专利名称：蔗糖-6-酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种制备蔗糖-6-酯的方法，属于精细化工技术领域。
技术背景三氯蔗糖(Trichlorosucrose )，又名4,1，，6，-三氯半乳蔗糖 (4,1，,6，,Trichlorogalactosucrose)，简称TGS，是一种甜度大、味觉好 的蔗糖三氯衍生物。在合成三氯蔗糖的方法中，单酯法是很重要的方 法，该法为化学方法，使蔗糖中葡萄糖分子上的6位羟基生成单酯， 再经氯化，脱酰基，提纯得到产品。对单酯法关键中间体蔗糖-6-酯的 研究有很多报道，例如美国专利US4889928公开了在极性非质子溶 剂(N,N二甲基甲酰胺，N,N二乙基甲酰胺，N,N二丙基甲酰胺)中， 蔗糖与原酸酯反应，通过酸性催化剂(对甲苯磺酸、硫酸等)催化反 应，首先生成蔗糖-4-酯和蔗糖-6-酯的混合酯，再经过胺基叔烷烃催化 转位反应，将蔗糖-4-酯转化为蔗糖-6-酯，然后经过一系列处理得到蔗 糖-6-酯。上述反应过程的副产物，蔗糖-4-酯与目的产物蔗糖-6-酯的分离相 当困难，降低了蔗糖-6-酯含量，少量蔗糖-4-酯直接带到后续工序参与 氯化，影响了三氯蔗糖(Sucralose)的氯化和精制；而且，蔗糖-4-酯 向蔗糖-6-酯的转位反应延长了合成路线，降低了产品的收率，增加了 生产成本。专利US5023329和CN200310106027公开了在极性非质子溶剂 (N,N二甲基甲酰胺，N,N二乙基甲酰胺，N,N二丙基甲酰胺)中，二 丁基氧化锡与蔗糖-6-位羟基作用，得1，3-双(6-氧-蔗糖)-1,1,3,3-四丁基二氧化锡，再与酸酐发生酯交换反应，然后经过一系列处理得到蔗糖-6-酯。综上报道方法，目的产物蔗糖-6-酯含量低，合成路线长，影响后 续三氯蔗糖(Sucralose)的氯化和精制，降低了产品的收率，大大增 加了生产成本。本发明针对这些问题，提出了新的制备方法以有效解 决这些问题。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的种种不足，提供一种合成制备 蔗糖-6-酯的方法，使蔗糖-6-酯的制备过程更易进行、提高收率和纯度、 降低生产成本。本发明的目的通过以下技术方案来实现 蔗糖-6-酯的制备方法，其特征在于包括以下步骤——① 按摩尔比1 :(0.9-1.1):(0.9-l.l)的用量，将乙腈/乙醇/氯化氢、或 者是乙腈/甲醇/氯化氢，三种物质合在一起进行反应，生成乙亚氨基乙 醚盐酸盐，或乙亚氨基甲醚盐酸盐；② 将蔗糖与极性非质子溶剂混合，加热至70 100。C溶解，然后冷 却至室温；③ 将步骤①合成的乙亚氨基乙醚盐酸盐或乙亚氨基甲醚盐酸盐加 入步骤②所得混合物中，搅拌反应2 6小时，然后升温至50 9(TC， 继续搅拌反应8 20小时；④ 降温冷却至0 20°C,过滤除去氯化铵盐，加水，在10 50°C温度下进行开环反应；⑤ 在温度30 6(TC、真空度-0.94 0.98MPa条件下，加入共蒸馏 脱水剂进行共蒸馏脱水浓縮，获得蔗糖-6-酯。进一步地，上述的蔗糖-6-酯的制备方法，步骤②所述极性非质子溶剂为N,N二甲基甲酰胺、或者是N,N二乙基甲酰胺、或者是N,N二 丙基甲酰胺。步骤②中，蔗糖与极性非质子溶剂的重量比为1:(2 8)， 蔗糖与乙亚氨基乙醚盐酸盐或乙亚氨基甲醚盐酸盐的摩尔比为 1:(0.9 1.2);歩骤 中，水的加入量是保持蔗糖与水的重量比为 l:(0.卜0.5)。更进一步地，上述的蔗糖-6-酯的制备方法，步骤②中，蔗糖和极 性非质子溶剂混合加热溶解的温度为85 95。C。步骤③中，先在20 25。C温度下反应3 5小时，然后升温至60 80。C再反应8 14小时。 步骤 中，先降温至0 1(TC除去氯化铵盐，然后加水，在10 20°C 温度下开环反应2 8小时。步骤⑤中，共蒸馏脱水浓縮过程的温度为 40 55°C、真空度为-0.90 0.96MPa。再进一步地，上述的蔗糖-6-酯的制备方法，步骤⑤中，所述共蒸 馏脱水剂为环氧乙垸、或苯、或甲苯。本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在本发明使用固体环合剂与蔗糖4,6位羟基成环反应，开环后直接生 成目标产物蔗糖-6-酯，不需要转位反应，也不需要进行酯交换反应， 原料与产物分离简单，反应收率达80%以上，产品含量超过94%，产 品收率和纯度均高于现有技术最佳值；其制备过程易于进行、反应条 件易控制，生产成本低，产品质量好，可直接用于后续氯化反应工序， 实现规模化工业生产，应用前景看好。
具体实施方式
一种合成蔗糖-6-酯的制备方法，包括下列步骤(a)乙亚氨基乙 醚(甲醚)盐酸盐的合成，投料摩尔比乙腈乙醇(甲醇)氯化氢 =1 :(0.9-1.1):(0.9-1.1)，将无水乙醇(甲醇)和乙腈投人反应瓶，冷却 至(TC以下，开始通入干燥的氯化氢气体，随着反应的进行温度逐渐升 高，控制温度30。C以下；通完氯化氢气体后，在3(TC左右搅拌10 16h，得乙亚氨基乙醚(甲醚)盐酸盐悬浮液，冷却母液至(TC后，抽滤，得乙亚胺乙醚(甲醚)盐酸盐固体。(b)蔗糖和极性非质子溶剂(N,N 二甲基甲酰胺，N,N 二乙基甲酰胺，N,N 二丙基甲酰胺)混合，加热 至70 10(TC溶解，然后冷却到室温。(c)搅拌下加入乙亚氨基乙醚(甲 醚)盐酸盐与蔗糖羟基成环反应，搅拌反应2 6小时，然后升温到50 9(TC继续搅拌反应8 20小时。(d)降温冷却至0 2(TC，过滤除氯化 铵盐后，加水于20 5(TC开环反应，(e)加入共蒸馏脱水剂环氧乙烷、 苯、甲苯，温度30 60°C、真空度为-0.90 0.98MPa，脱水浓縮，得 产品蔗糖-6-酯。下面通过具体实施例进一步具体详细说明本发明技术方案。实施例1:在装有温度计、搅拌、导气管的500ml四口瓶中，分别加入乙腈 41克(l.Omol)、无水甲醇32克(l.Omol)、溶剂100ml，将反应液冷 却到-3'C以下，缓慢通入干燥氯化氢气体37克(l.Olmol)，缓慢升温 至15 18。C ，升温过程中，渐见溶液中有白色固体生成，保温10小时，得乙亚胺甲醚盐酸盐沉淀。冷却母液至ot:后，抽滤，获得乙亚胺甲醚盐酸盐固体。在装有温度计、搅拌、导气管的500ml四口瓶中，将50克(0.146 mol)蔗糖溶于200ml的N,N-二甲基甲酰胺中，加热至75。C直至溶解， 然后冷却至室温；于室温下加17.71克(0.161 mol)乙亚胺甲醚盐酸 盐，搅拌反应2小时，升温到5(TC反应20小时。冷却至O'C，过滤除 去固体，加蒸馏水25ml搅拌反应2小时。加环氧己垸适量，减压共沸 去除溶剂中水分，获得无色糖浆状的蔗糖-6-酯，蔗糖-6-酯纯度为95%， 收率80% 。实施例2:在装有温度计、搅拌、导气管的500ml四口瓶中，分别加入乙腈 41克(l.Omol)、无水乙醇45克(l.Omol)、溶剂100ml，将反应液冷 却到O'C以下，缓慢通入干燥氯化氢气体37克(l.Olmol)，缓慢升温 至15 3(TC，升温过程中，渐见溶液中有白色固体生成，保温16小时， 得乙亚胺乙醚盐酸盐沉淀。冷却母液至O'C后，抽滤，获得乙亚胺乙醚 盐酸盐固体。在装有温度计、搅拌、导气管的500ml四口瓶中，将50克(0.146 mol)蔗糖溶于100ml的N,N二乙基甲酰胺中，加热至9(TC直至溶解， 然后冷却至室温；于室温下加20.0克(0.161 mol)乙亚胺乙醚盐酸盐， 搅拌反应6小时，升温到8(TC反应8小时。冷却至2(TC，过滤除去固 体，加蒸馏水20ml， 5(TC搅拌反应5小时。加环己垸适量，减压共沸 去除溶剂中水分，获得无色糖浆状的蔗糖-6-乙酸酯。用高压液相色谱， 配示差检测器分析，蔗糖-6-酯纯度为95.5%，收率81% 。实施例3:在装有温度计、搅拌、导气管的1000ml四口瓶中，分别加入乙腈 82克(2mo1)、无水甲醇66克(2mo1)、溶剂250ml，将反应液冷却 到-2T:以下，缓慢通入干燥氯化氢气体74克(2mo1 )，缓慢升温至15 18°C ，升温过程中，渐见溶液中有白色固体生成，保温14小时，得 乙亚胺甲醚盐酸盐沉淀。冷却母液至0。C后，抽滤，获得乙亚胺甲醚盐 酸盐固体。在装有温度计、搅拌、导气管的1000ml四口瓶中，将100克 (0.292mol)蔗糖溶于450ml的N,N二丙基甲酰胺中，加热至85°〇直 至溶解，然后冷却至室温；加36克(0.327mol)乙亚胺甲醚盐酸盐， 温度3(TC搅拌反应5小时，升温到6(TC反应14小时。冷却至10°C， 过滤除去固体，加蒸馏水50ml， 1(TC搅拌反应2小时。加甲苯适量，减压共沸去除溶剂中水分，获得无色糖浆状的蔗糖-6-酯，蔗糖-6-酯纯度为94.5%，收率82% 。 实施例4:在装有温度计、搅拌、导气管的1000ml四口瓶中，分别加入乙腈 82克(2mo1)、无水乙醇90克(2mo1)、溶剂250ml，将反应液冷却 到-3。C以下，缓慢通入干燥氯化氢气体74克(2mo1)，缓慢升温至 30°C ，升温过程中，渐见溶液中有白色固体生成，保温10小时，得 乙亚胺甲醚盐酸盐沉淀。冷却母液至0。C后，抽滤，获得乙亚胺乙醚盐 酸盐固体。在装有温度计、搅拌、导气管的1000ml四口瓶中，将100克 (0.292mol)蔗糖溶于400ml的N,N二丙基甲酰胺中，加热至95。C直 至溶解，然后冷却至室温；加40克(0.35mol)乙亚胺乙醚盐酸盐， 温度25。C搅拌反应3小时，升温到8(TC反应8小时。冷却至5'C，过 滤除去固体，加蒸馏水50ml， 2(TC搅拌反应8小时。加苯适量，减压 共沸去除溶剂中水分，获得无色糖浆状的蔗糖-6-酯，蔗糖-6-酯纯度为 95%，收率83% 。显然，本发明技术方案使用固体环合剂与蔗糖4，6位羟基成环反 应，开环后直接生成目标产物蔗糖-6-酯，不需要转位反应，也不需要 酯交换反应，原料与产物分离简单，产品收率和纯度均高于现有技术 最佳值，生产成本低，产品质量好，可直接用于氯化反应，经济效益 和社会效应显著。以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任 何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本 发明权利保护范围之内。
权利要求
1. 蔗糖-6-酯的制备方法，其特征在于包括以下步骤——①按摩尔比1∶(0.9-1.1)∶(0.9-1.1)的用量，将乙腈/乙醇/氯化氢、或者是乙腈/甲醇/氯化氢，三种物质合在一起进行反应，生成乙亚氨基乙醚盐酸盐，或乙亚氨基甲醚盐酸盐；②将蔗糖与极性非质子溶剂混合，加热至70～100℃溶解，然后冷却至室温；③将步骤①合成的乙亚氨基乙醚盐酸盐或乙亚氨基甲醚盐酸盐加入步骤②所得混合物中，搅拌反应2～6小时，然后升温至50～90℃，继续搅拌反应8～20小时；④降温冷却至0～20℃，过滤除去氯化铵盐，加水，在10～50℃温度下进行开环反应；⑤在温度30～60℃、真空度-0.94～0.98MPa条件下，加入共蒸馏脱水剂进行共蒸馏脱水浓缩，获得蔗糖-6-酯。
2. 按权利要求1所述的一种蔗糖-6-酯的制备方法，其特征在于步骤 ②所述极性非质子溶剂为N,N二甲基甲酰胺、或者是N,N二乙基甲酰胺、 或者是N,N二丙基甲酰胺。
3. 按权利要求1所述的一种蔗糖-6-酯的制备方法，其特征在于歩骤 ②中，蔗糖与极性非质子溶剂的重量比为1:(2 S)，蔗糖与乙亚氨基乙醚 盐酸盐或乙亚氨基甲醚盐酸盐的摩尔比为1:(0.9 1.2);步骤④中，水的加 入量是保持蔗糖与水的重量比为1:(0.1 0.5)。
4. 按权利要求1所述的一种蔗糖-6-酯的制备方法，其特征在于歩骤 ②中，蔗糖和极性非质子溶剂混合加热溶解的温度为85 95°C。
5. 按权利要求1所述的一种蔗糖-6-酯的制备方法，其特征在于步骤③ 中，先在20 25"温度下反应3 5小时，然后升温至60 8(TC再反应 8 14小时。
6. 按权利要求1所述的一种蔗糖-6-酯的制备方法，其特征在于步骤④ 中，先降温至0 1(TC除去氯化铵盐，然后加水，在10 2(TC温度下开 环反应2 8小时。
7. 按权利要求1所述的一种蔗糖-6-酯的制备方法，其特征在于步骤⑤ 中，共蒸馏脱水浓縮过程的温度为40 55。C、真空度为-0.90 0.96MPa。
8. 按权利要求1所述的一种蔗糖-6-酯的制备方法，其特征在于步骤 ⑤中，所述共蒸馏脱水剂为环氧乙烷、或苯、或甲苯。
全文摘要
本发明涉及蔗糖-6-酯的制备方法，首先按摩尔比1∶(0.9-1.1)∶(0.9-1.1)的用量，将乙腈/乙醇/氯化氢、或者是乙腈/甲醇/氯化氢，三种物质合在一起进行反应，生成乙亚氨基乙醚盐酸盐，或乙亚氨基甲醚盐酸盐；再将蔗糖与极性非质子溶剂混合，加热至70～100℃溶解，然后冷至室温；再将乙亚氨基乙醚盐酸盐或乙亚氨基甲醚盐酸盐加入所得混合物中，搅拌反应2～6小时，然后升温至50～90℃，继续搅拌反应8～20小时；再降温冷却至0～20℃，过滤除去氯化铵盐，加水，在10～50℃温度下进行开环反应；在温度30～60℃、真空度-0.94～0.98MPa条件下，加入共蒸馏脱水剂进行共蒸馏脱水浓缩，获得蔗糖-6-酯。该方法产品收率和纯度均高于现有技术最佳值，生产成本低，产品质量好，具有很好的应用前景。
文档编号C07H13/04GK101274949SQ20071002107
公开日2008年10月1日 申请日期2007年3月27日 优先权日2007年3月27日
发明者张彦平, 牧 王, 王黎明 申请人:苏州开元民生化学科技有限公司