专利名称：三氯蔗糖－2,3,6,3’,4’－五乙酸酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及食品甜味剂“三氯蔗糖”，尤其涉及这种食品甜味剂的关键中间体“三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯”的制备方法，属于精细化工技术领域。
背景技术：
三氯蔗糖是一种功能型甜味剂，在某种程度上它代表了甜味剂发展的最新成就，从分子结构上看，它是蔗糖分子中4、1’、6’三个羟基被三个氯原子取代而成。而蔗糖分子中有8个羟基，分别为三个伯碳羟基(6、1’、6’位)和五个仲碳羟基(2、3、4、3’、4’位)，要制备三氯蔗糖，一种方法是通过保护蔗糖分子中6-位羟基，然后进行选择性氯化，由于1’-、6’-羟基是伯羟基，相对较活泼，氯化反应易进行，而4-位羟基是仲羟基，其活泼性与其它四个仲羟基接近，选择性较差，从而导致氯化反应选择性差、收率低、产品难分离等缺点；另一种方法是通过选择性保护蔗糖的2、3、3’、4’、6-五个羟基，然后氯化剩余的4、1’、6’三个羟基，对氯化反应而言，这个方法是氯化蔗糖分子中剩余的三个羟基，选择性单一，收率和中间产物的纯度较高。
三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯制备方法已有文献报道，如O’Brien等在US4783526中，揭示了一种三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，即氯化亚砜在三苯基氧磷和甲苯组成的体系进行氯化的方法，该方法所用原料三苯基氧磷和溶剂甲苯会残留在成品中，对健康造成危害，单步收率为75％；Tully等在US4801700中，公开了一种以氯化亚砜在三苯基氧磷和1，2-二氯乙烷组成的体系进行氯化的方法，该方法仍然使用三苯基氧磷，单步收率为66％。
综观以上方法，存在的问题1，原料三苯基氧膦价格昂贵，不符合实际生产需要；2，三苯基氧膦毒性大，会残留在成品中，从而增加成品的后处理工序，增加生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的一种制备方法，旨在克服现有技术的种种不足，使三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备过程更易进行，产品更易提纯、收率更高。
本发明的目的通过以下技术方案来实现三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，以蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯为主反应原料，经过氯化反应生成三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯，其特征在于依序包括以下步骤——①将蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯加入叔胺溶剂当中；②溶液冷却到0℃以下，滴加入氯化剂；③滴加完毕后，升温至105～120℃；④保温2～6小时，使其充分反应；⑤冷却至室温，用液碱调至中性，然后用乙酸乙酯萃取、浓缩。
进一步地，上述的三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，其中，步骤⑤所获得的萃取物进一步用水加热溶解，冷却后结晶，析出纯度更高的三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯晶体。
更进一步地，上述的三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，其中，步骤②中溶液冷却至-30～0℃。
更进一步地，上述的三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，其中，步骤①中的叔胺溶剂的质量用量是蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的3-10倍，步骤②中氯化剂的摩尔用量是蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的4-7倍。
再进一步地，上述的三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，其中，步骤①中的叔胺溶剂是N，N-二甲基甲酰胺；步骤③中的氯化剂是氯化亚砜。
本发明具有以下突出优点(1)不使用三苯基氧膦为原料或含苯环的溶剂；(2)反应过程条件温和、易控制；(3)确定了产品结晶条件，即将水加入到最后的粘状物中升温使其溶解，再冷却、结晶，中试产品纯度达98％以上，反应收率超过82％。
具体实施例方式
下面是几项应用本发明技术方案的具体实例，它们仅作为例子给出，不视为对本发明的应用限制。凡操作条件的等同替换，均落在本发明的保护范围之内。
实施例1一个1000ml四口圆底烧瓶，装有机械搅拌、温度计和冷凝管，加入含100g(0.18mol)蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的700ml DMF(N，N-二甲基甲酰胺)溶液，冷却至-10～0℃，滴加入100g(0.84mol)氯化亚砜，滴加完毕保温半小时，然后在1小时内缓慢升温至110-115℃，保温反应3个小时；反应结束，冷至室温，用液碱调节PH至中性，再用200ml乙酸乙酯分别萃取三次，活性炭脱色，浓缩去除乙酸乙酯，加入150ml水，加热溶解后冷却析出晶体，抽滤、烘干得91.6g三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯晶体，纯度为98.5％(HPLC)，收率83.4％。
实施例2一个1000ml四口圆底烧瓶，装有机械搅拌、温度计和冷凝管，加入含100g(0.18mol)蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的700ml DMF溶液，冷却至-20～-10℃，滴加入110g(0.92mol)氯化亚砜，滴加完毕保温半小时，然后在1小时内缓慢升温至110-115℃，保温反应4个小时；反应结束，冷至室温，用液碱调节PH至中性，再用200ml乙酸乙酯分别萃取三次，活性炭脱色，浓缩去除乙酸乙酯，加入150ml水，加热溶解后冷却析出晶体，抽滤、烘干得85.5g三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯晶体，纯度为98.0％(HPLC)，收率77.8％。
实施例3一个1000ml四口圆底烧瓶，装有机械搅拌、温度计和冷凝管，加入含100g(0.18mol)蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的700ml DMF溶液，冷却至-25～-15℃，滴加入90g(0.75mol)氯化亚砜，滴加完毕保温半小时，然后在1小时内缓慢升温至110-115℃，保温反应2个小时；反应结束，冷至室温，用液碱调节PH至中性，再用200ml乙酸乙酯分别萃取三次，活性炭脱色，浓缩去除乙酸乙酯，加入150ml水，加热溶解后冷却析出晶体，抽滤、烘干得82.6g三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯晶体，纯度为97.6％(HPLC)，收率75.1％。
实施例4一个1000ml四口圆底烧瓶，装有机械搅拌、温度计和冷凝管，加入含100g(0.18mol)蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的700ml DMF溶液，冷却至-15～-5℃，滴加入100g(0.84mol)氯化亚砜，滴加完毕保温半小时，然后在1小时内缓慢升温至105-110℃，保温反应5个小时；反应结束，冷至室温，用液碱调节PH至中性，再用200ml乙酸乙酯分别萃取三次，活性炭脱色，浓缩去除乙酸乙酯，加入150ml水，加热溶解后冷却析出晶体，抽滤、烘干得68.6g三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯晶体，纯度为98.0％(HPLC)，收率62.4％。
实施例5一个装有机械搅拌、温度计和冷凝管的1000ml四口圆底烧瓶中，加入含100g(0.18mol)蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的700ml DMF溶液，冷却至-30～-20℃，滴加入100g(0.84mol)氯化亚砜，滴加完毕保温半小时，然后在1小时内缓慢升温至115-120℃，保温反应6个小时；反应结束，冷至室温，用液碱调节PH至中性，再用200ml乙酸乙酯分别萃取三次，活性炭脱色，浓缩去除乙酸乙酯，加入150ml水，加热溶解后冷却析出晶体，抽滤、烘干得72.5g三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯晶体，纯度为97.5％(HPLC)，收率66.0％。
实施例6一个装有机械搅拌、温度计和冷凝器的100L搪瓷反应釜中，加入含10Kg(18mol)蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的70Kg DMF溶液，冷却至-10～0℃，滴加入10Kg(84mol)氯化亚砜，滴加完毕保温半小时，然后在1小时内缓慢升温至110-115℃，保温反应3个小时；反应结束，冷至室温，用液碱调节PH至中性，再用20L乙酸乙酯分别萃取三次，活性炭脱色，浓缩去除乙酸乙酯，浓缩剩余物用热水溶解、冷却结晶，甩滤、烘干得90.8Kg三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯晶体，纯度为98.0％(HPLC)，收率82.6％。
权利要求
1.三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，以蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯为主反应原料，经过氯化反应生成三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯，其特征在于依序包括以下步骤——①将蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯加入叔胺溶剂当中；②溶液冷却到0℃以下，滴加入氯化剂；③滴加完毕后，升温至105～120℃；④保温2～6小时，使其充分反应；⑤冷却至室温，用液碱调至中性，然后用乙酸乙酯萃取、浓缩。
2.根据权利要求1所述的三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，其特征在于步骤⑤所获得的萃取物进一步用水加热溶解，冷却后结晶，析出纯度更高的三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯晶体。
3.根据权利要求1所述的三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，其特征在于步骤②当中，溶液冷却至-30～0℃。
4.根据权利要求1或2或3所述的三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，其特征在于步骤①中的叔胺溶剂的质量用量是蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的3-10倍，步骤②中氯化剂的摩尔用量是蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的4-7倍。
5.根据权利要求1所述的三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，其特征在于步骤①中的叔胺溶剂是N，N-二甲基甲酰胺。
6.根据权利要求1所述的三氯蔗糖-2，3，6，3’，4’-五乙酸酯的制备方法，其特征在于步骤②中的氯化剂是氯化亚砜。
全文摘要
本发明涉及三氯蔗糖－2，3，6，3’，4’－五乙酸酯的制备方法，将蔗糖－2，3，6，3’，4’－五乙酸酯加入含叔胺溶剂中，冷至0℃以下滴加入氯化亚砜，然后再升温至110－115℃，保温2－6个小时，充分反应后冷至室温，液碱调至中性，用乙酸乙酯萃取、浓缩，再加水升温溶解，冷却析出三氯蔗糖－2，3，6，3’，4’－五乙酸酯晶体。与现有技术相比，本发明技术方案反应条件温和、易控制，产品收率和纯度均高于现有技术最佳值。
文档编号C07H1/00GK101058591SQ20061003966
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月19日 优先权日2006年4月19日
发明者蔡亚, 王立成, 高振兵, 王波, 张振宇 申请人:常州市牛塘化工厂有限公司