CN1660868A - 采用固体光气氯代制备三氯蔗糖－6－酯的方法 - Google Patents

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Abstract

采用固体光气氯化制备三氯蔗糖－6－酯的方法涉及一种用固体光气－双(三氯甲基)碳酸酯氯化蔗糖－6－酯制备三氯蔗糖－6－酯的方法，该方法采用固体光气替代光气或氯化亚砜的氯化工艺：将固体光气溶解于惰性溶剂中，缓慢滴加至蔗糖－6－酯的二甲基甲酰胺溶液中，反应液在室温下搅拌0.5－0.75小时；经2－3.5小时升温至110－115℃，该温度下保持2－4小时，反应产物经碱溶液中和、蒸馏去除溶剂、加水溶解、活性炭脱色、有机溶剂萃取、结晶处理步骤得产物三氯蔗糖－6－酯。惰性溶剂为苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯中的一种。是一种高收率、安全、无污染、操作简单的采用固体光气氯代制备三氯蔗糖－6－酯的方法。

Description

采用固体光气氯代制备三氯蔗糖-6-酯的方法
                          技术领域
本发明涉及一种用固体光气[双(三氯甲基)碳酸酯]氯代蔗糖-6-酯制备三氯蔗糖-6-酯的方法，属于三氯蔗糖-6-酯制备的技术领域。
                          背景技术
三氯蔗糖(4，1’，6’-三氯-4，1’，6’-三脱氧半乳蔗糖)是一种低能量强力甜味剂，具有甜度高、甜味特性好、对抗酸水解稳定性好、低热值、无毒、抗龋齿等特点，是目前欧美市场上所能见到的最理想的甜味剂之一。
三氯蔗糖是蔗糖分子中4-、1’-和6’-位置的三个羟基被氯原子取代的产物。在蔗糖分子中有8个羟基，其中有3个伯羟基(6-、1’-、6’-)，5个仲羟基(2-、3-、4-、3’-、4’-)，它们的化学反应活性有较大差异，一般是伯羟基的反应活性高于仲羟基的反应活性。在三氯蔗糖合成中，涉及到用氯原子取代蔗糖分子中的1’-、6’-位两个伯羟基和4-位仲羟基，而6-位羟基必须保留。研究表明：蔗糖6-位羟基对于蔗糖氯化衍生物的甜度有重大影响，它对于合成高甜度甜味剂是绝对重要的。基于上述原因，在氯化前将6-位羟基用易于脱除的基团保护(如采用乙酰基生成蔗糖-6-乙酸酯)使其不被氯化，然后控制合适的氯化条件得到三氯化产品，再将6-位羟基还原即得到三氯蔗糖，这样就避免了所有羟基的保护。
在三氯蔗糖的制备中，所有的合成路线都涉及到氯代步骤，氯代是合成三氯蔗糖的关键问题，必须采用有效的氯代试剂和氯代方法。蔗糖-6-酯的氯代过程通常采用Vilsimier试剂。Vilsimier试剂由二甲基甲酰胺与光气或氯化亚砜等反应生成。使用氯化亚砜简单安全，但产物收率较低，并且氯代中释放大量二氧化硫气体，增加后继处理步骤和设备要求。使用光气虽收率很高，但光气是一种剧毒气体，不宜储存和运输，同时光气作为气体也不方便进行准确计量，尤其当实验室需要少量精确的定量光气，过量使用容易造成副反应。
                           发明内容
技术问题：本发明目的在于提供一种高收率、安全、无污染、操作简单的采用固体光气氯代制备三氯蔗糖-6-酯的方法。
技术方案：本发明采用双(三氯甲基)碳酸酯(俗称固体光气)替代光气或氯化亚砜的氯代路线：固体光气溶解于惰性溶剂，缓慢滴加至蔗糖-6-酯的二甲基甲酰胺溶液中，保持反应液温度低于5℃，反应液在室温下搅拌0.5-0.75小时；经2-3.5小时升温至110-115℃，该温度下保持2-4小时。待反应产物冷却至室温，经无机碱或有机碱中和、蒸馏去除溶剂、加水溶解、活性炭脱色、有机溶剂萃取、结晶处理得产物三氯蔗糖-6-酯。本发明采用溶解固体光气的惰性溶剂有苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯。萃取采用的有机溶剂为乙酸乙酯。萃取的有机溶剂为乙酸乙酯。
固体光气具有高选择性和氯化活性，可以有效地氯代蔗糖-6-酯分子中的4-、1′-和6′-位羟基，并且其毒性低、无二氧化硫排放，可彻底解决氯代产率与毒性和污染相矛盾的问题。
有益效果：本发明工艺中采用双(三氯甲基)碳酸酯(俗称固体光气)替代光气或氯化亚砜做氯代试剂。首先，固体光气作为固体使用方便，可以准确称量，避免了过量使用产生副反应；其次，相比较于使用氯化亚砜，固体光气的氯代收率高；第三，固体光气在氯代中释放出二氧化碳，而不是二氧化硫气体，无污染，减少了工艺中的废气处理步骤和设备要求。
                           具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明：
HPLC(高效液相色谱)分析条件：仪器，Agilent 1100series；色谱柱，ALLTIMA C18，5MICRON，250mm×4.6mm；柱温，40℃；检测器，DAD；流动相，乙腈/水(15/85)；进样量，10μL。
实施例1：10克蔗糖-6-乙酸酯溶于90毫升二甲基甲酰胺，在-10℃缓慢滴加固体光气的甲苯溶液(含固体光气25克)，反应混合液保持低于5℃，剧烈搅拌0.5小时。再经2.5小时升温至115℃，保持4小时。待反应产物冷却至室温，经无机碱或有机碱中和、蒸馏去除溶剂、加水溶解、活性炭脱色、有机相萃取(萃取的有机溶剂为乙酸乙酯)、结晶，得到三氯蔗糖-6-酯产品，产品由HPLC分析显示三氯蔗糖-6-酯产率为62.2％。
实施例2：8克蔗糖-6-乙酸酯溶于70毫升二甲基甲酰胺，冰盐浴下滴加固体光气的二氯甲烷溶液(含固体光气18克)。反应混合液保持低于5℃，剧烈搅拌0.5小时。再经3.5小时升温至115℃，保持4小时。分水器收集冷凝的二氯甲烷。反应后待产物冷却至室温，经无机碱或有机碱中和、蒸馏去除溶剂、加水溶解、活性炭脱色、有机溶剂萃取(萃取的有机溶剂为乙酸乙酯)、结晶，得到三氯蔗糖-6-酯产品，HPLC显示三氯蔗糖-6-酯产率为58.3％。
实施例3：5克蔗糖-6-乙酸酯溶于60毫升二甲基甲酰胺，-10℃下滴加固体光气的四氯化碳溶液(含固体光气10克)。反应混合液保持低于5℃，剧烈搅拌0.5小时。再经3.5小时升温至113℃，保持3小时。反应后产物冷却至室温，经碱溶液中和、蒸馏去除溶剂、加水溶解、活性炭脱色、有机溶剂萃取(萃取的有机溶剂为乙酸乙酯)、结晶，得到三氯蔗糖-6-酯产品，HPLC显示三氯蔗糖-6-酯产率为56.7％。

Claims (3)

1、一种采用固体光气氯化制备三氯蔗糖-6-酯的方法，其特征在于该方法采用固体光气替代光气或氯化亚砜的氯化工艺：将固体光气溶解于惰性溶剂中，反应混合液保持低于5℃的条件下，缓慢滴加至蔗糖-6-酯的二甲基甲酰胺溶液中；然后将反应液在室温下搅拌0.5-0.75小时；经2-3.5小时升温至110-115℃，该温度下保持2-4小时，反应产物经碱溶液中和、蒸馏去除溶剂、加水溶解、活性炭脱色、有机溶剂萃取、结晶处理步骤得产物三氯蔗糖-6-酯。
2、根据权利要求1所述的采用固体光气氯化制备三氯蔗糖-6-酯的方法，其特征在于惰性溶剂为苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯中的一种。
3、根据权利要求1所述的采用固体光气氯化制备三氯蔗糖-6-酯的方法，其特征在于萃取的有机溶剂为乙酸乙酯。
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