本发明属于糖类；及其衍生物，具体涉及一种五乙酰葡萄糖的生产方法。
背景技术：
五乙酰葡萄糖又叫“萄萄糖五醋酸酯”(a-d-glucosepentaacetate)，简称PAG，它是一种很有发展前途的非离子型表面活性剂。也是一种重要的有机合成中间体。具有抗炎、镇咳、利尿等功效，并能有效抑制皮肤中酪氨酸酶的活性，阻断黑色素的形成，通过自身与酪氨酶直接结合，加速黑色素的分解与排泄，从而减少皮肤色素沉积，祛除色斑和雀斑，且对黑色素细胞不产生毒害性、刺激性、致敏性等副作用，是现代社会流行的最为安全有效的美白原料，也是21世纪理想的皮肤美白祛斑活性剂。
糖的羟基可以乙酰化成酯，并且可用乙酰化或苯甲酰化来保护羟基。糖分子中的羟基都容易被酰化，生成完全酰化的糖，葡萄糖和醋酐反应生成五乙酰葡萄糖。不同的催化剂对生成物的立体构型有影响，例如，用酸性催化剂得α-五乙酰葡萄糖，用碱性催化剂得β-五乙酰葡萄糖。
早期工业上以浓硫酸为催化剂，用葡萄糖和乙酸酐进行酯化反应而得，虽然硫酸价廉，但产品质量较差，而且硫酸对设备有严重的腐蚀作用，产品的后处理复杂，同时产生大量废液，污染环境，因此人们寻求更优良的催化剂来代替硫酸。
近年来，主要采用无水氯化锌为催化剂合成，但是无水氯化锌极易吸水，难以操作，而且产率低，后处理困难。杨水金等使用固体超强酸催化剂，产率虽然达到89.7％，但是催化剂制作麻烦，成本高，很难实现工业化生产。成风桂等使用对甲苯磺酸催化剂，产率虽然达到90％，但是后处理困难。除此之外，还有以乙酸钠等作为催化剂，放大生产后，温度不易控制，导致温度飙升，具有一定的安全风险；且反应温度偏高，收率低，产品颜色较深，需要脱色，不易实现工业化生产。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种五乙酰葡萄糖的生产方法。
为达到上述目的，本发明的基础方案如下：
一种五乙酰葡萄糖的生产方法，包括如下步骤：
(1)将反应釜及其回流装置除水，使系统水的含量低于500ppm；
(2)将反应釜降温至-5℃～20℃，按比例依次加入乙酸酐和葡萄糖，所述乙酸酐含量要求大于98.0％，所述葡萄糖和乙酸酐质量比为1：6.5～1：2；
(3)加入胺类物质，胺类物质用量为葡萄糖重量的30％～50％，升温至60～90℃，并保持恒温1-5h；
(4)减压蒸馏回收乙酸酐混合物
(5)加入醇水溶液进行重结晶；
(6)降温结晶，然后离心过滤、洗涤，经干燥后即得到五乙酰葡萄糖产品。
本方案的原理：
采用本方案的生产方法生产五乙酰葡萄糖的优点是：(1)制备过程使用的原材料均易得，价格便宜，成本低。(2)过程控制简单，易操作，目前已经在500L的反应釜进行了中试稳定化生产。(3)中试生产产品收率高，达到87％以上。(4)产品纯度高，达到99.5％以上。
优化方案1，对基础方案的进一步优化，步骤1中系统水的含量低于300ppm。发明人在试验中发现，反应系统水含量越低，乙酸酐消耗越少，同时五乙酰葡萄糖收率越高。
优化方案2，对基础方案的进一步优化，所述乙酸酐的含量大于99.0％。发明人通过实验发现，乙酸酐的含量99.0％时，五乙酰葡萄糖收率非常高。
优化方案3，对基础方案的进一步优化，所述葡萄糖和乙酸酐质量比为1：4.5～1：3。发明人在试验中发现，葡萄糖和乙酸酐质量比在上述范围内时，乙酸酐基本上能完全反应，而且五乙酰葡萄糖收率非常高。
优化方案4，对基础方案、优化方案1-3任一项的进一步优化，步骤2中反应釜降温至0-10℃。因为五乙酰葡萄糖的反应是强放热反应，如果不提前降温，反应速度更快，导致温度速度飙升，使反应过程不易控制，通过试验发现，反应釜降温至上述范围内，反应过程更容易控制。
优化方案5，对基础方案、优化方案1-3任一项的进一步优化，步骤3中胺类物质的加入方式采用分批和滴加的方式，且加入速度为1g/min～4g/min。此反应为强烈放热反应，控制催化剂胺类物质的加入速度，加入速度过快导致局部温度过热，引起葡萄糖碳化，碳化则会导致收率降低，且产品颜色变灰。
优化方案6，对优化方案5的进一步优化，步骤3的反应温度为65～80℃，反应时间为2-3.5h。温度过低或者反应时间过短，葡萄糖反应不完全，收率低；温度过高或者反应时间过长，生成的五乙酰葡萄糖颜色差，上述反应温度和反应时间范围既能使葡萄糖反应完全，而且生成的五乙酰葡萄糖颜色好。
优化方案7，对基础方案、优化方案1-3任一项的进一步优化，步骤5中醇和水的质量比例为1：4～1：1。五乙酰葡萄糖在上述醇水溶液中能够完全溶解，提高五乙酰葡萄糖最终的收率。
优化方案8，对基础方案、优化方案1-3任一项的进一步优化，步骤5中醇水溶液的温度为50～60℃，结晶温度为0～5℃。醇水溶液的温度、结晶温度控制在上述范围内时，所制备的五乙酰葡萄糖产品纯度和收率均较高。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
下面以实施例1为例详细描述一种五乙酰葡萄糖的生产方法，其他实施例和对比例在表1中体现，未示出的部分与实施例1相同。
实施例1
本实施例公开了一种五乙酰葡萄糖的生产方法，包括如下步骤：
(1)将反应釜及其回流装置除水，使系统水的含量低于480ppm；
(2)将反应釜降温至-5℃，按比例依次加入乙酸酐和葡萄糖，所述乙酸酐含量要求大于98.0％，所述葡萄糖和乙酸酐质量比为1：6.5；
(3)加入胺类物质，胺类物质用量为葡萄糖重量的30％，升温至60℃，并保持恒温1h；
(4)减压蒸馏回收乙酸酐混合物
(5)加入醇水溶液进行重结晶；
(6)降温结晶，然后离心过滤、洗涤，经干燥后即得到五乙酰葡萄糖产品。
表1
分别检测实施例1至对比例8中制备得到的五乙酰葡萄糖的纯度、收率，得到的结果如表2所示：
表2
通过实施例1-3的检测结果可以看出，各实施例制备的五乙酰葡萄糖的纯度和收率均较高，而且实施例2中制备的五乙酰葡萄糖的纯度和收率为最佳，且反应控制非常容易。
实施例2与对比例1相比可以看出，实施例2中的五乙酰葡萄糖收率明显较高，而两者的区别在于，系统水的含量不一样，系统水的含量会严重影响五乙酰葡萄糖收率。
实施例2与对比例2、对比例3对比可以发现，对比例2、对比例3的反应过程不易控制，而对比例2、对比例3与实施例2的区别在于反应釜降温不同，从而可以看出反应釜降温程度会明显影响反应过程控制难易。
实施例2与对比例4相比可以看出，对比例4的产品收率比实施例2明显较低，两者的区别在于所用乙酸酐含量不同，从而可以看出，乙酸酐含量在大于99.0％时，所制备的产品收率高。
对比例5与实施例2相比可以看出，对比例5的产品收率明显比实施例2低，而两者的区别在于实施例2中的胺类物质的加入方式为滴加，对比例5是一次性加入，从而可以得出胺类物质通过滴加方式能有效提高产品收率。
对比例5与实施例2相比可以看出，对比例5的产品收率明显比实施例2低，而两者的区别在于胺类物质加入速度不同，从而可以得出加入速度会明显影响产品收率，本发明申请中胺类物质加入速度在1-4g/min为较合适。
对比例7、对比例8与实施例2相比，实施例2的五乙酰葡萄糖的纯度和收率均较高，区别在于醇和水的质量比例，醇水溶液的温度以及结晶温度不同，从而可以看出，实施例2中采用的醇和水的质量比例，醇水溶液的温度以及结晶温度制备的五乙酰葡萄糖的纯度和收率高。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。