蔗糖苯甲酸酯的合成

朱霄鹏 姜国平 申利娟 严晓阳 郑绍成

（1.浙江迪耳化工有限公司，浙江 金华 321016；2.浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江 金华 321004）

蔗糖苯甲酸酯为无色至微黄色玻璃状固体或白色粉末，是一种优良的树脂及塑料的功能性添加剂，用于高级油墨、涂料用树脂及塑料改性剂和增塑剂等,亦可用作指甲油成膜剂[1-4]。

酯类产品的合成通常用酸、酸酐或酰氯与含羟基的化合物酰化而得，蔗糖分子中含有8个羟基，为达到全酰化的目的，酰化剂通常选用酰化能力较强的酸酐或酰氯[5-6]。本文采用工业上易得的苯甲酰氯为酰化剂，氢氧化钠为除酸剂，具有反应速度快，产品酯化程度高的优点。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

仪器：安捷伦7890A气相色谱，JJ-3数显控温电动搅拌器，2XZ-2真空油泵，旋转蒸发仪R-1O01N，721分光光度计。

试剂：工业级苯甲酰氯、食用级蔗糖、化学纯氢氧化钠、化学纯甲苯。

1.2 实验步骤

在装有电动搅拌器、温度计及两个分别装有苯甲酰氯和30%液碱的恒压滴液漏斗的250 mL四口烧瓶中先加入甲苯、蔗糖。在冰水浴中搅拌降温冷却，先后滴加入30%液碱和苯甲酰氯，控制反应温度和反应液的pH。滴加完毕后保温反应，反应结束后，用热水洗涤至水层pH=7～8，有机层用旋转蒸发仪蒸馏回收溶剂，即得产品。分别检测产品的酯化度、溶剂残留（GC）[7]、酸度（以苯甲酸计）和浊度（透过百分率）。产品的收率按蔗糖八取代苯甲酸酯计算。反应方程式如下：

2 结果与讨论

2.1 合成正交实验

根据单因素实验，设计了4因素3水平正交实验，考察各因素对蔗糖苯甲酸酯合成收率的影响，结果见表1和表2。

表1 正交实验因素及水平表

表2 正交实验方案及结果

图1 正交实验结果

由表2可见，各因素对产品的收率影响顺序为：pH＞反应温度＞原料配比＞反应时间。各因素的最优组合是 A3B3C2 D1，即 n（苯甲酰氯）：n（蔗糖）=9.2:1，反应时间为5 h，pH为11，反应温度控制在5℃。在最优条件下制备了产品蔗糖苯甲酸酯，其收率为95.7%（以蔗糖八取代苯甲酸酯计）。

在最优条件下做稳定性实验，结果见表3。

表3 重复实验产品收率

2.2 产品的质量

在最优条件下合成的蔗糖苯甲酸酯，常温下为白色固体粉末，熔融冷却后为玻璃状固体，经检测，其酯化度为 7.7，溶剂残留（GC）为 1×10-3，浊度（透过百分率）为96.5%，酸度（以苯甲酸计）为0.22%。产品符合质量标准的要求。

3 结论

（1）以苯甲酰氯和蔗糖为原料，甲苯为溶剂，氢氧化钠为缚酸剂，合成了产品蔗糖苯甲酸酯，得出该路线最佳反应条件是：n(苯甲酰氯)：n(蔗糖)=9.2:1，反应时间为5 h，反应温度为 5℃，pH为11。在此条件下合成的产品符合质量标准，产品总收率为95.7%。

（2）从实验过程中看出，反应时间和原料投料比对收率的影响较小，从生产效率和原料成本上考虑，工业化生产工艺中可以选择相对较短的反应时间和较小的原料投料比以节约生产成本。

（3）合成过程中原料均为市场上易得，工艺具有反应条件温和，产品收率高，反应易于控制等优点，是实现工业化生产较理想工艺。

[1]Charles W.Paul,Matthew L.Sharak Sucrose benzoate as a tackifier for water sensitive or biodegradable hot melt adhesives:EP,0741177 A2[P].1996-11-06.

[2]Justin Rajesh Rajian and Edward L.Quitevis.Translational diffusion in sucrose benzoate near the glass transition:Probe size dependence in the breakdown of the Stokes-Einstein equation[J].Journal of Chemical Physics.2007,126(22):224506.

[3]Justin Rajesh Rajian,Wei Huang,Ranko Richert.Enhanced translational diffusion of rubrene in sucrose benzoate[J].Journal of Chemical Physics,2006,124(1):14510.

[4]Mikhail Merzlyakov,Sindee L.Simon,and Gregory B.McKenna.Instrumented thick-walled tube method for measuring thermal pressure in fluids and isotropic stresses in thermosetting resins[J].Review of Scientific Instruments,2005,76(6):6390.

[5]吉卯祉.药物合成[M].第 1版.北京:中国中医药出版社,2009：63.

[6]唐培堃.精细有机合成化学与工艺学[M].第2版.天津:天津大学出版社,2006：254.

[7]USP-467,有机挥发性杂质—残留溶剂的限制[S].