一种三氯蔗糖的合成及纯化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种三氯蔗糖的合成及纯化工艺，其合成工艺在有机复合碱金属盐催化剂的存在下，在酰胺类溶剂中，使蔗糖与酰化试剂反应生成高化学收率和纯度的蔗糖－６－乙酸酯，然后蔗糖－６－乙酸酯再进行氯化、过滤、萃取、脱色制得三氯蔗糖－６－乙酸酯中间体，最后将三氯蔗糖－６－乙酸酯中间体在无水溶剂体系中脱酰基、脱色生成三氯蔗糖，其纯化工艺是采用混合溶剂对三氯蔗糖的粗品进行纯化处理得到三氯蔗糖。本发明专利技术的优点在于工艺简单、产品化学收率高、产品纯度很高、生产成本低，非常适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学合成
，具体涉及一种三氯蔗糖的合成及纯化工艺。
技术介绍
三氯蔗糖，化学名4， 1， 英文名称为 其结构式为三氯蔗糖是一种新型高甜度非营养型甜味剂，它的甜度是蔗糖的600倍， 在人体内不参与代谢，不被人体吸收，不被龋齿病菌利用，不引起龋齿，是 糖尿病人的理想的甜味代用品，己被二十多个国家批准作为食品甜味剂使 用。三氯蔗糖的制备最早由英国Tate&Lyle公司于1975年通过化学合成制备 成功。其化学合成方法主要有以蔗糖为原料的单基团保护法和全基团保护法 两类。单基团保护法如美国专利US4，889， 928; US 5， 449， 772报道的乙酯法 和US 5， 023， 329; 4,950， 746报道的二丁基氧化锡法，都是利用蔗糖分子 中的6位羟基比较活泼，采用乙酰基或苯甲酰基选择性保护6位羟基，制备蔗 糖-6-乙酸酯或蔗糖-6-苯甲酰酯，然后再与VILSMERIER试剂选择性氯化得到 三氯蔗糖-6-乙酸酯(苯甲酰酯)，最后经水解后得到三氯蔗糖。'，6'—三氯一4， 1，， 6，一三脱氧半乳蔗糖， :4, l'， 6,-trichlorogalactosucrose全基团保护法如美国专利US4， 783， 526; US 4,801， 700 ; US 4， 343， 934; US 4,362， 869报道的利用蔗糖分子中8个羟基在空间位阻上的区别， 用一个体积较大的基团选择性地保护空间位阻相对较小的伯羟基，然后将剩 余的羟基全部乙酰化，然后在酸性条件下脱去保护基，将4位乙酰基移位至6 位，使三个氯代位置符合特定要求，再氯化三个羟基，经过水解脱乙酰基得 到三氯蔗糖。中国专利03126655^公开了一种三氯蔗糖的合成方法，其特征是以蔗糖 为原料，加入N， N-二甲基甲酰胺溶液，在硫酸盐固体酸催化剂或吸附在高 分子载体上的硫酸盐固体酸催化剂作用下与乙酸乙酯发生酯交换反应，生成 蔗糖-6-乙酸酯，蔗糖-6-乙酸酯再经氯代、醇解反应生成三氯蔗糖。中国专利03805527.9公开了用于纯化三氯蔗糖的新萃取方法。中国专利200610034731.3公开了一种三氯蔗糖的制备方法，首先使用分隔 式电解槽装置，采用间接电氧化合成技术制备蔗糖-6-酯，然后通过氛代、 水解生成三氯蔗糖。中国专利200710037102.0公开了一种制备三氯蔗糖的方法，以聚合物负载 的有机锡催化剂存在下，使蔗糖与酰化试剂反应生成高化学纯度的蔗糖-6-酯，然后蔗糖-6-酯再经氯化、碱水解得到三氯蔗糖。这些合成方法中，全基团保护法反应步骤较多，工艺相对繁琐，生产成 本高；单基团保护法合成的蔗糖-6-酯的化学收率较低和产品水相纯化困难 复杂，且纯度不很理想；二丁基氧化锡法的催化剂二丁基氧化锡不能回收利 用，生产成本高，且产品含有锡基杂质，不利于应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的三氯蔗糖的制备方法，以克服现有技术 的上述缺陷，该方法工艺简单、操作方便、化学收率和产品纯度高，生产成 本低。该三氯蔗糖的制备方法包括合成工艺和纯化工艺，作为本专利技术第一方面 的三氯蔗糖的合成工艺，其特征是以蔗糖为原料，在N-酰胺类化合物溶剂 中，在有机复合碱金属盐催化剂作用下与乙酸酐发生反应，生成高纯度、高 收率的蔗糖一6—乙酸酯，蔗糖一6—乙酸酯再经氯化制得三氯蔗糖-6-乙酸酯、最后在无水溶剂中脱乙酰基反应和纯化处理生成三氯蔗糖，使得产品有 较高的化学收率和产品纯度。其中N-酰胺类化合物为N,N-二甲基甲酰胺(DMF) 、 N,N-二乙基 甲酰胺、N,N-二丙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺，根据其对蔗糖的溶 解度和安全性，本专利技术优选N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为反应溶剂；作为本专利技术的一个优选例中，将蔗糖溶解于环己烷和DMF溶剂中，在有 机复合碱金属盐催化剂存在下，先回流脱水，再冷却到适当温度，滴加酰化 试剂乙酸酐，反应2—8小时后，水洗脱溶剂，获得蔗糖-6-乙酸酯。所说的有机复合碱金属盐催化剂包括下列一种或多种组分的混合物① 碱金属盐为乙酸钠、乙酸钾、碳酸钠、碳酸钾等，最优先为乙酸钠。② 有机化合物为吡啶、二乙胺、三乙胺、DMAP (4-二甲基氨基吡啶)、 芳香酸、芳香磺酸等，最优先为DMAP (4-二甲基氨基吡啶)。③ 天然有机质为茶碱、氨茶碱、烟碱提取液等，最优先为烟碱提取液。 所述的有机复合碱金属盐催化剂，最优先为乙酸钠与DMAP的复合物，重量比乙酸钠DMAP = 0-100 : 100-50。较优比例为乙酸钠DMAP-10—30 : 90-70。原料的摩尔比例为蔗糖催化剂乙酸酐=1: 0.01-0.5: 1.1-2。 三氯蔗糖-6-乙酸酯合成为将蔗糖-6-乙酸酯溶解在DMF溶剂中，后滴加到已配置好的氯化亚砜和DMF合成的Vilsmeier试剂，在-20-12(TC下进行氯代反应5 15小时，后经过中和、过滤、乙酸乙酯萃取、脱色、回收溶剂得到三氯蔗糖-6-乙酸酯。原料的摩尔比例为蔗糖-6-乙酸酯氯化亚砜-l: 5 20。 三氯蔗糖-6-乙酸酯脱乙酰基反应的步骤如下将三氯蔗糖-6-乙酸酯溶解于无水甲醇或乙醇、丙醇溶剂中，加入脱乙酰剂，在0 5(TC下进行脱乙酰基反应。所述的脱乙酰剂优选为乙二胺、叔丁胺、叔戊胺等，最优选为叔丁胺。 原料的摩尔比例为三氯蔗糖-6-乙酸酯甲醇=1: 5 20;三氯蔗糖-6-乙酸酯脱乙酰剂=1: 0.001-0.1。作为本专利技术第二方面的三氯蔗糖纯化工艺为三氯庶糖粗品用无水混合溶 剂进行纯化处理得到三氯蔗糖成品。所述的无水混合溶剂为醇类、醚类、酮类、酯类中任何组合的混合溶剂。 所述醇类选自甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇等或其任何组合。 所述醚类选自乙醚、二甲醚甲基叔丁基醚等或其任何组合。 所述酮类选自丙酮、甲基异丙基酮、甲基异丁基酮等或其任何组合。 所述酯类选自甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸丁酯、乙酸异丙酯等或其任何组合。采用无水混合溶剂最优的为甲醇与甲酸乙酯或甲醇与乙酸异丁酯、甲醇与乙酸丁酯、甲醇与甲酸甲酯。 本专利技术的有益效果为采用上述方法制备三氯蔗糖，以蔗糖基准，化学收率可达到50%以上， 产品含量可达到99~102%，符合FCCV的标准。与现有的合成方法对比，本专利技术的方法，工艺简单，反应条件温和，得 到产品的转化率和纯度都非常高，降低了生产成本，非常适合工业化生产。具体实施方式以下结合具体实施例，进一步阐明本专利技术。应理解，这些实施例仅用于 说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。蔗糖-6-乙酸酯的合成在1000ml的四口瓶中加入100g蔗糖，350mlN， N-二甲基甲酰胺，lOOml 环己垸，2g催化齐lJ(乙酸钠DMAP=0.5: 1.5)，加热至回流，并在搅拌下脱 水3小时，后冷至25t，滴加40g乙酸酐，后保温反应5小时，过滤回收催化 剂，母液再减压回收DMF，得糖浆108g， HPLC(配示差检测器)测糖浆中含 蔗糖-6-乙酸酯90.2%。三氯蔗糖-6-乙酸酯的合成取上述108g糖浆用500mlN， N-二甲基甲酰胺溶解后备用，在2000ml的四 口瓶中加入500mlN， N-二甲基甲酰胺冷至-10。C，滴加氯化亚砜300ml，控制滴加速度，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三氯蔗糖的合成工艺，其特征是以蔗糖为原料，在Ｎ－酰胺类化合物溶剂中，在有机复合碱金属盐催化剂作用下与乙酸酐发生反应，生成蔗糖－６－乙酸酯，蔗糖－６－乙酸酯再经氯代、脱乙酰基反应生成三氯蔗糖。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新民，彭建新，
申请(专利权)人：上海同辰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]