CN101812095A - 三氯蔗糖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用了新的乙酰化试剂来制备三氯蔗糖的方法，包括三个步骤：(一)酰化反应，蔗糖与乙酰化试剂反应生成蔗糖-6-乙酸酯，(二)氯化反应，将上一步得到的蔗糖-6-乙酸酯经氯化反应得到三氯蔗糖-6-乙酸酯，(三)脱乙酰基反应，将上一步得到的三氯蔗糖-6-乙酸酯经脱乙酰基反应得到三氯蔗糖。酰化反应的中选用乙烯酮气体作为乙酰化试剂。此法能有效提高三氯蔗糖的收率，且反应时间较短，反应温度容易控制，易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及到甜味剂三氯蔗糖的合成方法，更涉及到以蔗糖和有机试剂为原料，采用单基团保护法制备三氯蔗糖的方法。
背景技术
三氯蔗糖，化学名4，1’，6’-三氯-4，1’6’三脱氧半乳蔗糖，其甜度为蔗糖的600倍，广泛应用于饮料、口香糖、面包、果冻等食品中，而且在医药领域的应用也正在扩大。以蔗糖和有机试剂为原料采用单基团保护法制备三氯蔗糖的方法包括以下三个工艺步骤：(一)酰化反应，先将蔗糖溶解于有机溶剂中，再加入乙酰化试剂反应，反应结束后除去溶剂过滤烘干得蔗糖-6-乙酸酯；(二)氯化反应，将第一步反应得到的蔗糖-6-乙酸酯溶解于有机溶剂中，滴加vilsimier试剂(由氯化亚砜制备)反应，反应结束后，反应液经萃取浓缩后得到三氯蔗糖-6-乙酸酯；(三)脱乙酰基反应，将第二步反应得到的三氯蔗糖-6-乙酸酯溶解于醇类溶剂中，使用有机碱做催化剂，低真空条件下完成脱乙酰基反应，滤液再经过浓缩，烘干得到三氯蔗糖固体。上述的单基团保护法的缺点是：酰化反应中选用的乙酰化试剂通常为原乙酸三甲酯或乙酸酐，此类乙酰化试剂导致最后的三氯蔗糖的收率都偏低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：将提供一种采用了新的乙酰化试剂来制备三氯蔗糖方法，此法能有效提高三氯蔗糖的收率。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
所述的三氯蔗糖制备方法包括三个步骤：(一)酰化反应，蔗糖与乙酰化试剂反应生成蔗糖-6-乙酸酯，(二)氯化反应，将上一步得到的蔗糖-6-乙酸酯经氯化反应得到三氯蔗糖-6-乙酸酯，(三)脱乙酰基反应，将上一步得到的三氯蔗糖-6-乙酸酯经脱乙酰基反应得到三氯蔗糖，其特征在于：酰化反应的过程如下：先将蔗糖溶解于有机溶剂N-甲酰化合物中，然后把温度控制在-30℃～-20℃，再往反应装置中缓缓通入乙烯酮气体，反应1-2小时，反应结束后，减压蒸馏除去有机溶剂N-甲酰化合物，然后往反应物中加入低级醇并加热溶解，搅拌，待反应体系降温至室温后放置直至出现白色晶体，过滤，烘干得到蔗糖-6-乙酸酯。
上述的蔗糖与乙烯酮的摩尔比为：1.0～1.1∶1.0。
所述的氯化反应过程为：将酰化反应中得到的蔗糖-6-乙酸酯溶解于有机溶剂N-甲酰化合物中，溶液温度降至10℃以下，滴加vilsimier试剂并控制滴加温度不超过20℃，滴完后缓慢升温至75～80℃回流1小时，然后再缓慢升温至110～115℃反应2-3小时，反应结束后冷却至10℃，加碱中和，反应液萃取，浓缩后得到三氯蔗糖-6-乙酸酯。
所述的酰化反应和氯化反应中的有机溶剂N-甲酰化合物为N，N二甲基甲酰胺。
所述的脱乙酰基反应的过程为：将氯化反中应得到的三氯蔗糖-6-乙酸酯溶解于低级醇溶剂中，使用有机碱做催化剂，低真空条件下完成脱乙酰基反应，用酸性阳离子树脂将反应体系调回中性，过滤除去树脂，在滤液中加入活性炭脱色，滤液再经过浓缩，烘干得到三氯蔗糖固体。
上述的脱乙酰基反应时的低真空度条件为0.01～0.05Mpa。
所述的酰化反应或脱乙酰基反应的低级醇选自甲醇或乙醇。
所述的脱乙酰基反应的有机碱选自甲醇钠或乙醇钠。
本发明的反应方程式如下：
本发明的有益效果为：采用新的乙酰化剂乙烯酮后，三氯蔗糖的收率和纯度大大提高，反应的温度低，反应时间短，适合工业化生产。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明作进一步的描述，但本发明不应受到这些实施例的限制。
实施例1：
(一)酰化反应
在500ml的四口烧瓶中(装有机械搅拌，温度计，冷凝管，干燥管)加入50g蔗糖(0.146mol)和200ml N，N二甲基甲酰胺(DMF)，将反应体系温度降至-20℃，通入乙烯酮气体6.15g(0.146mol)，1小时内通完。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂N，N二甲基甲酰胺(DMF)，往剩余物中加入100ml甲醇并加热溶解，搅拌，温度降至室温后放置直至出现白色晶体，过滤，置于真空干燥箱中至恒重，得到46.8g白色固体。熔点为90～92℃，高效液相色谱分析蔗糖-6-乙酸酯的纯度为97.2％，收率为79％。
(二)氯化反应
在500ml的四口烧瓶中(装有机械搅拌、温度计、冷凝管)加入上步所得的蔗糖-6-乙酸酯46.8g和200ml N，N二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，冰水混合浴使反应体系温度降至5℃，滴加vilsimier试剂(由65.9g约0.55mol氯化亚砜制备)，控制滴加温度不超过20℃，滴完后缓慢升温至78～80℃回流1小时，然后再缓慢升温至110～112℃反应2～3小时。反应结束后将体系冷却至10℃，加入氢氧化钠(4mol/L)中和，反应液用100ml乙酸乙酯萃取三次，合并萃取液，浓缩后得到三氯蔗糖-6-乙酸酯。
(三)脱乙酰基反应
将上步所得的三氯蔗糖-6-乙酸酯溶于100ml甲醇中，然后加入0.6g甲醇钠，反应体系的真空度保持在0.01～0.04Mpa，室温下反应3小时，加入酸性阳离子树脂，使反应体系的PH值为7.1，过滤除去树脂，并在滤液中加入1g活性炭，升温至60℃，搅拌0.5小时，过滤，待滤液浓缩至水分为50％时，在滤液中加入50ml乙酸乙酯后析出晶体，过滤得到晶体后烘干至恒重，得到23.1g三氯蔗糖(含量99.0％)，总收率为39.8％。
实施例2：
(一)酰化反应
在5L的反应釜中(装有机械搅拌，温度计，冷凝管，干燥管)，加入500g蔗糖(1.46mol)和2L N，N二甲基甲酰胺(DMF)，将反应体系温度降至-30℃，通入乙烯酮气体61.5g(1.46mol)，1小时内通完。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂N，N二甲基甲酰胺(DMF)，往剩余物中加入1L甲醇并加热溶解，搅拌，温度降至室温后放置直至出现白色晶体，过滤，置于真空干燥箱中至恒重，得到477.8g白色固体。熔点为90.8～92.2℃，高效液相色谱分析蔗糖-6-乙酸酯的纯度为97.7％。
(二)氯化反应
在5L的反应釜中(装有机械搅拌、温度计、冷凝管)加入上步所得的蔗糖-6-乙酸酯477.8g和2L N，N二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，冰水混合浴使反应体系温度降至5℃，滴加vilsimier试剂(由660g约5.51mol氯化亚砜制备)，控制滴加温度不超过20℃，滴完后将反应温度缓慢升至78～80℃回流1小时，然后再缓慢升温至112～115℃反应2～3小时。反应结束后将体系冷却至10℃，加入氢氧化钠溶液(4mol/L)中和，反应液用1L乙酸乙酯萃取三次，合并萃取液，浓缩后得到三氯蔗糖-6-乙酸酯。
(二)脱乙酰基反应
将上步所得的三氯蔗糖-6-乙酸酯溶于1L乙醇中，然后加入6g乙醇钠，反应体系的真空度保持在0.03～0.05Mpa，室温下反应3小时，加入酸性阳离子树脂，使反应体系的PH值为6.8，过滤除去树脂，并在滤液中加入10g活性炭，升温至60℃，搅拌0.5小时，过滤，待滤液浓缩至水分为50％时，在滤液中加入50ml乙酸乙酯后析出晶体，过滤得到晶体后烘干至恒重，得到237.5g三氯蔗糖(含量99.1％)，总收率为40.9％。
Claims (8)
1.三氯蔗糖的制备方法，包括三个步骤：(一)酰化反应，蔗糖与乙酰化试剂反应生成蔗糖-6-乙酸酯，(二)氯化反应，将上一步得到的蔗糖-6-乙酸酯经氯化反应得到三氯蔗糖-6-乙酸酯，(三)脱乙酰基反应，将上一步得到的三氯蔗糖-6-乙酸酯经脱乙酰基反应得到三氯蔗糖，其特征在于：酰化反应的过程如下：先将蔗糖溶解于有机溶剂N-甲酰化合物中，然后把温度控制在-30℃～-20℃，再往反应装置中缓缓通入乙烯酮气体，反应1-2小时，反应结束后，减压蒸馏除去有机溶剂N-甲酰化合物，然后往反应物中加入低级醇并加热溶解，搅拌，待反应体系降温至室温后放置直至出现白色晶体，过滤，烘干得到蔗糖-6-乙酸酯。
2.如权利要求1所述的三氯蔗糖的制备方法，其特征在于：蔗糖与乙烯酮的摩尔比为：1.0～1.1∶1.0。
3.如权利要求1所述的三氯蔗糖的制备方法，氯化反应的过程为：将酰化反应得到的蔗糖-6-乙酸酯溶解于有机溶剂N-甲酰化合物中，溶液温度降至10℃以下，滴加vilsimier试剂并控制滴加温度不超过20℃，滴完后缓慢升温至75～80℃回流1小时，然后再缓慢升温至110～115℃反应2-3小时，反应结束后冷却至10℃，加碱中和，反应液萃取，浓缩后得到三氯蔗糖-6-乙酸酯。
4.如权利要求1或3所述的三氯蔗糖的制备方法，其特征在于：有机溶剂N-甲酰化合物为N，N二甲基甲酰胺。
5.如权利要求1或3所述的三氯蔗糖的制备方法，脱乙酰基反应的过程如下：将氯化反中应得到的三氯蔗糖-6-乙酸酯溶解于低级醇溶剂中，使用有机碱做催化剂，低真空条件下完成脱乙酰基反应，用酸性阳离子树脂将反应体系调回中性，过滤除去树脂，在滤液中加入活性炭脱色，滤液再经过浓缩，烘干得到三氯蔗糖固体。
6.如权利要求5所述的三氯蔗糖的合成方法，其特征在于：低真空度条件为0.01～0.05Mpa。
7.如权利要求1或5所述的三氯蔗糖的合成方法，其特征在于：低级醇选自甲醇或乙醇。
8.如权利要求5所述的三氯蔗糖的合成方法，其特征在于：有机碱选自甲醇钠或乙醇钠。
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