一种异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工合成技术领域，具体是一种异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷的制 备方法。
【背景技术】
[0002] 精细化工是化工行业的重要组成部分，其发展水平是一个国家化工现代化水平的 重要标志，已成为国际化工界的一大产业。
[0003] 异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷，简称IPTG，分子式：C1QH20〇4S，分子量：238.30，
CAS: [367-93-1]，结构￥ >异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷是白色粉 〇 末，密度 1.37g/cm3，熔点 107-110 °C，沸点438.4 °C (760mmHg)，闪点219 °C，比旋光度-31 ° (C =1，water )，溶于甲醇和水，溶解后呈清亮无色液体。
[0004] 异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷是一种作用极强的诱导剂，不被细菌代谢而十分 稳定，能与乳糖操纵元的阻遏蛋白结合，使乳阻遏蛋白的空间构象变化，四聚体解聚成单 体，失去与操纵子特异性紧密结合的能力，从而解除了阻遏蛋白的作用，使其后的基因得以 转录合成利用乳糖的酶类。异丙基-β-D-硫代半乳糖苷是诱导大肠杆菌乳糖操纵子酶合成 的强力诱导物。在培养基中加入该物ΚΓ 4克分子时，即可通过存在于大肠杆菌细胞膜中的微 量半乳糖苷渗透酶而被渗入至细菌体内。此外，在高浓度下使用时，因它仍能透过缺少半乳 糖苷渗透酶的细胞，因而常被用于对缺少渗透酶的菌株的诱导实验。异丙基-β-D-硫代半乳 糖苷的这种性质决定了他在生物领域有着极为广泛的应用。目前异丙基-β-D-硫代半乳糖 苷的生产技术完全掌握在国外生产厂家的手中，国内几乎一片空白，使用完全依靠进口。并 且异丙基-β-D-硫代半乳糖苷是合成含氟薄荷糖苷的基本原料。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种工艺简单、得率高的异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷 的制备方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] -种异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷的制备方法，包括以下步骤：
[0008] (1)先把醋酐放到反应炉内，加 D-半乳糖，再加乙酸钾和异丙基硫醇，保持温度在 75-85Γ，反应24-48h;其中，醋酐:D-半乳糖：乙酸钾：异丙基硫醇的质量比为10-14: 2.8-3.2：1.9-2.1：1；
[0009] (2)把步骤（1)的反应物提取出来，放进蒸馏装置内，进行蒸馏，控制蒸馏温度在 85-95Γ，不断观察蒸馏过程，直到蒸馏完为止；
[0010] (3)把步骤(2)的蒸馏物提取出来，然后开始降温，当温度降至35-45Γ时，加入二 氯甲烷，再加水，搅拌反应28-32min后，静置2h，让其反应充分，再让其降到常温;其中，醋酐 :二氯甲烷:水的质量比为1:08-1.2:0.4-0.6;
[0011] (4)把步骤(3)的反应后物料提取出来，再加水搅拌30min，静置2h，接着再加水搅 拌，采用同样方法连续清洗三次，以确保物料的pH值在6.8-7.2;其中，每次所加水的量为醋 酐用量的0.8-1.2倍；
[0012] (5)提取步骤(4)的清洗后物料放到反应炉内，加碳酸钠，让其pH值>7,然后加水 (可以是自来水)稀释，搅拌25-35min停止;其中，碳酸钠的用量为醋酐用量的0.07-0.09倍；
[0013] (6)把步骤(5)中炉内的物料放下来，先将其中的水清理完，再利用干燥剂吸干水 分，然后保持温度在18-22Γ，让物料先回流再蒸馏；
[0014] (7)将步骤(6)中蒸馏后的所有物料取出，加乙醇，调节温度至65-75 °C，搅拌，充分 反应，然后进行回流;该过程中，需要回流充分，以减少损失，使其得到更高的生产效益，因 此，该回流时间一般控制在20-28h，这个是一个缓慢的过程，根据物料的数量控制好回流速 度，得到结晶体;其中，乙醇的用量为醋酐用量的0.4-0.6倍；
[0015] (8)然后把步骤(7)的结晶体放出来，开始结晶；等待完全结晶完毕，这个过程大概 3-4h，不断观察结晶情况，直到全部结晶完后开始过滤；
[0016] (9)把结晶体放到过滤器里，用抽气镑抽干结晶体中的乙醇，重复几次，直到完全 抽干，然后开始过滤；
[0017] (10)最后，将过滤后的结晶体中的水分抽干，再在75-85Γ温度下烘干，大概用时 1.8-2.2h，0.4-0.6kg左右产品正式完成。
[0018] 作为本发明进一步的方案:所述的步骤（1)中，醋酐:D_半乳糖：乙酸钾：异丙基硫 醇的质量比为12:3:2:1。
[0019] 作为本发明进一步的方案：所述的步骤（1)中，乙酸钾的加入采用的是分批次加 入。
[0020] 作为本发明进一步的方案:所述的步骤(3)中，醋酐:二氯甲烷:水的质量比为1:1: 0.5〇
[0021] 作为本发明进一步的方案:所述的步骤(4)中，每次所加水的量为醋酐用量的1倍。 [0022]作为本发明进一步的方案：所述的步骤(5)中，碳酸钠的用量为醋酐用量的0.08 倍。
[0023]作为本发明进一步的方案:所述的步骤(6)中，当蒸馏物中含有二氯甲烷时，需要 再将物料加温到45-55Γ，直到不能蒸馏为止。
[0024] 作为本发明进一步的方案:所述的步骤(6)中，蒸馏是在真空的反应炉内进行，开 启冷冻机搅拌，并将温度调整到18-22Γ。
[0025] 作为本发明进一步的方案:所述的冷冻机的制冷操作为:冷水进，冷水出，补水打 开，所有阀门关闭。
[0026] 作为本发明进一步的方案:所述的步骤(9)中，在乙醇抽干和过滤后，再用水清洗， 重复几次，确保乙醇被清洗完毕，然后再进行乙醇抽干工作，直至乙醇完全抽干。
[0027] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0028] 目前，国内还没有工厂可以生产出异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷，本公司经历了 五年的自主研发，真正掌握了异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷的生产技术，从实验室到量化 生产，通过对装置进行改进，已实现了异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷的量产，而且技术上 有了很大的提高，每月能生产300公斤的异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷，尤其该产品的质 量非常稳定。
[0029]本发明以醋酐、D-半乳糖、异丙基硫醇为原料，在乙酸钾的催化作用下，通过乙酰 化反应、取代反应和水解反应，得到异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷成品，本发明制备工艺 简单，产品的得率高，且产品质量非常稳定，具有广泛的应用前景。
【具体实施方式】
[0030] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
[0031] 实施例1
[0032] 本发明实施例中，一种异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷的制备方法，包括以下步 骤：
[0033] 1、先把lkg醋酐放到反应炉内，再加 D-半乳糖0.25kg，之后再加催化剂乙酸钾 0.167kg和异丙基硫醇0.083kg。催化剂乙酸钾分几次加入，保持80 °C左右的温度，让其充分 反应，反应时间在24-48h。该反应是一个缓慢的过程，需要完全的反应，才能达到高纯度的 产品。
[0034] 2、把反应物提取出来，放进蒸馏装置内，进行蒸馏，温度在90°C左右，不断观察蒸 馏过程，直到蒸馏完为止。
[0035] 3、把蒸馏物提取出来，然后开始降温，降到40°C左右，然后加入二氯甲烷lkg，然后 再加水0.5kg，开始搅拌反应，大概30min后停止，等