专利名称：以三光气(btc)氯化蔗糖制备三氯蔗糖的方法
以三光气(BTC)氯化蔗糖制备三氯蔗糖的方法
相关专利申请
本申请要求源自申请日为2006年10月25日的美国专利申请第11/552,789号的优先 权。该美国专利申请所揭示的所有内容作为参考被完全纳入本申请。
技术领域：
本发明是有关制造三氯蔗糖的方法。技术背景
单酯法(monoester method)已被用于合成三氯蔗糖。先将蔗糖转化为蔗糖-6-酯，再 将蔗糖-6-酯氯化以获得三氯蔗糖。三氯蔗糖是通过用甲醇钠/甲醇溶液或者乙醇钠/乙醇溶 液醇解三氯蔗糖-6-酯制备获得。较常用的氯化剂为维尔斯迈尔试剂(Vilsmeier reagent)，这种试剂通常由DMF与光气(phosgene)或亚硫酰氯(thionyl chloride)反应 制得。该方法的一个主要缺点为氯化过程中排放的二氧化硫的量使得需要增加二氧化硫的 处理步骤并且提高对设备的要求。另外，光气是一种剧毒气体，不适合储存、运输与使 用。
因此业界需要一种收率高，毒性副产物少的改进的三氯蔗糖的生产方法。发明简介
本发明的一个实施例提供了一种由蔗糖-6-酯制备三氯蔗糖的方法，该方法包括用 BTC生成维尔斯迈尔试剂，其中该维尔斯迈尔试剂是将BTC溶于DMF生成的，其中， BTC:蔗糖-6-酯的摩尔当量比在大约为2.8:1至3.5:1的范围之间。
具体实施方式
本发明以下描述的目的在于展示本发明的多个实施例。因此，以下讨论的技术方案 的具体更改不能解释为对本发明范围的限制。对于本领域技术人员而言，未超出本发明范 围的各种等同、改变以及修改是显而易见的，可以理解，这些等同的实施例也在本发明的 保护范围之内。
本发明的一个实施例提供了一种氯化糖以生产氯化脱氧衍生物(chlorodeoxy derivatives)的方法，尤其是一种氯化糖及糖衍生物以制备氯化脱氧糖甜味剂如三氯蔗糖 (4,r,6'-trichloro-4，r，6'墨trideoxygalactosucrose)的方法。
在本发明的一方面，在含有DMF或者DMF与一种或多种其他有机溶剂如甲苯、环 己烷、二氯乙烷(dichloroethane)、三氯甲垸以及四氯化碳的混合溶剂中加入氯化剂以制 备获得维尔斯迈尔试剂。将蔗糖-6-酯溶解于溶剂。在混合前，将该维尔斯迈尔试剂以及 该蔗糖-6-酯的DMF溶液冷冻至0 'C以下。接着将该维尔斯迈尔试剂滴入该蔗糖-6-酯的 DMF溶液以将反应温度保持在5 'C以下。完成滴加该维尔斯迈尔试剂之后，在低于5 'C 的温度下将该反应混合物搅拌2小时。该反应混合物回温至室温，并保持在室温2小时。 再将该反应混合物加热2-3小时至110 'C，并在110 'C下回流3小时。接着将反应混合物 自然冷却至室温。以氨水/甲醇溶液(1:1)将该反应混合物的pH值调整至8-9，然后再以 冰醋酸(glacial acetic acid)将该反应混合物的pH值调整至6-7。通过减压蒸馏除去大部 分溶剂后，用乙酸乙酯和水萃取蔗糖-6-酯。减压蒸馏合并的有机相取得三氯蔗糖-6-酯浆 状物。然后用甲醇钠/甲醇溶液或者乙醇钠/乙醇溶液通过脱酯反应将该三氯蔗糖-6-酯转化 为三氯蔗糖。
在本发明的另一方面，在被加入蔗糖-6-乙酸酯的DMF溶液之前，也可将氯化剂溶 于一种或多种有机溶剂，如甲苯、环己烷、二氯乙垸，三氯甲垸以及四氯化碳，而保持其 他步骤不变。
该氯化齐U可选自三苯肼(triphenylhydrazine)、五氯化磷(phosphoric chloride)、亚 硫酰氯、光气以及草酰氯(oxalyl chloride )。优选地可采用三光气(Bis(trichloromethyl) carbonate, BTC) 。 BTC安全并且使用方便，而且它不会带来污染及 腐蚀等问题。
优选地，蔗糖-6-酯的浓度为0.1-0.11 mol/L。
氯化剂与蔗糖-6-酯的摩尔当量比(ME)为2.8-3.5。
反应可以在真空环境中进行，以避免反应混合物被空气中的氧气氧化。或者可用一 低沸点有机溶剂如环己垸、二氯乙烷、乙酸乙酯、三氯甲烷以及四氯化碳与反应混合物回 流来避免氧化。
实施例
实施例一以溶于DMF的三光气氯化蔗糖-6-酯
将蔗糖-6-乙酸酯(30 g， 0.08 mol)溶于DMF (300 mL)并保持溶液温度低于0 。C。在低于0。C下，将BTC (80 g， 0.27 mol)缓慢加入DMF (500 ml)以制备获得维尔 斯迈尔试剂。接着将该维尔斯迈尔试剂慢慢地加入该蔗糖-6-乙酯的DMF溶液并保持反应 温度低于5。C。该反应在低于5 'C的温度下搅拌2小时，接着在常温下搅拌2小时。将反 应混合物慢慢加热至110'C，并在110'C下回流3小时。反应完成后，将反应混合物自然 冷却至常温。以氨水/甲醇溶液(1:1， 400mL)中和反应混合物至pH值8-9,在常温下搅拌 反应混合物5分钟，再以冰醋酸将反应混合物的pH值调整至6-7。减压蒸馏除去大部分 溶剂。接着往剩下的溶液中加入蒸馏水(100 mL)以及乙酸乙酯(500 mL)。在常温下 将该混合物搅拌1小时并进行过滤。用乙酸乙酯(150 mL)洗滤饼。用乙酸乙酯(3X 200 mL)萃取滤液的水相。用饱和盐水(2X100 mL)洗合并的有机相，接着在低于 60'C的温度下减压蒸馏将其浓縮至大约400 mL。用活性炭(10 g)将剩余的溶液脱色， 再将该溶液过滤并浓縮得到浆状产物(40 g，含20g (0.045 mol)三氯蔗糖-6-乙酸酯，收 率56%)。
实施例二以溶于甲苯的BTC氯化蔗糖-6-酯除了将BTC的甲苯溶液直接加入蔗糖-6-乙酸酯(30 g， 0.08 mol)的DMF溶液以开 始氯化反应外，其余步骤与例一相同。将BTC (80 g， 0.27 mol)溶于冷却至0 'C以下的 甲苯(400 mL)制备获得BTC的甲苯溶液。反应产物为含有22 g三氯蔗糖-6-乙酸酯的浆 状物(0.05 mol)，收率为62.5%。
实施例三用三氯蔗糖-6-乙酸酯制备三氯蔗糖
将浓度为20%的甲醇钠/甲醇溶液(含4 g， 0.015 mol甲醇钠)加入15 。C的三氯蔗 糖-6-乙酸酯(10 g， 0.023 mol)的甲醇(100 mL)溶液。在室温下将该混合物搅拌5小 时。以用甲醇清洗过的氢型强酸离子交换树脂(hydrogen strong acidic ion exchange resin) 中和并过滤反应混合物。将滤液在低于30 'C的温度下减压浓縮至软泡沫。将该泡沫溶于 蒸馏水(100 mL)，接着以乙酸乙酯(50 mL)萃取该溶液。接着用活性炭(0.5 g)将水 相脱色，然后过滤以去除活性炭并用蒸馏水(2X300 mL)洗。将滤液在室温下减压蒸馏 浓縮成浆状物。在80 'C下往该浆状物中加入蒸馏水(8 mL)以溶解该糖浆。在该溶液冷 却至20。C以下后，往其中加入晶种。过滤获得形成的晶体，以少量冰水洗涤，然后将其 干燥，最后在45-50 。C下在结晶皿中减压干燥晶体以获得三氯蔗糖(5 g， 0.013 mol，收 率86%)。
如上所述，以上描述仅在于展示本发明的多个实施例。以上讨论的技术方案的具体 变化不能解释为对本发明范围的限制。对于该领域技术人员而言，未超出本发明范围的各 种等同、改变以及修改是显而易见的，可以理解，这些等同的实施例也在本发明的保护范 围之内。所有在此引用的参考其所有内容被完全纳入本申请。
权利要求
1.一种由蔗糖-6-酯制备三氯蔗糖的方法，其包括用BTC制备作为氯化剂的维尔斯迈尔试剂。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括将BTC溶于DMF以制备所述 维尔斯迈尔试剂。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述维尔斯迈尔试剂是将BTC溶于 DMF与一种或多种有机溶剂制备获得。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括将BTC溶于一种或多种有机 溶剂，并将获得的BTC溶液加入蔗糖-6-酯的DMF溶液。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自DMF、环己垸、甲 苯、二氯乙垸、三氯甲垸、四氯化碳以及乙酸乙酯。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，BTC:蔗糖-6-酯的摩尔当量比为2.8:1至 3.5:1。
7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化反应在常压下或减压下进行。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还进一步包括在将所述试剂与所 述蔗糖-6-酯接触前，将该试剂冷却至0 'C以下，将所述试剂与所述蔗糖-6-酯接触形成第 一混合物时的控制温度在5 °C以下，以及将所述第一混合物回温至室温。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还进一步包括将所述第一混合物 的温度在室温下保持3小时以形成第二混合物，将该第二混合物加热至110 'C并将其保持 在110 。C三小时。
10. —种用蔗糖-6-酯制备三氯蔗糖的方法，其包括用BTC制备用于氯化反应的维尔斯迈尔试剂，其中，该维尔斯迈尔试剂是将BTC 溶于DMF制备获得，其中，BTC:蔗糖-6-酯的摩尔当量比为大约2.8:1至3.5:1。
全文摘要
本发明的一个实施例揭示了一种通过以BTC氯化蔗糖-6-酰化物(sucrose-6-acylate)制备获得三氯蔗糖-6-酰化物的方法。在该实施例中，首先在低于0℃下将BTC溶于DMF或含有DMF、甲苯、二氯乙烷、三氯甲烷以及四氯化碳的混合溶剂以制备获得维尔斯迈尔试剂。接着以该维尔斯迈尔试剂氯化蔗糖-6-酯。也可以将BTC溶于一种或多种有机溶剂如甲苯、二氯乙烷、三氯甲烷以及四氯化碳，再加入蔗糖-6-酰化物的DMF溶液进行氯化反应。通过利用甲醇钠/甲醇溶液或者乙醇钠/乙醇溶液将获得的三氯蔗糖-6-酯脱酯获得三氯蔗糖。
文档编号C13K5/00GK101631878SQ200780043677
公开日2010年1月20日 申请日期2007年10月24日 优先权日2006年10月25日
发明者万正豪, 何乐三 申请人:玛特科国际有限公司