CN101058591A - 三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法 - Google Patents
三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,将蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯加入含叔胺溶剂中,冷至0℃以下滴加入氯化亚砜,然后再升温至110-115℃,保温2-6个小时,充分反应后冷至室温,液碱调至中性,用乙酸乙酯萃取、浓缩,再加水升温溶解,冷却析出三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯晶体。与现有技术相比,本发明技术方案反应条件温和、易控制,产品收率和纯度均高于现有技术最佳值。
Description
技术领域
本发明涉及食品甜味剂“三氯蔗糖”,尤其涉及这种食品甜味剂的关键中间体“三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯”的制备方法,属于精细化工技术领域。
背景技术
三氯蔗糖是一种功能型甜味剂,在某种程度上它代表了甜味剂发展的最新成就,从分子结构上看,它是蔗糖分子中4、1’、6’三个羟基被三个氯原子取代而成。而蔗糖分子中有8个羟基,分别为三个伯碳羟基(6、1’、6’位)和五个仲碳羟基(2、3、4、3’、4’位),要制备三氯蔗糖,一种方法是通过保护蔗糖分子中6-位羟基,然后进行选择性氯化,由于1’-、6’-羟基是伯羟基,相对较活泼,氯化反应易进行,而4-位羟基是仲羟基,其活泼性与其它四个仲羟基接近,选择性较差,从而导致氯化反应选择性差、收率低、产品难分离等缺点;另一种方法是通过选择性保护蔗糖的2、3、3’、4’、6-五个羟基,然后氯化剩余的4、1’、6’三个羟基,对氯化反应而言,这个方法是氯化蔗糖分子中剩余的三个羟基,选择性单一,收率和中间产物的纯度较高。
三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯制备方法已有文献报道,如:O’Brien等在US4783526中,揭示了一种三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,即氯化亚砜在三苯基氧磷和甲苯组成的体系进行氯化的方法,该方法所用原料三苯基氧磷和溶剂甲苯会残留在成品中,对健康造成危害,单步收率为75%;Tully等在US4801700中,公开了一种以氯化亚砜在三苯基氧磷和1,2-二氯乙烷组成的体系进行氯化的方法,该方法仍然使用三苯基氧磷,单步收率为66%。
综观以上方法,存在的问题:1,原料三苯基氧膦价格昂贵,不符合实际生产需要;2,三苯基氧膦毒性大,会残留在成品中,从而增加成品的后处理工序,增加生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的一种制备方法,旨在克服现有技术的种种不足,使三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备过程更易进行,产品更易提纯、收率更高。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,以蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯为主反应原料,经过氯化反应生成三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯,其特征在于:依序包括以下步骤——
①将蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯加入叔胺溶剂当中;
②溶液冷却到0℃以下,滴加入氯化剂;
③滴加完毕后,升温至105~120℃;
④保温2~6小时,使其充分反应;
⑤冷却至室温,用液碱调至中性,然后用乙酸乙酯萃取、浓缩。
进一步地,上述的三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,其中,步骤⑤所获得的萃取物进一步用水加热溶解,冷却后结晶,析出纯度更高的三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯晶体。
更进一步地,上述的三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,其中,步骤②中溶液冷却至-30~0℃。
更进一步地,上述的三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,其中,步骤①中的叔胺溶剂的质量用量是蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的3-10倍,步骤②中氯化剂的摩尔用量是蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的4-7倍。
再进一步地,上述的三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,其中,步骤①中的叔胺溶剂是N,N-二甲基甲酰胺;步骤③中的氯化剂是氯化亚砜。
本发明具有以下突出优点:
(1)不使用三苯基氧膦为原料或含苯环的溶剂;
(2)反应过程条件温和、易控制;
(3)确定了产品结晶条件,即:将水加入到最后的粘状物中升温使其溶解,再冷却、结晶,中试产品纯度达98%以上,反应收率超过82%。
具体实施方式
下面是几项应用本发明技术方案的具体实例,它们仅作为例子给出,不视为对本发明的应用限制。凡操作条件的等同替换,均落在本发明的保护范围之内。
实施例1:
一个1000ml四口圆底烧瓶,装有机械搅拌、温度计和冷凝管,加入含100g(0.18mol)蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的700ml DMF(N,N-二甲基甲酰胺)溶液,冷却至-10~0℃,滴加入100g(0.84mol)氯化亚砜,滴加完毕保温半小时,然后在1小时内缓慢升温至110-115℃,保温反应3个小时;反应结束,冷至室温,用液碱调节PH至中性,再用200ml乙酸乙酯分别萃取三次,活性炭脱色,浓缩去除乙酸乙酯,加入150ml水,加热溶解后冷却析出晶体,抽滤、烘干得91.6g三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯晶体,纯度为98.5%(HPLC),收率83.4%。
实施例2:
一个1000ml四口圆底烧瓶,装有机械搅拌、温度计和冷凝管,加入含100g(0.18mol)蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的700ml DMF溶液,冷却至-20~-10℃,滴加入110g(0.92mol)氯化亚砜,滴加完毕保温半小时,然后在1小时内缓慢升温至110-115℃,保温反应4个小时;反应结束,冷至室温,用液碱调节PH至中性,再用200ml乙酸乙酯分别萃取三次,活性炭脱色,浓缩去除乙酸乙酯,加入150ml水,加热溶解后冷却析出晶体,抽滤、烘干得85.5g三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯晶体,纯度为98.0%(HPLC),收率77.8%。
实施例3:
一个1000ml四口圆底烧瓶,装有机械搅拌、温度计和冷凝管,加入含100g(0.18mol)蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的700ml DMF溶液,冷却至-25~-15℃,滴加入90g(0.75mol)氯化亚砜,滴加完毕保温半小时,然后在1小时内缓慢升温至110-115℃,保温反应2个小时;反应结束,冷至室温,用液碱调节PH至中性,再用200ml乙酸乙酯分别萃取三次,活性炭脱色,浓缩去除乙酸乙酯,加入150ml水,加热溶解后冷却析出晶体,抽滤、烘干得82.6g三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯晶体,纯度为97.6%(HPLC),收率75.1%。
实施例4:
一个1000ml四口圆底烧瓶,装有机械搅拌、温度计和冷凝管,加入含100g(0.18mol)蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的700ml DMF溶液,冷却至-15~-5℃,滴加入100g(0.84mol)氯化亚砜,滴加完毕保温半小时,然后在1小时内缓慢升温至105-110℃,保温反应5个小时;反应结束,冷至室温,用液碱调节PH至中性,再用200ml乙酸乙酯分别萃取三次,活性炭脱色,浓缩去除乙酸乙酯,加入150ml水,加热溶解后冷却析出晶体,抽滤、烘干得68.6g三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯晶体,纯度为98.0%(HPLC),收率62.4%。
实施例5:
一个装有机械搅拌、温度计和冷凝管的1000ml四口圆底烧瓶中,加入含100g(0.18mol)蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的700ml DMF溶液,冷却至-30~-20℃,滴加入100g(0.84mol)氯化亚砜,滴加完毕保温半小时,然后在1小时内缓慢升温至115-120℃,保温反应6个小时;反应结束,冷至室温,用液碱调节PH至中性,再用200ml乙酸乙酯分别萃取三次,活性炭脱色,浓缩去除乙酸乙酯,加入150ml水,加热溶解后冷却析出晶体,抽滤、烘干得72.5g三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯晶体,纯度为97.5%(HPLC),收率66.0%。
实施例6:
一个装有机械搅拌、温度计和冷凝器的100L搪瓷反应釜中,加入含10Kg(18mol)蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的70Kg DMF溶液,冷却至-10~0℃,滴加入10Kg(84mol)氯化亚砜,滴加完毕保温半小时,然后在1小时内缓慢升温至110-115℃,保温反应3个小时;反应结束,冷至室温,用液碱调节PH至中性,再用20L乙酸乙酯分别萃取三次,活性炭脱色,浓缩去除乙酸乙酯,浓缩剩余物用热水溶解、冷却结晶,甩滤、烘干得90.8Kg三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯晶体,纯度为98.0%(HPLC),收率82.6%。
Claims (6)
1.三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,以蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯为主反应原料,经过氯化反应生成三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯,其特征在于:依序包括以下步骤——
①将蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯加入叔胺溶剂当中;
②溶液冷却到0℃以下,滴加入氯化剂;
③滴加完毕后,升温至105~120℃;
④保温2~6小时,使其充分反应;
⑤冷却至室温,用液碱调至中性,然后用乙酸乙酯萃取、浓缩。
2.根据权利要求1所述的三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,其特征在于:步骤⑤所获得的萃取物进一步用水加热溶解,冷却后结晶,析出纯度更高的三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯晶体。
3.根据权利要求1所述的三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,其特征在于:步骤②当中,溶液冷却至-30~0℃。
4.根据权利要求1或2或3所述的三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,其特征在于:步骤①中的叔胺溶剂的质量用量是蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的3-10倍,步骤②中氯化剂的摩尔用量是蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的4-7倍。
5.根据权利要求1所述的三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,其特征在于:步骤①中的叔胺溶剂是N,N-二甲基甲酰胺。
6.根据权利要求1所述的三氯蔗糖-2,3,6,3’,4’-五乙酸酯的制备方法,其特征在于:步骤②中的氯化剂是氯化亚砜。
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CN105669784A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-06-15 | 李云军 | 一种蔗糖-6-乙酸酯的氯化方法 |
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