乙酸异丁酸蔗糖酯.doc

(完整版)乙酸异丁酸蔗糖酯
乙酸异丁酸蔗糖酯
骆 萌
一、简介
乙酸异丁酸蔗糖酯,英文名称：Sucrose Acetate Iso—butyrate， SAIB，一种重要的蔗糖衍生物，在蔗糖分子中有8个羟基被异丁酰基和乙酰基取代的蔗糖酯，即异丁酰与乙酰（酸）的蔗糖混合酯，含有几种不同异物体。因乙酸酯与异丁酸酯的比约为2:6,又称为二乙酸六异丁酸蔗糖酯（Sucrose Diacetate Hexaisobutyrate）。
我们在本文中用SAIB表示乙酸异丁酸蔗糖酯，其结构式为:
式中：R1=R2=－COCH3
或－COCH（CH3）2
分子式：C40H62O19，C12H14O3(OR）8
R：CH3—C- 或CH3-CH—C-
｜｜ | |｜
O CH3 O
平均分子量：846.90
性状:浅稻草澄清粘稠液体，滋味及气味醇和.30℃以下凝为固体，30-40℃时呈半流粘稠液，40℃以上为易流动液体.不溶于水，易溶于多数有机溶剂，如芳香烃类，脂肪酮类，酮类等。相对密度1.14—1.15，是一种优良的相对密度调节剂，可代替阿拉伯胶用于乳化香精作为浮混剂.由于它能与各种香精油互溶，对色素有湿润分散力.
二、用途
SAIB一般用作食品添加剂，如稳定剂，增重剂，无醇饮料的混浊剂,可防止饮料出现“环化现象”，“乳油析出现象”以及“分离现象”,SAIB有类脂的特性，可用于调节油相的密度。生化研究表明，SAIB在体内化谢过程中大部分会被降解，其余经大小便排出，故是无毒的。它在1975年和1977年经FAO/WHO委员会认定为食品添加剂.现在也被中国食品添加剂委员会认定为可用的食品添加剂,国标GB12493—90（106.14）。
其实，SAIB在工业上有更广泛的用途，特别是用作油墨，涂料、造纸、饮料和制药等行业中的控制释放剂。
SAIB由于挥发性低，不易水解和变色，无毒，被用于软饮料中作为分散精油,香料的雾化剂。它在碳酸和非碳酸饮料中作为密度调节剂或重量调节剂已用了许多年。由于SAIB本身中性味道，故不含影响饮料的风味。SAIB还有很好的氧化稳定性。它由100%的碳水化合物组成，热量值为400卡/100克。
SAIB也用在控制释放药物传输体系中，分为注射或口服。由于它引起粘度的变化而产生生物相溶的粘附，在相关药物传输体系中药物（如荷尔蒙）的释放时间可调控.
SAIB和另一种蔗糖衍生物（蔗糖八苯甲酸酯)的折射率接近于纤维素，可提高低张对热和光的稳定性，可印刷性，制作透明纸。
SAIB用于涂料和印刷油墨有其优点：A、低挥发性，可产生更高的固含量；B、浅颜色;C、与聚合物树脂,油和蜡有更好相溶性。一个突出的例子是，SAIB在升温时可用作增塑剂，如改良食品包装上印油的粘性,光泽和热稳定性,这还可为成膜聚合物的改性扩链剂，使硝酸纤维素酯膜的硬度增加。
由于SAIB有双官能团，可用于热熔胶和涂料中，如桌面餐具包装涂料和机器部件包装涂料.SAIB在热熔胶中表现出稳定化作用，在热老化过程中表现出良好的颜色保持力和稳定性，还可有助于分散色素.SAIB与涂料和油墨中的交联树脂有很好的相溶性,并且有助形成稳定的悬浮液.
SAIB还用作化妆品、护肤品、调味品、香料固定剂、阻燃剂、胶体制造、纺织品处理和聚合物交联剂以及粘合剂等.
三、质量指标
1、含量（C40H62O19） 98。8%-101.9％
2、折光率（20℃） 1。454±0.010
3、比重（25℃） 1。155±0。015
4、重金属 ≤0。0010
5、砷(%） ≤0。0003
6、灰分（%） ≤0.10
7、酸值（mg，KOH/g) ≤1。0
8、色值(铁钴比色） ≤5号
9、水溶物（%) ≤0.1
此标准是对食品级SAIB而说的,其使用限量：GB2760-86：乳化香精，70g/kg，汽水，0。14g/kg。
四、生产工艺
SAIB的生产工艺,可用“由蔗糖与乙酸酯和异丁酸酐酯化后蒸馏而得的一种蔗糖酯”来概括。著名生产公司EASTMAM指出“SAIB是通过将天然糖（蔗糖）与醋酐、异丁酸酐进行可控制化而制成"的产品，“为高醇度蒸馏而得”。我国轻工日化专家以国内现有的工业原料为基础,采用酰卤酯化法，经过酯化深度，SAIB分子结构中醋酸与异丁酸适宜比例的系统探讨，开发了SAIB系列产品。在酯化中引进了保护基团技术,克服了蔗糖在酸性条件下的水解问题，制定了SAIB合成工艺，比国外通用的酸酐酯化法工艺大大简化，做到了基本上无三废污染，产品成本低,质量稳定可靠。
我们在合成乙酸异丁酸蔗糖酯的工作中，分为三步：①异丁酸与甲醇生成异丁酸甲酯；②蔗糖与乙酸生成二乙酸蔗糖酯；③二乙酸蔗糖酯再与异丁酸甲酯作用生成乙酯异丁酸蔗糖酯。得到的粗品SAIB提纯精制的方法有多种，如溶济抽提法,高真空（0.133Pa以下）将粗品进行分子蒸馏。
实验：
1、异丁酸甲酯的合成：
将1mol异丁酸,适量甲醇钠放入烧瓶中,瓶上有回流冷疑管，磁力搅拌器,温度计,滴液漏斗.在恒温槽中加热至70℃，甲醇从滴液漏斗慢慢加入到烧瓶中，在搅拌和甲醇回流条件下反应1h后,蒸馏出过量的甲醇，水洗三次，干燥后称重,测定产品的酯价及酸值，计称酯化率.
2、二乙醇四异丁酸蔗糖酯的合成
把6mol异丁酸甲酯加入至装有搅拌器，回流冷凝管、温度计的 器口烧瓶中，再称取2mol乙酸和1mol蔗糖，0.1mol氧化钾，用少量纯水溶解后加入至烧瓶中,在电热炉中加热至90℃(温度可调）,在搅拌下边反应边蒸馏出甲醇，反应3h后，将瓶中的反应物移入分液漏计,加入苯和蒸馏水，静置2-3h后，分出下层水相,利用酯溶于苯溶于水的性质,加以分离。得到的水相先蒸馏出水分,再加入丁酮和少量乙酸，蔗糖和乙酸钾不溶于丁酮，过滤后将其分离，滤液蒸馏出丁酮,得二乙酸四异丁酸蔗糖酯,称量后计称产率。
五、主要原料：
醋酸；异丁酸、甲醇、碳酸钾,氢氧化钾等,工业级.蔗糖，食品级，广西绵白糖。
六、生产装备：
反应釜，蒸发器,过滤器,冷却沉降池，浓缩系统，真空装置等。
七、市场：
SAIB主要产于国外，美国EASTMAN公司和塞拉尼斯公司等.在我国有专门供货，用于可塑剂和食品添加剂。我国重庆、厦门、陕西、浙江、广东等地已有公司生产SAIB，质量可与进口品相比美，但价格上有优势。因为SAIB在食品饮料业和其他工业中用量很大,生产成本低，市场前景好，有重要的经济价值。