专利名称：三氯蔗糖－6－酯制备新工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用氯化亚砜氯化蔗糖-6-酯制备三氯蔗糖-6-酯的新工艺。
三氯蔗糖是一种高甜度甜味剂，它是蔗糖分子中4、1’、6’位置的三个羟基被氯原子取代而成的。在蔗糖分子结构中有8个羟基，让氯原子仅取代所希望的三个羟基是合成三氯蔗糖过程中一个首要问题。蔗糖的羟基氯化时，其相对反应活性是6和6’＞4＞1’＞4’＞其他羟基(详见L.Hough,S.P.Phadnis,E.Tarelli,Carbohydr.Res.4435(1975))。因此，温和的氯化可得到6，6’--二氯蔗糖，剧烈的氯化可得到4,6,6’-三氯蔗糖(4位被氯化后发生构型翻转)。再剧烈点可得到4,6,1’,6’-四氯蔗糖和4,6,1’,4’,6’-五氯蔗糖。基于上述原因，很容易设想到把蔗糖6位上的羟基用易于脱除的基团(如苯甲酰基和乙酰基)保护，然后控制合适的氯化条件得到三氯化产品，再脱除6位保护基即得三氯蔗糖，这样就避免了所有羟基的保护。在对蔗糖-6-单酯氯化过程中，所有文献都基于以下两个体系氯化亚砜体系和Vilsimier试剂体系。氯化亚砜体系主要由氯化亚砜和吡啶组成(US.Pat.No.5136031)或氯化亚砜与三苯基氧磷(US.Pat.No.4889928)、吡啶组成；Visimer试剂体系主要由二甲基甲酰胺与五氯化磷、三氯氧磷、光气、氯化亚砜等分别组成(US.Pat.No.4980463)。在氯化亚砜与吡啶组成的体系中，吡啶气味难闻，操作环境十分恶劣；而在Vilsimier试剂体系中，使用五氯化磷与三氯氧磷需要将Visimier试剂先结晶提纯再参与反应，操作过程复杂，处理困难。使用光气虽可避免上述缺陷，但光气是一种剧毒气体，对操、作条件及反应器要求都比较高。使用氯化亚砜虽简单安全但收率较低。同时这些反应都需要在氮气或氩气等保护下进行。
本发明目的在于提供一种操作简单、安全且收率较高的三氯蔗糖-6-酯合成新工艺。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案三氯蔗糖-6-酯制备新工艺，包括下列步骤(1)把蔗糖-6-酯溶解于溶剂中，向上述溶液中加入共溶剂，冰水浴并搅拌下滴加氯化亚砜，滴完缓慢加热至75-85℃回流1-2小时，其中氯化亚砜与蔗糖-6-酯摩尔比为7.5-11∶1,，溶剂与蔗糖-6-酯的体积重量比(ml/g)为4-10∶1，溶剂与共溶剂的体积比(ml/ml)为2-10∶1；(2)1小时内缓慢升温至105-125℃回流1-3小时；(3)冷至40℃以下用碱溶液中和至中性，过滤、萃取得三氯蔗糖-6-酯。
萃取后脱色并浓缩得三氯蔗糖-6-酯。
所述的蔗糖-6-酯为蔗糖-6-苯甲酯、蔗糖-6-乙酯；溶剂为含有N-甲酰基团的叔胺，如N-甲酰-哌啶、N-甲酰-吗啉、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺；共溶剂为对本反应惰性的有机溶剂，如己烷、环己烷、苯、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、异丙醚、甲乙酮、乙酸乙酯。
蔗糖-6-酯优选蔗糖-6-乙酯，溶剂优选N,N-二甲基甲酰胺，共溶剂优选乙酸乙酯、环己烷。
本发明工艺中使用溶剂-共溶剂回流体系，反应在溶剂-共溶剂气氛中进行，不需保护气，也避免了因使用保护气而增加设备的问题；由于不使用吡啶、光气等物质，操作环境大为改善，生产安全得以大幅度提高；由于不使用五氯化磷、三氯氧磷等物质，反应过程简单，后处理过程大大简化。
下面通过实施例进一步说明本发明实施例1，一个500ml的四颈圆底烧瓶，带有机械搅拌，温度计和顶部带有冷凝管的可调节回流装置及滴加管。加150ml蔗糖-6-乙酯的DMF(N,N-二甲基甲酰胺)溶液(含蔗糖-6-乙酯15g)，再加入40ml乙酸乙酯，冰水浴使混合液温度降至10℃以下，滴加35ml SOCl2，控制滴加温度不超过30℃，反应液中逐渐生成大量固体物质又逐渐变为透明溶液。滴加完毕后撤冰水浴缓慢加热，20分钟后升至70℃开始出现回流，最后稳定在80℃回流1小时，通过调节回流比控制回流温度。1小时回流温度缓慢升至110℃，保持110℃回流2.5小时，然后反应混合物冷至10℃，加入150ml 4N NaOH溶液中和，反应，混合物温度升至40℃。用醋酸调反应混合物PH值至中性。用200ml×3乙酸乙酯萃取。合并有机相，用100ml×2水洗涤，乙酸乙酯萃取相用5g活性炭脱色，将得到的萃取液于真空度5mmHg、60℃旋转蒸发仪浓缩得到15g产品，HPLC(高压液相色谱)分析表明产品中含三氯蔗糖-6-乙酯67wt％(10g,22mmol)，摩尔收率为55％。
实施例2，同实施例1反应装置，加入150ml蔗糖-6-乙酯的DMF溶液(含蔗糖-6-乙酯15g)再加入40ml环已烷，其他操作同实施例1。经旋转蒸发仪浓缩后得到12g产品。HPLC分析表明产品中含三氯蔗糖-6-乙酯66.4wt％(8g,17.5mmol)，摩尔收率44％。
实施例3，同实施例1反应装置，加入150ml蔗糖-6-苯甲酯的DMF溶液(含蔗糖-6-苯甲酯18g)，再加入40ml乙酸乙酯，其他操作同实施例1。经旋转蒸发仪浓缩后得到17.2g产品，HPLC分析表明产品中含三氯蔗糖-6-苯甲酯68wt％(11.7g,23.2mmol)，摩尔收率为58.1％。
实施例4，同实施例1反应装置，加入50mlDMF、40ml乙酸乙酯，缓慢滴入35ml氯化亚砜，在滴加过程中温度上升不剧烈，仅有很微量的酸性气体放出，溶液由均一透明的溶液逐渐变为乳白色混浊液，缓慢加热至回流温度，石蕊试纸检测有大量酸性气体放出，1小时后反应液变为黄白色，回流3.5小时后变为棕黑色，停止加热自然冷却，静置一夜后，生成大量细针状白色结晶，该白色结晶即为氯化二甲基氯二亚甲胺盐(即Vilsimier试剂)。
实施例5，同实施例1反应装置，加入50mlDMF、40ml乙酸乙酯，缓慢滴入35ml氯化亚砜，缓慢加热至回流。回流1小时后，降温、冰水浴条件下向其中滴加100ml蔗糖-6-乙酯的DMF溶液(含蔗糖-6-乙酯15g)，控制温度不超过20℃，滴加完毕后缓慢升温至83℃回流1小时，再30分钟升温至112℃回流两小时，停止加热，反应液经中和及乙酸乙酯萃取处理后，旋转蒸发仪浓缩得到14.5g浆状产品。HPLC分析表明产品中含三氯蔗糖-6-乙酯67wt％(9.7g,21.3mmol)，摩尔收率为53％。
权利要求
1.三氯蔗糖-6-酯制备新工艺，本发明特征在于，包括下列步骤(1)把蔗糖-6-酯溶解于溶剂中，向上述溶液中加入共溶剂，冰水浴并搅拌下滴加氯化亚砜，滴完缓慢加热至75-85℃回流1-2小时，其中氯化亚砜与蔗糖-6-酯摩尔比为7.5-11∶1，溶剂与蔗糖-6-酯的体积重量比(ml/g)为4-10∶1，溶剂与共溶剂的体积比(ml/ml)为2-10∶1；(2)1小时内缓慢升温至105-125℃回流1-3小时；(3)冷至40℃以下用碱溶液中和至中性，过滤、萃取得三氯蔗糖-6-酯。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，萃取后脱色并浓缩得三氯蔗糖-6-酯。
3.如权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述的蔗糖-6-酯为蔗糖-6-苯甲酯、蔗糖-6-乙酯；溶剂为含有N-甲酰基团的叔胺，如N-甲酰-哌啶、N-甲酰-吗啉、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺；共溶剂为对本反应惰性的有机溶剂，如己烷、环己烷、苯、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、异丙醚、甲乙酮、乙酸乙酯。
4.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，蔗糖-6-酯优选蔗糖-6-乙酯，溶剂优选N,N-二甲基甲酰胺，共溶剂优选乙酸乙酯、环己烷。
全文摘要
三氯蔗糖－6－酯制备新工艺，包括下列步骤(1)把蔗糖－6－酯溶解于溶剂中，向上述溶液中加入共溶剂，冰水浴并搅拌下滴加氯化亚砜，滴完缓慢加热至75－85℃，回流1－2小时，其中氯化亚砜与蔗糖－6－酯摩尔比为7.5－11∶1，溶剂与蔗糖－6－酯的体积重量比为4－10∶1，溶剂与共溶剂的体积比为2－10∶1；(2)1小时内缓慢升温至105－125℃回流1－3小时；(3)冷至40℃以下用碱溶液中和至中性，过滤、萃取得三氯蔗糖－6－酯。本发明操作简单、安全，收率较高。
文档编号C07H5/00GK1316428SQ0110662
公开日2001年10月10日 申请日期2001年4月12日 优先权日2001年4月12日
发明者刘晓真, 刘霏, 董海, 郑心羽, 白伟, 杨业栋, 张秋红 申请人:河南兴泰科技实业有限公司