CN104829657A - 一种在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法 - Google Patents

一种在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法 Download PDF

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周增克
陈国庆
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Abstract

本发明公开了一种在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法，属于三氯蔗糖生产技术领域。该方法为：将三氯蔗糖-6-乙酯溶解于醇类溶剂中，加入有机锡催化剂在30-122℃条件下反应，反应完成后分离锡催化剂，浓缩结晶得三氯蔗糖；其中，有机锡催化剂与三氯蔗糖-6-乙酯的质量比为0.5-200%，有机锡催化剂选自二丁基锡高聚物、单丁基氧化锡、二丁基氧化锡或活化后的1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡。该方法降低了碱性条件下水解产物的产生，减低了纯化难度，提高了产品质量。

Description

一种在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法
技术领域
本发明涉及三氯蔗糖生产技术领域，具体涉及一种在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖保-6-乙酯护基团的方法。
背景技术
三氯蔗糖是一种高甜度，无热量的甜味剂，国内规模生产主要包括三步:6-位乙酰基保护、氯化、脱去保护基。常见的保护基主要是乙酰基和苯甲酰基，在实际生产中主要是乙酰基。而去乙酰基的方法主要是以甲醇或乙醇为溶剂，用碱性催化剂调pH值至9.0，反应3小时左右，用酸性树酯中和得三氯蔗糖。常见的碱有甲醇钠、氢氧化钾、氢氧化钠、叔丁胺。在实际生产中，我们发现三氯蔗糖-6-乙酯及三氯蔗糖是一种酸碱敏感的物质，在酸性条件下糖苷键极易断裂，而在碱性环境下醇解不可避免产生一定量的水解产物（1′,6′-二氯蔗糖），并且随着时间的延长，水解产物也在增加。
发明内容
  为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法，我们发现锡化合物极易与醇类化合物反应，于是本发明提出:先让锡化合物先与醇类化合物形成中间体，再与三氯蔗糖-6-乙酯进行酯交换从而脱除酰基得到三氯蔗糖，反应方程式如下：
另外，三氯蔗糖是一种对酸碱均敏感的物质，而有些锡合成物在合成过程中带有酸或碱，本发明采用特定的锡化合物或对某些锡化合物进行处理得到中性或偏中性化合物，并在此条件下脱去酰基。这样既不会产生水解产物，也不会造成糖苷键的断裂或失去氯离子。我们在使用锡高聚物试验的时候发现，该类化合物也具有与二丁基氧化锡一样的性质，具体机理尚不明确。所述方案如下：
本发明实施例提供了一种在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法，该方法为：将三氯蔗糖-6-乙酯溶解于醇类溶剂中，加入有机锡催化剂在30-122℃条件下反应，反应完成后分离（过滤或者萃取）锡催化剂，检测锡残留，根据需要对残留锡进行脱除，浓缩结晶得三氯蔗糖；其中，有机锡催化剂与三氯蔗糖-6-乙酯的质量比为0.5-200%；其中，有机锡催化剂选自二丁基锡高聚物、单丁基氧化锡、二丁基氧化锡或活化后的1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡等。
具体地，本发明实施例中的醇类溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或丁醇等。
具体地，本发明实施例中的醇类溶剂的体积与三氯蔗糖-6-乙酯的质量比为2-10L/Kg。优选地，醇类溶剂的体积与三氯蔗糖-6-乙酯的质量比为4L/Kg
其中，本发明实施例中的1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡的活化过程为：将1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡溶解于少量的甲醇中，然后再滴加至水中，然后加入碱将pH值调至6.8-7.2，过滤得活化后的锡催化剂。其中，碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、碳酸钠、碳酸氢钠或甲酸钠等，优选碳酸氢钠。
优选地，本发明实施例中的有机锡催化剂为二丁基锡高聚物，使用该有机锡催化剂可以直接过滤除去，无锡残留，二丁基锡高聚物与三氯蔗糖-6-乙酯的质量比为50-200%为佳，二丁基锡高聚物的结构式如下：
                     
优选地，考虑到78℃以上温度反应时，长时间反应会产生焦糖色，本发明实施例中的反应温度为30-78℃。更优选地，反应温度为65℃左右。
具体地，本发明实施例中的反应时间为2-24小时，优选为3小时。
优选地，本发明提供的方法为：将三氯蔗糖-6-乙酯溶解于醇类溶剂中，加入二丁基锡高聚物在30-78℃条件下反应2-24小时，反应完成后过滤除去锡催化剂，浓缩结晶得三氯蔗糖。其中，二丁基锡高聚物与三氯蔗糖-6-乙酯的质量比为50-200%，醇类溶剂的体积与三氯蔗糖-6-乙酯的质量比为2-10L/Kg，醇类溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或丁醇等。
本发明提供的在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法，降低了碱性条件下水解产物的产生，减低了纯化难度，提高了产品质量。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1：甲醇钠法脱乙酰基
将三氯蔗糖-6-乙酯30g溶解于120ml甲醇中，加热至30-35℃，加入甲醇钠固体调pH至9.0，反应0.5h内每隔10分钟调一次pH值至9.0，0.5h后每隔0.5h测一次pH值，从反应开始计时，每隔1h取一次样进行分析跟踪。分析结果如表1所示(面积归一法)：
                                 表1
反应时间 1h 2h 3h 4h 5h
三氯蔗糖-6-乙酯 10.96% 2.74% 0.25% 0.20% 0.18%
水解产物 无 0.04% 0.30% 0.45% 0.60%
三氯蔗糖 89.04% 97.22% 99.45% 99.35% 99.22%
注：水解产物有两个，主杂质为1′,6′-二氯蔗糖，用液相方法细分开为两种物质，此处水解产物为两者总和。
反应5.5h后用酸性树脂中和，过滤除去酸性树脂，浓缩干甲醇，水结晶得三氯蔗糖10g。
实施例2:二丁基氧化锡法脱乙酰基
将三氯蔗糖-6-乙酯30g溶解于120ml甲醇中，加入二丁基氧化锡3g，加热回流12h，HPLC监测反应，过滤，测锡残留(2%)，浓缩干甲醇，加入120ml水，过滤去除二丁基氧化锡，测锡残留(2000ppm),用醋酸调pH至1，加入环己烷500ml，萃取分层至锡残留(<10ppm)。水层浓缩结晶得三氯蔗糖10g，母液套至下一批。其结果如表2所示，产品测锡残留<10ppm。
                                   表2
反应时间 1h 2h 3h 4h 12h
三氯蔗糖-6-乙酯 15.04% 3.05% 0.3% 0.25% 0.2%
水解产物 无 无 无 无 无
三氯蔗糖 84.96% 96.95% 99.70% 99.75% 99.80%
从表1和表2可以看出，采用现有技术，随着时间推移水解产物会越来越多，而采用本发明，不管时间多久都不会产生水解产物，使本发明的三氯蔗糖纯度更高。
实施例3: 用单丁基氧化锡脱乙酰基
   将三氯蔗糖-6-乙酯30g溶解于120ml甲醇中，加入单丁基氧化锡3g，加热回流3h，HPLC终控反应完成，过滤，测锡残留(1.5%)，浓缩干甲醇，加入120ml水，过滤去除单丁基氧化锡，测锡残留(3000ppm),用醋酸调pH至1，加入环己烷500ml，萃取分层至锡残留(<10ppm)。水层浓缩结晶得三氯蔗糖13g，母液套至下一批。产品测锡残留<10ppm。
实施例4:1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡的活化。
将1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡10g固体加入水中，测pH为5-6，用碱(氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、碳酸钠、碳酸氢钠、甲酸钠)调pH值至6.8-7.2。过滤待用。
新合成出的1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡为液体、强酸性pH=1。可将其溶解于少量甲醇中，然后滴加至冷水中，再用碱调pH值至6.8-7.2。过滤待用。
实施例5:用活化后的1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡脱乙酰基
    将三氯蔗糖-6-乙酯30g溶解于120ml甲醇中，加入实施例4活化后的1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡6g，加热回流3h，HPLC终控反应完成，加入环己烷500ml萃取三次，甲醇相浓干，加入水120ml溶解糖，再加入环己烷500ml萃取至水中锡残留(<10ppm)。水层浓缩结晶得三氯蔗糖15g，母液套至下一批。产品测锡残留<10ppm。
实施例6:用二丁基锡聚合物脱乙酰基
将三氯蔗糖-6-乙酯30g溶解于120ml甲醇中，加入二丁基锡聚合物60g，加热回流3h，HPLC终控反应完成，过滤去除有机锡聚合物，测锡残留(未检出)，甲醇浓干，加入水30ml溶解糖，浓缩结晶得三氯蔗糖12.5g。母液套至下一批。产品测锡残留:未检出。
实施例7-11:用二丁基锡聚合物脱乙酰基
其方法与实施例6基本一致，不同之处如表3所示：
                                   表3
二丁基聚合物使用量 3g 6g 15g 30g 60g
反应时间 48h 48h 24h 24h 24h
三氯蔗糖-6-乙酯 75.63% 40.36% 0.18% 0.16% 0.17%
水解产物 无 无 无 无 无
三氯蔗糖 24.37% 59.64% 99.82% 99.84% 99.83%
从表3可以看出，二丁基聚合物在各个浓度下催化反应脱酰基，在各个时间段都不会产生水解产物，且在一定条件下，三氯蔗糖-6-乙酯的脱除效果很好。
实施例12: 用乙醇做溶剂脱乙酰基
   将三氯蔗糖-6-乙酯30g溶解于120ml乙醇中，加入二丁基锡聚合物15g，加热回流6h，HPLC终控反应完成，过滤去除有机锡聚合物，测锡残留(未检出)，乙醇浓干，加入水30ml溶解糖，浓缩结晶得三氯蔗糖15g。母液套至下一批。产品测锡残留:未检出。
实施例13: 用丙醇做溶剂脱乙酰基
    将三氯蔗糖-6-乙酯30g溶解于120ml丙醇中，加入二丁基锡聚合物15g，加热回流9h，HPLC终控反应完成，过滤去除有机锡聚合物，测锡残留(未检出)，丙醇浓干，加入水30ml溶解糖，活性炭脱色浓缩结晶得三氯蔗糖12.5g。母液套至下一批。产品测锡残留:未检出。
实施例14: 用异丙醇做溶剂脱乙酰基
    将三氯蔗糖-6-乙酯30g溶解于120ml异丙醇中，加入二丁基锡聚合物15g，65℃下保温15h，HPLC终控反应完成，过滤去除有机锡聚合物，测锡残留(未检出)，异丙醇浓干，加入水30ml溶解糖，浓缩结晶得三氯蔗糖10g。母液套至下一批。产品测锡残留:未检出。
实施例15: 用丁醇做溶剂脱乙酰基
    将三氯蔗糖-6-乙酯30g溶解于120ml丁醇中，加入二丁基锡聚合物15g，65℃下保温24h，HPLC终控反应，过滤去除有机锡聚合物，测锡残留(未检出)，丁醇浓干，加入水120ml溶解糖，加入乙酸乙酯30ml萃取未反应的三氯蔗糖-6-乙酯，浓缩结晶得三氯蔗糖2.5g。产品测锡残留:未检出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1. 一种在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法，其特征在于，该方法为：将三氯蔗糖-6-乙酯溶解于醇类溶剂中，加入有机锡催化剂在30-122℃条件下反应，反应完成后分离锡催化剂，浓缩结晶得三氯蔗糖；
其中，有机锡催化剂与三氯蔗糖-6-乙酯的质量比为0.5-200%，有机锡催化剂选自二丁基锡高聚物、单丁基氧化锡、二丁基氧化锡或活化后的1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡。
2. 根据权利要求1所述的在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法，其特征在于，所述醇类溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或丁醇。
3. 根据权利要求1所述的在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法，其特征在于，所述醇类溶剂的体积与三氯蔗糖-6-乙酯的质量比为2-10L/Kg。
4. 根据权利要求1所述的在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法，所述1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡的活化过程为：将1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙酰基氧化锡溶解于少量的甲醇中，然后再滴加至水中，再加入碱将pH值调至6.8-7.2，过滤得活化后的锡催化剂，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、碳酸钠、碳酸氢钠或甲酸钠。
5. 根据权利要求1所述的在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法，其特征在于，所述有机锡催化剂为二丁基锡高聚物。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法，其特征在于，反应温度为30-78℃。
7. 根据权利要求1-5任一项所述的在中性或偏中性条件下脱三氯蔗糖-6-乙酯保护基团的方法，其特征在于，反应时间为2-24小时。
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