专利名称：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。
具体实施例方式
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110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28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35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％。
权利要求
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。
全文摘要
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。
文档编号C07H13/00GK1660868SQ20041006584
公开日2005年8月31日 申请日期2004年12月22日 优先权日2004年12月22日
发明者沈彬, 陆正清, 张满, 宋爱平, 傅颖红 申请人:东南大学