有关松香与蔗糖直接合成松香酸蔗糖酯的研究

何松英 韦日水

广西华林化工有限公司 广西崇左 532200

摘要：本研究主要是以无水碳酸钠作催化剂，松香和蔗糖为原料，在助溶剂和蒸馏水中加热直接合成松香酸蔗糖酯。

关键词：松香；蔗糖；松香酸蔗糖酯

1实验部分

1.1实验原理和仪器

松香、黑松香、邻苯二甲酸氢钾、无水乙醇等。FA2004型电子分析天平，DF-Ⅱ型集热式磁力加热搅拌器，Clarus500型气相色谱仪，红外光谱仪FTIR-850，JB90-D型强力电动搅拌机，BZY-2型全自动表面张力仪。

1.2实验步骤

1.2.1测定样品酸值

0.05mol·L-1NaOH标准溶液的配制：称取10g氢氧化钠溶于5L的蒸馏水中，摇匀。以邻苯二甲酸氢钾为基准，对氢氧化钠标准溶液进行标定。取样后分别称取0.15g（准确至0.0001g）左右的试样两份于锥形瓶中，加入无水乙醇和蒸馏水的混合液进行溶解，再加入酚酞指示剂2~3滴，然后用NaOH标准溶液滴定为红色30s不褪色为止。

（1）

式中，V为滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL；C为氢氧化钠标准溶液的的摩尔浓度，mol·L-1；M为试样的质量，g。

1.2.2反应时间

在圆底烧瓶中加入催化剂无水碳酸钠0.50g，松香10.06g，蔗糖13.60g，助溶剂为4.00g，再加入5mL蒸馏水，搅匀，用集热式磁力加热搅拌器在油浴中恒温140℃进行反应。加热6h，每1h取样1次测定酸值，分析结果，最终确定反应时间为3h。

1.2.3反应温度

在圆底烧瓶中加入松香10.06g，蔗糖13.60g，助溶剂为4.00g，无水碳酸钠1.00g，5mL蒸馏水，分别在130℃、140℃、150℃下，按照1.2.2的步骤进行反应，每个温度下反应3h，每1h取样1次测定酸值，通过分析确定最佳反应温度为140℃。

1.2.4助溶剂用量

松香10.06g，蔗糖13.60g，碳酸钠0.50g，5mL蒸馏水，温度140℃，按照前述方式通过加入不同量（2g、3g、4g、5g）的助溶剂制备松香酸蔗糖酯，研究酸值的变化情况，最终确定助溶剂的量是4g。

1.2.5催化剂无水碳酸钠用量

松香10.06g，蔗糖13.60g，助溶剂4.00g，5mL蒸馏水，温度140℃，改变催化剂无水碳酸钠的量（0.00g、0.25g、0.50g、1.00g、1.25g、1.50g、1.75g、2.00g），分别反应3h，每1h取样1次测酸值。从所得的数据分析确定无水碳酸钠的量为0.50g。

1.2.6蒸馏水量

松香10.06g，蔗糖13.60g，碳酸钠0.50g，助溶剂4.00g，温度140℃下进行反应，改变加入蒸馏水的量（10mL、7.5mL、5mL、2.5mL、0mL），分别反应3h，每1h测1次酸值，分析得出蒸馏水的量为5mL。

1.2.7助溶剂种类

松香10.06g，蔗糖13.60g，碳酸钠0.50g，助溶剂4.00g，蒸馏水5mL，温度140℃下进行反应。反应在相同量、不同种类的助溶剂下进行，每种类型分别反应3h，每1h测1次酸值。研究较好的、较适合反应进行的蔗糖酯的类型，最终确定助溶剂类型。

1.2.8不同松香种类

松香10.06g，蔗糖13.60g，碳酸钠0.50g，助溶剂4.00g，蒸馏水5mL，温度140℃下进行反应，松香的量不变，再分别做黑松香，氢化松香的反应。

2结果与讨论

2.1反应时间

对酸值的影响松香10.06g，蔗糖13.60g，助溶剂4.00g，碳酸钠0.50g，蒸馏水5mL，温度140℃。随着反应时间的延长，产物的酸值不断降低，但是3h后，酸值的降低率较小，4h后，继续增加反应时间，酸值降低率几乎为零，说明合成反应已经趋于平衡，因此可确定反应时间３h较为合适。

2.2反应温度对酸值的影响

松香10.06g，蔗糖13.60g，助溶剂4.00g，无水碳酸钠1.00g，5mL蒸馏水，反应时间3h。反应温度为150℃时，酸值降到最低值，而且随着时间增加，酸值具有降低的趋势，但降低率小，可能是前1h内反应已趋于完全。反应温度为130℃时，酸值趋势不是很好，不用考虑。反应温度为140℃时，在前2h，酸值具有明显的降低趋势，而后酸值不变，即反应完全。所以反应温度为140℃、150℃时都适合反应进行。

2.3助溶剂用量对酸值的影响

松香10.06g，蔗糖13.60g，碳酸钠1.25g，5mL蒸馏水，温度为140℃，反应3h。助溶剂量为2g时，反应在2h后变黏，几乎不能搅拌，反应进行不下去。虽然它的酸值较小，但不能采用。助溶剂用量为5g时，3h时，酸值反而上升，反应向着不利于合成松香酸蔗糖酯的方向进行，所以也不用考虑。

2.4催化剂无水碳酸钠用量

对酸值的影响松香和蔗糖分别为10.06g和13.60g，助溶剂为4.00g，5mL蒸馏水，温度为140℃，反应3h。酸值是随着碳酸钠用量的增加而降低的。但在实验过程中我们观察到，从1.25g开始到2g，加入任何量，实验进行到3h时就变黏了，有的在2h时就变黏了，后续的实验搅拌较困难，有的甚至不能搅拌，所以不考虑这几个量。碳酸钠的量在0.00~1.00g间，随着碳酸钠用量增加，原料酸值先呈下降的趋势，当碳酸钠用量为0.50g时，酸值到达最低点，而后呈上升趋势，且在这个量时，随着反应时间的增加，酸值随着降低。催化剂碳酸钠用量过低，催化效率会很小，酸值降低率低；碳酸钠用量较高时，反应在一定时间后就搅拌困难，实验难以进行下去。最后确定0.50g碳酸钠为最佳催化剂用量。

2.5蒸馏水量对酸值的影响

松香10.06g，蔗糖13.60g，碳酸钠0.50g，助溶剂4.00g，温度140℃，反应3h。随着蒸馏水量增加，酸值随着降低，蒸馏水量为5mL时，酸值降到最低值，再增加蒸馏水的量，酸值反而有升高的趋势，所以最佳的蒸馏水量为5mL。

2.6助溶剂种类对酸值的影响

松香10.06g，蔗糖13.60g，碳酸钠0.50g，助溶剂4.00g，蒸馏水5mL，温度140℃，反应3h，选择Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ这3种助溶剂。分别使用助溶剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时，酸值是先升高后降低的，所以Ⅱ相对其他两种类型的助溶剂来说，不适合该反应。而Ⅰ和Ⅲ中，Ⅰ比较有规律，且酸值在3h后能降到最低值18.43，所以用助溶剂Ⅰ进行反应较令人满意。

2.7不同松香种类对酸值的影响

松香10.06g，蔗糖13.60g，碳酸钠0.50g，助溶剂4.00g，蒸馏水5mL，温度140℃下反应，相同用量下，无论用哪种松香来进行反应，酸值都是随着时间增加而降低的，所以这种合成松香酸蔗糖酯的方法也适用于黑松香和氢化松香。

2.8松香酸蔗糖酯泡沫力的测定结果

泡沫力测定结果为：起始高度为22.5mm，30min后为10.1mm。所制备的松香酸蔗糖酯具有良好的泡沫性。

3结语

综上所述，本文考察各因素对松香和蔗糖直接合成松香酸蔗糖酯转化率的影响，确定了在松香10.06g、蔗糖13.60g（松香与蔗糖的摩尔比为1∶1.2）时的最佳合成条件为：反应时间3h，反应温度为140℃，助溶剂的用量为4.00g（以松香质量计为40%），催化剂碳酸钠用量为0.50g（以松香质量计为5%），蒸馏水用量是5mL。

参考文献

[1]邱诗铭,谭义秋.K₂O/Al₂O₃和Na₃PO₄/MgO固体碱催化合成松香酸蔗糖酯的研究[J].生物质化学工程,2018,52(5).

[2]徐志刚.松香改性壳低聚糖非离子表面活性剂制备及性能研究[D].安徽:安徽理工大学,2016.