本發明屬于有機物合成技術領域，具體涉及一種司盤系列產品的制備方法，尤其涉及一種以目標產物作為相轉移催化劑來催化制備司盤系列產品的方法，該方法具有反應溫度低、反應時間短和產品質量好等優點。
背景技術：
早在40年代,司盤便已由美國阿特拉斯公司研制成功。到60年代初日本也仿制了這一產品。90年代以來, 非離子表面活性劑的使用在表面活性劑行業中呈上升趨勢,司盤(山梨醇酐脂肪酸酯)作為多元醇類表面活性劑的重要品種有著廣泛的用途。目前,我國已能進行工業化生產,其中包括的司盤系列有司盤-20、40、60、65、80、85等多種。
生產司盤的方法眾多，大多采用直接酯化法，基本生產工藝是：先將一定濃度的山梨醇濃縮脫水，再與一定的脂肪酸及催化劑，在一定溫度范圍內，氮氣保護或真空條件下，進行酯化反應，中途取樣測量酸值，當酸值小于某個值時，加入脫色劑脫色純化，濃縮即得產品。其方法大致有以下幾種：
1. 以堿為催化劑的一步反應，主要為NaOH為催化劑。美國專利USP 2322820 介紹在堿為催化劑的條件下，山梨醇和脂肪酸在高溫260℃直接反應，最后生成產品司盤。美國專利 USP 2380166 介紹以堿為催化劑直接反應，有所改進為反應加入惰性氣體保護，直到反應結束為止，可以得到產品。
2. 以酸為催化劑的一步反應，主要為H3PO4為催化劑。美國專利 USP 2322821 敘述了脂肪酸二縮山梨醇單酯的生產方法，以酸為催化劑，山梨醇和脂肪酸直接反應得到產品。
3. 以鹽為催化劑的一步反應，主要為碳酸鹽，醋酸鹽。文獻介紹 IEC，Vol 37,No 9 P809-812中有描述在醋酸鈣或醋酸鋇為催化劑的條件下，山梨醇和脂肪酸直接反應，可以制得產品。美國專利USP 4085052 也敘述了可以使用三氟化硼的復鹽作為催化劑，制得產品。
4. 以堿和酸（或者酸和堿）為催化劑的兩步反應。美國專利 USP 2434490 敘述先將山梨醇在硫酸的條件下脫水，然后在堿的條件下通過兩步反應制得產品，美國專利 USP 4297290 敘述了先將山梨醇在堿為催化劑的條件下脫水，然后在酸性催化劑條件下與脂肪酸反應，通過兩步反應制得產品。
以上生產工藝，由于反應溫度高，反應時間長，以及反應體系中有少量的水汽，使得副反應很難控制，造成產物的質量不穩定，色澤差，粘度的變化幅度大，乳化性差。在其合成過程中，主要的副反應是山梨醇的雙失水以及脂肪酸酯化物的生成。副反應的發生，使得產品的親油基團碳直鏈結構基本保持不變，親水基團羥基發生明顯的減少，故對其產品的親水性能影響較大，脂肪酸酯化合物的生成又使得親油基團的數量發生了增加，而親水基團減少，這對產品的HLB值等有很大的影響。
在現有技術中，高溫反應過程造成較多的副產物生成，最終料液中物料碳化現象嚴重，出現很多深黑色物，且粘度增加。導致產品質量下降，料液后處理困難。
長期以來,由于一步催化劑法或者兩步法生產出的產品色澤深、內部規整性差、檔次低，因此研制出質量較高的司盤具有廣闊的市場前景。有關它們的優化報道也很多，大多集中在如何改善產品的色澤及性能方面。
基于以上情況，我們發現司盤系列產品的特有性質，發現它們在該特定的酯化反應中可以作為相轉移催化劑，通過自身催化加速反應；同時發現，在反應時加入自身產品，升溫時反應狀態發生變化，原來的非均相狀態，變成了乳化狀的均相狀態，反應在較低溫度下就能順利的進行，而且產品的色澤也有明顯的改善。
技術實現要素：
本發明針對現有技術中反應溫度高、反應時間長、產品色澤不好和產品粘度大等不足，提供了一種司盤系列產品的制備方法，該方法能得到高質量的產品，所述技術方案如下：
本發明實施例提供了一種司盤系列產品的制備方法，該方法包括山梨醇脫水、酯化和純化工序。其中，在酯化工序中加入目標產物作為相轉移催化劑，于150-210℃條件下反應得到司盤系列產品，反應時間為0.5-5小時，優選為1-3小時。其中，目標產物的加入量不能太少，目標產物過少不能使反應體系形成均相狀態；而太多會降低產能和增加能耗。
進一步地，在酯化工序中，目標產物的用量為山梨醇（山梨醇脫水工序中的原料）質量的1-10%。
優選地，在酯化工序中，反應溫度為170-190℃。
具體地，山梨醇脫水工序包括：在100-180℃和真空條件（真空度≤-0.090Mpa）下，山梨醇在脫水催化劑作用下濃縮脫水得到失水山梨醇，脫水反應的時間為0.5-5h，山梨醇與脫水催化劑的質量比為1:0.005-0.05。其中，脫水催化劑可以為濃硫酸或磷酸等。
其中，酯化工序包括：失水山梨醇、脂肪酸、酯化催化劑和目標產物于真空反應器中緩慢升溫至150-210℃（優選為170-190℃），真空條件下（真空度≤-0.090Mpa），反應0.5-5h（優選為1-3h）得到司盤系列粗品；其中，脂肪酸與山梨醇的摩爾比為1-1.5:1，酯化催化劑、目標產物與山梨醇的質量比為0.005-0.05：0.01-0.1：1，酯化催化劑可以為酸性酯化催化劑、堿性酯化催化劑或鹽，優選為堿性酯化催化劑，如碳酸氫鈉等。
其中，在酯化工序中用到的脂肪酸選自月桂酸，棕櫚酸，硬脂酸或油酸等；相應地，在不同的反應物和反應條件可以得到司盤20、40、60、65、80、85等，則在酯化工序加入的目標產物對應為司盤20、40、60、65、80、85等（如可以采用前批次的產品）。
其中，純化工序包括：酯化反應得到的司盤粗品于有機溶劑中，采用活性炭進行脫色，脫色完成后過濾，濾液在真空條件下濃縮得到產品。
進一步地，純化工序中用到的有機溶劑可以為乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯，己烷，環己烷，石油醚等烷烴，苯，甲苯等芳烴，乙醚等醚溶劑中的一種；優選為乙酸乙酯。
具體地，本發明提供的司盤系列產品的制備方法，包括以下步驟：
(1)山梨醇脫水：在100-180℃和真空條件（真空度≤-0.090Mpa）下，山梨醇在脫水催化劑作用下脫水得到失水山梨醇，山梨醇與脫水催化劑的質量比為1:0.005-0.05。
(2)酯化：步驟(1)得到的失水山梨醇、脂肪酸、酯化催化劑和目標產物于反應器中緩慢升溫至150-210℃（優選為170-190℃），真空條件下（真空度≤-0.090Mpa），反應0.5-5h（優選為1-3h）得到司盤20、40、60、65、80、85系列粗品；其中，脂肪酸與山梨醇的摩爾比為1-1.5:1，酯化催化劑、目標產物與山梨醇的質量比為0.005-0.05：0.01-0.1：1，脂肪酸選自月桂酸，棕櫚酸，硬脂酸或油酸等。
(3)純化：步驟(2)得到的粗品于有機溶劑中，采用活性炭進行脫色，脫色完成后過濾，濾液在真空條件下濃縮得到產品。
與原有工藝相比，本發明的有益效果是：酯化反應條件溫和，反應平穩、安全，反應副產物的生成減少，所得的產物色澤淺，粘度低，產物易于分離。
在現有技術中并沒有加入目標產物作為相轉移催化劑，反應狀態為非均相，反應體系分層，剛開始反應進行的十分緩慢，必須升高溫度（一般為190-260℃）促進反應的進行，而且反應進行的非常緩慢（一般為5-10h），這樣造成反應溫度高，使自身碳化嚴重，產品色澤深。在本發明中，通過在酯化工序中加入目標產物作為相轉移催化劑后，反應體系發生變化，如果不加入相轉移催化劑，反應體系始終為分層狀態的非均相，而加入目標產物作為相轉移催化劑后，反應體系由非均相變成乳化狀的均相狀態，反應體系沒有分層現象發生，始終為一種狀態，反應速率明顯加快，反應進行的非常迅速，酯化反應的溫度明顯降低，反應溫度較現有技術下降幅度在30℃左右，即在170-190℃之間（現有工藝中司盤20、40、60、65、80、85的酯化溫度大多在230℃左右），酯化反應就能較好的進行，產物碳化現象減少，產品色澤得到明顯改善，節約了能耗，降低了生產成本，具有工業化生產的價值。另外，以目標產物作為相轉移催化劑不會引入雜質，易于分離，且司盤系列產物作為活性劑，其特殊的結構有利于該酯化反應的進行，其效果并不是普通相轉移催化劑可比的（普通相轉移催化劑具有引入雜質、產物顏色較深和不耐高溫等缺點）。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本發明作進一步地詳細描述。
實施例1
在250ml的反應容器中，投入原料山梨醇36.4g和H3PO4 0.18g，在真空條件下，逐步升溫到135℃，真空脫水1小時，脫水完畢，加入月桂酸20.3g、碳酸氫鈉0.18g以及司盤-20催化劑0.40g，緩慢升溫到175℃條件下，繼續反應2.0h，直到反應完畢。此時，降溫到常溫，加入一定量的乙酸乙酯，加入活性炭常溫脫色，過濾，得到脫色后的溶液，最后在真空度≤-0.098Mpa和T﹦80℃條件下濃干，即得到司盤-20精品，色澤極淺，粘度較小。
實施例2
在250ml的反應容器中，投入原料山梨醇36.4g和H3PO4 0.18g，在真空條件下，逐步升溫到145℃，真空脫水2小時，脫水完畢，加入棕櫚酸25.6g、碳酸氫鈉0.18g以及司盤-40催化劑0.40g，緩慢升溫到180℃條件下，繼續反應2.5h，直到原料反應完畢。此時，降溫到常溫，加入一定量的乙酸丁酯，加入活性炭常溫脫色，過濾，得到脫色后的溶液，最后在真空度≤-0.098Mpa和T﹦80℃條件下濃干，即得到司盤-40精品，色澤極淺，粘度較小。
實施例3
在250ml的反應容器中，投入原料山梨醇36.4g和H3PO4 0.18g，在真空條件下，逐步升溫到145℃，真空脫水1.5小時，脫水完畢，加入硬脂酸28.4g、碳酸氫鈉0.18g以及司盤-60催化劑0.50g，緩慢升溫到180℃條件下，繼續反應1.5h，直到原料反應完畢。此時，降溫到常溫，加入一定量的乙酸乙酯，加入活性炭常溫脫色，過濾，得到脫色后的溶液，最后在真空度≤-0.098Mpa和T﹦80℃條件下濃干，即得到司盤-60精品，色澤極淺，粘度較小。
實施例4
在1000ml的反應容器中，投入原料山梨醇182.2g和H3PO4 0.91g，在真空條件下，逐步升溫到155℃，真空脫水1小時，脫水完畢，加入油酸282.5g、碳酸氫鈉1.8g以及司盤-80催化劑3.6g，緩慢升溫到195℃條件下，繼續真空反應2.5h，直到反應完畢。此時，降溫到常溫，加入一定量的乙酸乙酯，加入活性炭常溫脫色，過濾，得到脫色后的溶液，最后在真空度≤-0.098Mpa和T﹦80℃條件下濃干，即得到司盤-80精品。色澤極淺，為淡黃色油狀液體，粘度較小。
對比例
在1000ml的反應容器中，投入原料山梨醇182.2g和H3PO4 0.91g，在真空條件下，逐步升溫到155℃，真空脫水1小時，脫水完畢，加入油酸282.5g、碳酸氫鈉1.8g，緩慢升溫到235℃條件下，繼續真空反應6.0h，直到反應完畢。此時，降溫到常溫，加入一定量的乙酸乙酯，加入活性炭常溫脫色，過濾，得到脫色后的溶液，最后在真空度≤-0.098Mpa和T﹦80℃條件下濃干，即得到司盤-80精品。色澤較深，為深黃色油狀液體，粘度較大，流動性差。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。