90重量％的葡萄糖含量及10~18重量％的低聚糖（二糖 類、三糖類、四糖類等）。
[0017] 本發(fā)明中，對于二聚水分子的加氫反應(yīng)，沒有特別的限制，可以直接使用在糖類 的還原性末端基上附加氫的常規(guī)反應(yīng)，或者可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變形而使用。例如，可以通過 在氮存在的情況下，將鎳作為催化劑投入到二聚水分子中，并將反應(yīng)溫度升溫至115°C至 130°C，并投入氫而將壓力調(diào)整為60氣壓，反應(yīng)30分鐘至2小時等的方式來進(jìn)行二聚水分 子的加氫反應(yīng)。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一具體例，將二聚水分子進(jìn)行加氫反應(yīng)而得到的結(jié)果物優(yōu)選具有80 重量％以上（例如，80至88重量％ )含量的山梨醇，更優(yōu)選具有84重量％以上（例如，84 至88重量％)含量的山梨醇。如果將二聚水分子進(jìn)行加氫反應(yīng)而得到的結(jié)果物中的山梨 醇含量達(dá)不到80重量％，則無水糖醇制備工序的經(jīng)濟(jì)性提高效果會不充分。
[0019] 本發(fā)明中，欲轉(zhuǎn)換成無水糖醇的氫化糖的至少一部分來源于將二聚水分子進(jìn)行加 氫反應(yīng)而得到的結(jié)果物。例如，欲轉(zhuǎn)換成無水糖醇的氫化糖的10重量％以上，更優(yōu)選為30 重量％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為50重量％以上，更進(jìn)一步優(yōu)選為80重量％以上，最優(yōu)選為100 重量％可以來源于將二聚水分子進(jìn)行加氫反應(yīng)而得到的結(jié)果物。整體氫化糖中，除了將二 聚水分子進(jìn)行加氫反應(yīng)而得到的結(jié)果物以外，其余的可以為常規(guī)的高純度氫化糖（例如， 純度為90%以上的高純度山梨醇）。
[0020] 本發(fā)明中，至少包含一部分將二聚水分子進(jìn)行加氫反應(yīng)而得到的結(jié)果物的氫化糖 會通過脫水反應(yīng)而轉(zhuǎn)換成無水糖醇。對于將氫化糖進(jìn)行脫水的方法，沒有特別的限制，可以 直接使用本技術(shù)領(lǐng)域所公開的公知的方法，或者可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變形而使用。
[0021] 將氫化糖進(jìn)行脫水而轉(zhuǎn)換為無水糖醇時，優(yōu)選使用酸催化劑。可以將硫酸、鹽酸、 磷酸等的單一酸催化劑用作酸催化劑，更優(yōu)選使用硫酸。還可以使用第一酸及第二酸的混 合酸，更優(yōu)選地，使用硫酸作為第一酸，使用選自甲烷磺酸、對甲苯磺酸、硼酸、乙烷磺酸、苯 磺酸、萘磺酸及硫酸鋁中的一種以上的酸作為第二酸。酸催化劑的使用量優(yōu)選為每100重 量份的氫化糖中使用0. 5至10重量份。如果酸催化劑的量過少于上述范圍時，則轉(zhuǎn)換為無 水糖醇所需的時間會過長；相反，如果酸催化劑的量過多于上述范圍時，則會存在糖類高分 子生成增多且轉(zhuǎn)換率降低的問題。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一具體例，將氫化糖轉(zhuǎn)換為無水糖醇的步驟可以在如上所述的酸催 化劑存在的情況下，在105~200°C溫度條件（更優(yōu)選為110~150°C )及1至lOOmmHg的 壓力條件（更優(yōu)選為1至50mmHg)下進(jìn)行1~10小時（更優(yōu)選為2~5小時），但并不限 定于此。
[0023] 在進(jìn)行氫化糖的脫水反應(yīng)時使用酸催化劑的情況下，反應(yīng)結(jié)果液優(yōu)選被中和。中 和可以在完