CN102070678B - 三氯蔗糖-6-乙酸酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及食品甜味剂三氯蔗糖的中间体的制备方法,属于精细化工技术领域。本发明的原理是:以氯代乙烷为反应溶剂,替代了通常以DMF为溶剂的方法,而将DMF作为催化剂使用,大大减少了DMF用量,节约了成本,生成的氯化氢和二氧化硫会很快离开反应体系,这样减少了副反应的发生;其有益效果是:成本低,反应步骤少,收率提高显著,比仅以DMF为溶剂方法提高约20%,具有明显的优势。
Description
技术领域
本发明涉及食品甜味剂三氯蔗糖的中间体的制备方法,属于精细化工技术领域。
背景技术
三氯蔗糖是一种健康功能型甜味剂,唯一以蔗糖为原料经氯代而制得的强力甜味剂,具有健康、绿色、功能型与安全性高等优点。其化学名为4,1’,6’-三氯一4,1’,6’一三脱氧半乳型蔗糖,别名蔗糖素,是一种白色粉末状产品,极易溶于水、乙醇和甲醇,在室温下其水溶解度达到25%以上,三氯蔗糖在水中溶解时不容易产生起泡现象,易于稀释,在酒精中也有良好的溶解度,适用于在酒精饮料生产中添加使用。三氯蔗糖其甜度为蔗糖的600倍,且甜味纯正,同时具有安全性高、稳定性好等特点。三氯蔗糖在人体内不参与新陈代谢,吸收率低,对牙齿损坏程度小,代谢不用胰岛素,且性能稳定、甜感好、安全性高,是一种新型的、高质量、非营养型高效甜味剂。据申请人了解,关于三氯蔗糖中间体:三氯蔗糖-6-乙酸酯的制备方法,现有技术中存在以下缺陷:美国专利US4380476和US4980463中用蔗糖-6-乙酸酯在DMF溶剂中与光气反应,再经过处理得到三氯蔗糖-6-乙酸酯,该方法收率较低。美国专利US4977254中披露以二氯乙烷为溶剂、氯化亚砜为氯化剂、季铵盐为催化剂反应,经过处理得到三氯蔗糖-6-乙酸酯,该方法得到的三氯蔗糖-6-乙酸酯纯度较低。英国专利GB2222827A中以吡啶为有机碱、氯化亚砜为氯化剂、三氯乙烷为溶剂进行反应,经过处理得到三氯蔗糖-6-乙酸酯,该方法的缺点是用了大量的价格昂贵、气味恶臭的吡啶,成本非常高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:针对以上现有技术的缺陷,提出一种制备三氯蔗糖-6-乙酸酯的氯化方法,使三氯蔗糖-6-乙酸酯制备过程更易进行、反应条件易控制、反应收率更高,易于实现工业化规模生产。
本发明是通过以下技术方案解决技术问题的:三氯蔗糖-6-乙酸酯的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、将重量比为1∶2~4的氯化剂与氯代乙烷混合,冷却至0℃以下,备用;
步骤二、将重量比为1∶1~3的蔗糖-6-乙酸酯和DMF混合溶液滴加入步骤一的备用溶液中,控制温度在-15~10℃,得到反应液;
步骤三、将所述反应液在0~100℃温度段分别保温2~6次,每次保温0.5~2小时,最后升温至110~115℃保温1~4小时;
步骤四、对步骤三中保温后的反应液进行提纯、结晶处理,即得三氯蔗糖-6-乙酸酯。
本发明通过以下技术方案进一步解决技术问题:
所述步骤四中的提纯、结晶处理是,将反应液冷却至0℃,加入20%液碱至PH9,再用盐酸中和,蒸去溶剂至反应液呈粘状,加水溶解后过滤,再用乙酸乙酯进行萃取,脱色,得到浓缩的粘状物,继续加水溶解,冷却后结晶。
所述氯化剂是氯化亚砜、光气、双三氯甲酸碳酸酯、草酰氯、三氯化磷。中的至少一种。
所述氯代乙烷是1,1,2-三氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷中的至少一种。
本发明的原理是:以氯代乙烷为反应溶剂,替代了通常以DMF为溶剂的方法,而将DMF作为催化剂使用,大大减少了DMF用量;生成的氯化氢和二氧化硫会很快离开反应体系,这样减少了副反应的发生;其有益效果是:成本低,反应步骤少,收率提高显著,比仅以DMF为溶剂方法提高约20%,具有明显的优势。
具体实施方式
实施例一
本实施例为未用氯代乙烷作为反应溶剂,所得三氯蔗糖-6-乙酸酯的方法:
将150克氯化亚砜滴入650ml含有40克蔗糖-6-乙酸酯的DMF溶液中,滴加过程中温度不超过5℃;滴加完后,慢慢升温至60℃保温半小时,升温至80℃保温1小时,升温至100℃保温1小时,最后升温至110-113℃保温2小时得到反应液。将反应液冷却至0℃,滴加20%液碱至pH9后,再用盐酸中和;蒸去溶剂至粘状物,加水溶解,过滤。用乙酸乙酯萃取,脱色、浓缩得粘状物,加水溶解,冷却、结晶烘干得26.5克三氯蔗糖-6-乙酸酯,收率57.8%。
实施例二
将150克氯化亚砜倒入600ml 1,1,2-三氯乙烷中,然后将65ml含有40克蔗糖-6-乙酸酯的DMF溶液滴加到上述溶液中,滴加过程中温度不超过5℃;滴加完后,慢慢升温至60℃保温半小时,升温至80℃保温1小时,升温至100℃保温1小时,最后升温至110-113℃保温2小时得到反应液。将反应液冷却至0℃,滴加20%液碱至pH9后,再用盐酸中和;蒸去溶剂至粘状物,加水溶解,过滤。乙酸乙酯萃取,脱色、浓缩的粘状物,加水溶解,冷却、结晶烘干得32.5克三氯蔗糖-6-乙酸酯,收率70.9%。
实施例三
将135克双三氯甲酸碳酸酯加入600ml 1,1,2,2-四氯乙烷液中,然后将65ml含有40克蔗糖-6-乙酸酯的DMF溶液滴加到上述溶液中,滴加过程中温度不超过5℃;滴加完后,慢慢升温至60℃保温半小时,升温至80℃保温1小时,升温至100℃保温1小时,最后升温至110-113℃保温2小时得到反应液。将反应液冷却至0℃,滴加20%液碱至pH9后,再用盐酸中和;蒸去溶剂至粘状物,加水溶解,过滤。乙酸乙酯萃取,脱色、浓缩的粘状物,加水溶解,冷却、结晶烘干得30.0克三氯蔗糖-6-乙酸酯,收率65.4%。
实施例四
将124克光气通入600ml 1,1,2-三氯乙烷中,然后将65ml含有40克蔗糖-6-乙酸酯的DMF溶液滴加到上述溶液中,滴加过程中温度不超过5℃;滴加完后,慢慢升温至60℃保温半小时,升温至80℃保温1小时,升温至100℃保温1小时,最后升温至110-113℃保温2小时得到反应液。将反应液冷却至0℃,滴加20%液碱至pH9后,再用盐酸中和;蒸去溶剂至粘状物,加水溶解,过滤。乙酸乙酯萃取,脱色、浓缩的粘状物,加水溶解,冷却、结晶烘干得33.6克三氯蔗糖-6-乙酸酯,收率73.3%。
实施例五
将159克草酰氯加入600ml 1,1,1-三氯乙烷中,然后将65ml含有40克蔗糖-6-乙酸酯的DMF溶液滴加到上述溶液中,滴加过程中温度不超过5℃;滴加完后,慢慢升温至60℃保温半小时,升温至80℃保温1小时,升温至100℃保温1小时,最后升温至110-113℃保温2小时得到反应液。将反应液冷却至0℃,滴加20%液碱至pH9后,再用盐酸中和;蒸去溶剂至粘状物,加水溶解,过滤。乙酸乙酯萃取,脱色、浓缩的粘状物,加水溶解,冷却、结晶烘干得31.9克三氯蔗糖-6-乙酸酯,收率69.5%。
实施例六
将145克三氯化磷倒入600ml 1,1,2-三氯乙烷中,然后将65ml含有40克蔗糖-6-乙酸酯的DMF溶液滴加到上述溶液中,滴加过程中温度不超过5℃;滴加完后,慢慢升温至60℃保温半小时,升温至80℃保温1小时,升温至100℃保温1小时,最后升温至110-113℃保温2小时得到反应液。将反应液冷却至0℃,滴加20%液碱至pH9后,再用盐酸中和;蒸去溶剂至粘状物,加水溶解,冷却、结晶烘干得31.5三氯蔗糖-6-乙酸酯,收率68.7%。
将实施例二至实施例六的结果与实施例一对比,即可说明采用本发明的方法所得三氯蔗糖-6-乙酸酯收率提高显著,比仅以DMF为溶剂方法提高约20%,具有明显的优势。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (3)
1.三氯蔗糖-6-乙酸酯的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、将重量比为1:2~4的氯化剂与氯代乙烷混合,冷却至0℃以下,备用,所述氯化剂是氯化亚砜、光气、草酰氯、双三氯甲酸碳酸酯、三氯化磷中的至少一种;
步骤二、将重量比为1:1~3的蔗糖-6-乙酸酯和DMF混合溶液滴加入步骤一的备用溶液中,控制温度在-15~10℃,得到反应液;
步骤三、将所述反应液在0~100℃温度段分别保温2~6次,每次保温0.5~2小时,最后升温至110~115℃保温1~4小时;
步骤四、对步骤三中保温后的反应液进行提纯、结晶处理,即得三氯蔗糖-6-乙酸酯。
2.根据权利要求1所述三氯蔗糖-6-乙酸酯的制备方法,其特征在于:所述步骤四中的提纯、结晶处理是,将反应液冷却至0℃,加入20%液碱至pH=9,再用盐酸中和,蒸去溶剂至反应液呈粘状,加水溶解后过滤,再用乙酸乙酯进行萃取,得到浓缩的粘状物,继续加水溶解,冷却至20℃以下结晶。
3.根据权利要求2所述三氯蔗糖-6-乙酸酯的制备方法,其特征在于:所述氯代乙烷是1,1,2-三氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷中的至少一种。
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