Page 52 - 《精细化工》2020年第11期
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·2198·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

            和 sMS2），通过机械研磨处理后的样品（mMS1 和                        究物理界面强化技术在蔗糖酯高效选择性合成中的
            mMS2）中蔗糖粒径由 157 μm 降低至 13 μm，相应                    过程强化机制，同时设计更加经济高效的过程强化
            的蔗糖酯产率从 49.3%提高到 88.2%，且产物中单                       技术，并进行推广应用，最终推动蔗糖酯大规模商
            酯和二酯的选择性有明显提高。                                     业化应用替代石油基表面活性剂的进程。
                 超声强化是一种广泛用于双相反应体系中的技
                                                               参考文献：
            术，其原理是利用空化气泡的破裂促进界面间物质
            的传递，从而促进反应的发生              [55] 。徐勇士等   [24] 以无    [1]   FOLEY P, POUR A K, BEACH E S, et al. Derivation and synthesis
                                                                   of renewable surfactants[J]. Chemical Society Reviews, 2012, 41(4):
            水 K 2 CO 3 为催化剂，超声强化合成了蔗糖月桂酸酯，                         1499-1518.
                                                               [2]   GUENIC  S  L,  CHAVERIAT  L,  LEQUART  V,  et al.  Renewable
            在 75  ℃和 40 kHz 条件下反应 2.5 h，蔗糖单酯产率
                                                                   surfactants  for  biochemical  applications  and  nanotechnology[J].
            达 68.16%。HUANG 等     [56-57] 将超声强化法用于蔗糖                Journal of Surfactants and Detergents, 2019, 22(1): 5-21.
            酯的合成，在以 K 2 CO 3 为催化剂，70  ℃反应 2 h 的                [3]   NETA  N  S,  TEIXEIRA  J  A,  RODRIGUES  L  R.  Sugar  ester
                                                                   surfactants: Enzymatic synthesis and applications in food industry[J].
            条件下，蔗糖酯的产率达到 73%。此外，研究发现，                              Critical  Reviews  in  Food  Science  and  Nutrition,  2015,  55(5):
            超声波频率对蔗糖酯产物的组成存在明显影响，当                                 595-610.
                                                               [4]   FUKUOKA  T,  SHINOZAKI  Y,  TSUCHIYA  W.  et al.  Control  of
            反应时间为 0.5 h 时，超声频率由 20 kHz 提高到 80                      enzymatic degradation of biodegradable polymers by treatment with
            kHz 时，单酯与二酯的产率之比由 1209.82 降低至                          biosurfactants,  mannosylerythritol  lipids,  derived  from Pseudozyma
                                                                   spp. yeast strains[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2016,
            61.26，较高的超声频率能提高产物中二酯的选择                               100(4): 1733-1741.
            性。因此，超声频率的调节可实现蔗糖单酯或蔗糖                             [5]   PLAZA  G,  ACHAL  V.  Biosurfactants:  Eco-friendly  and  innovative
                                                                   biocides  against  biocorrosion[J].  International  Journal  of  Molecular
            二酯的高选择性合成。
                                                                   Sciences, 2020, 21(6): 2152.
                 机械活化和超声强化等物理界面强化技术与相                          [6]   FOLEY P, KERMANSHAHI P A, BEACH E S, et al. Derivation and
            转移催化剂的功能相似，其未向反应体系中加入难                                 synthesis  of  renewable  surfants[J].  Chem  Soc  Rev,  2012,  41(4):
                                                                   1499-1518.
            以分离的物质，对产品后续的精制和提纯具有重要                             [7]   GARTI N, CLEMENT V, FANUN M, et al. Some characteristics of
            意义。但机械活化和超声强化技术会大幅提高生产                                 sugar  ester  nonionic  microemulsions  in  view  of  possible  food
                                                                   applications[J].  Journal  of  Agricultural  and  Food  Chemistry,  2000,
            设备的投入，这将严重影响蔗糖酯合成的经济效益。                                48(9): 3945-3956.
                                                               [8]   KEIPERT  S, SCHULZ  G. Microemulsions  with sucrose  fatty ester
            5    结语与展望                                             surfactants. 1. In-vitro characterization[J]. Pharmazie, 1994, 49(2/3):
                                                                   195-197.
                                                               [9]   MEGAHED M  G.  Preparation  of sucrose fatty acid  esters as  food
                 生物基蔗糖酯表面活性剂的合成方法主要包括                              emulsifiers and evaluation of their surface active and emulsification
            直接酯化法、酰氯酯化法和酯交换法。与其他方法                                 properties[J]. Grasas Y Aceites, 1999, 50(4): 280-282.
                                                               [10]  FERRER M, CRUCES M A, BERNABE M, et al. Lipase-catalyzed
            相比，酯交换法因其优异的产物选择性、不需使用                                 regioselective  acylation  of  sucrose  in  two-solvent  mixtures[J].
            毒性较大的有机物，已获得了科研界和企业界的广                                 Biotechnology and Bioengineering, 1999, 65(1): 10-16.
                                                               [11]  RIVA S, CHOPINEAU J, KIEBOOM A P G, et al. Protease-catalyzed
            泛关注。围绕该技术，开发了诸如溶剂法、微乳法
                                                                   regioselective  esterification  of  sugars  and  related-compounds  in
            和无溶剂法等典型的合成工艺。此外，为解决传统                                 anhydrous dimethylformamide[J]. Journal of the American Chemical
            合成工艺所面临的诸如糖/酯相容性差、反应活性                                 Society, 1988, 110(2): 584-589.
                                                               [12]  GUO Y X (郭艳霞), HU Y (胡燚), WANG Y (王莹), et al. Research
            底、产品颜色深、甲酯皂化反应严重等技术瓶颈，                                 advances in enzyme-catalytic synthesis of sugar ester in non-aqueous
            科学家尝试通过相转移催化、固体碱催化和离子液                                 phase[J].  Chemical  Industry  and  Engineering  Progress  (化工进展),
                                                                   2012, 31(1): 169-175.
            体催化等新型技术、物理界面强化等新型手段强化                             [13]  NGUYEN  P  C,  NGUYEN  M  T  T,  LEE  C  K,  et al.  Enzymatic
            蔗糖酯合成性能，并取得了较好的效果。例如以离                                 synthesis  and  characterization  of  maltoheptaose-based  sugar
                                                                   esters[J]. Carbohydrate Polymers, 2019, 218: 126-135.
            子液体为溶剂，KOH 为催化剂时，蔗糖酯产率高达                           [14]  SHIN D W, MAI N L, BAE S W, et al. Enhanced lipase-catalyzed
            91.8%。当前，蔗糖酯的合成过程仍旧面临产物难以                              synthesis  of  sugar  fatty  acid  esters  using  supersaturated  sugar
                                                                   solution in ionic liquids[J]. Enzyme and Microbial Technology, 2019,
            高效分离、过程经济效益有待提高、单一活性位的                                 126: 18-23.
            催化剂活性低、选择性差等一系列问题。因此，新                             [15]  OSIPOW L, SNELL F D, YORK W C, et al. Methods of preparation
                                                                   fatty acid esters of sucrose[J]. Industrial and Engineering Chemistry,
            型催化剂的设计和物理界面强化技术的开发需要更
                                                                   1956, 48(9): 1459-1462.
            加系统和深入的研究：根据蔗糖和甲酯反应的规律                             [16]  OSIPOW  L  I,  ROSENBLATT  W.  Micro-emulsion  process  for
                                                                   preparation  of  sucrose  esters[J].  Journal  of  the  American  Oil
            和特点，结合固体碱和离子液体催化剂结构易于设
                                                                   Chemists Society, 1967, 44(5): 307-309.
            计的优势，有目的性地开发系列价格低廉、催化活                             [17]  RIZZI G P,  TAYLOR H M.  Solvent-free  synthesis  of sucrose
            性高、安全绿色的新型功能化催化材料用于蔗糖酯                                 polyesters[J]. Journal of the American Oil Chemists Society, 1978,
                                                                   55(4): 398-401.
            的合成，以此弥补传统碱性催化剂的不足；深入研                             [18]  LI X H (李先红), LIU Z Z (刘榛榛). Synthesis of sucrose oleate by
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