一种蔗糖-6-乙酸酯的合成方法
【专利摘要】本发明公开了一种蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，在水和二甲基甲酰胺的混合溶剂中，将蔗糖和缚酸剂在0～5℃条件下混合溶解；维持0～5℃的温度条件，搅拌条件下，滴加乙酸酐的二甲基甲酰胺溶液后，反应4～6小时；反应结束后，减压蒸馏除去溶剂水和二甲基甲酰胺，加入丙酮和甲醇的混合溶剂进行重结晶，再经过滤、洗涤、干燥得到产物蔗糖-6-乙酸酯。本发明方法，在新的反应体系中，以乙酸酐直接酯化蔗糖-6羟基，避免了使用价高有毒的试剂，成本低，绿色环保，反应在低温下，有利于提高产品质量和得率，得率达到72～85％。
【专利说明】—种蔗糖-6-乙酸酯的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化学合成【技术领域】，具体涉及一种蔗糖-6-乙酸酯的制备方法。
【背景技术】
[0002]三氯蔗糖又叫蔗糖素，是以蔗糖为原料经人工合成的一种新型，非营养类高倍甜味剂。1976年,英国Leslie Hough教授与Tate Lyle公司合作的研究小组发现并合成了三氯蔗糖，1988年进入市场。经过长达十多年的药理实验，证明其对人绝对无害，三氯蔗糖可以供肥胖，心血管病和糖尿病等患者食用，是一种新型功能性高倍甜味剂。我国现在已经有10多家三氯蔗糖的生产厂家，形成一定规模的只有两三家，产能能达到约5000t尽管以前只靠进口的局面已被打破，价格也已下降很多目前为60万人民币/t，但性价比与其他高倍甜味剂相比，并不占优势。如何降低其生产成本，是另外一个值得大力开展的研究课题。
[0003]蔗糖-6-乙酸酯作为合成三氯蔗糖的重要中间体，但现在的工艺中存在很多问题，比如贵重原料的使用量大，有毒试剂的使用量也较大如一些传统工艺中大量使用二丁基氧化锡等有毒原料，反应过程会造成大量的有毒污染物，反应温度通常要求也较高，产物得率也不高。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种污染小、能耗低的制备蔗糖-6-乙酸酯的方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0006]一种蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，该方法包括如下步骤:
[0007](I)在水和二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶剂中，将蔗糖和缚酸剂在O~5°C条件下混合溶解；
[0008](2)维持O~5°C的温度条件，搅拌条件下，向步骤(1)的混合体系中滴加乙酸酐的二甲基甲酰胺溶液后，反应4~6小时；
[0009](3)反应结束后，减压蒸馏除去溶剂水和二甲基甲酰胺，加入丙酮和甲醇的混合溶剂进行重结晶，再经过滤、洗涤、干燥得到产物蔗糖-6-乙酸酯。
[0010]步骤⑴中，所述的缚酸剂为吡啶、三乙胺或二乙胺。
[0011]步骤⑴中，水和二甲基甲酰胺的体积比为1:3~4，水的体积量能够完全溶解蔗 糖。
[0012]步骤(1)中，蔗糖和缚酸剂的摩尔比为1:1~3，优选1:2~3。
[0013]步骤⑵中，蔗糖和乙酸酐的摩尔比为1:1~2。
[0014]步骤⑵中，乙酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，乙酸酐的浓度为I~2mol/L。
[0015]步骤⑵中，搅拌速度维持在400~600转/分钟。
[0016]步骤⑵中，乙酸酐的二甲基甲酰胺溶液的滴加时间为0.5~I小时。
[0017]步骤⑶中，丙酮和甲醇的混合溶剂，丙酮和甲醇的体积比为2:1。[0018]步骤(3)中，重结晶温度为-5~0°C。
[0019]步骤(3)中，洗涤条件为采用丙酮洗涤。
[0020]有益效果:现在的工艺中存在很多问题，比如贵重原料的使用量大，有毒试剂的使用量也较大，例如传统工艺中使用的二丁基氧化锡等，反应过程会造成大量的有毒污染物，反应温度通常要求也较高，碳化现象比较严重，产物得率也不高。本发明工艺在新的反应体系中以乙酸酐直接酯化蔗糖-6-羟基，成本低，避免了价高有毒试剂的使用，绿色环保，同时又具有相对较高的产率。本发明制备蔗糖-6-乙酯的转化率达到72% -85%。
【具体实施方式】
[0021]根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0022]实施例1:
[0023]在250ml圆底烧瓶中加入20ml去离子水，60ml DMF，3.62ml吡啶(0.045mol)，以及5.13g蔗糖(0.015mol)，机械搅拌，在冷井中降温至O~5°C ;保持I小时，温度稳定后，将2.84ml乙酸酐(0.03mol)混合在15ml DMF溶剂中通过恒压滴液漏斗进行滴加，滴加时间持续为40分钟，反应时搅拌在400转/分钟，温度继续维持在O~5°C，反应4小时后结束反应，然后将反应液中大部分水和DMF溶剂蒸干，在低温下加入丙酮和甲醇的混合物(丙酮和甲醇的体积比为2:1)-5~ 0°C进行重结晶，在过滤后用丙酮洗涤，最后在真空干燥箱里进行干燥处理，得到白色晶体，经质谱检测发现是目标分子量429.13，证明其为蔗糖-6-乙酸酯，产量为4.2g，转化率为73%。
[0024]实施例2:
[0025]在250ml圆底烧瓶中加入18ml去离子水，72ml DMF，3.0ml (0.037mol)吡啶(0.037mol)，以及4.5g(0.013mol)蔗糖，机械搅拌在冷井中降温至O~5°C;保持0.5小时，温度稳定后，将2.36ml (0.025mol)乙酸酐混合在20ml DMF溶剂中通过恒压滴液漏斗进行滴加，滴加时间持续为30分钟，反应时搅拌在500转/分钟，温度继续维持在O~5°C，反应5小时后结束反应，然后将反应液中大部分水和DMF溶剂蒸干，在低温下加入丙酮甲醇溶液(2:1)-5~0°C进行重结晶，在过滤后用丙酮洗涤，最后在真空干燥箱里进行干燥处理，得到白色晶体，经质谱检测证明是目标分子量429.13，可以确定其为蔗糖-6-乙酸酯，产量为3.9g，转化率为78.1%
[0026]实施例3:
[0027]在250ml圆底烧瓶中加入30ml去离子水，70ml DMF, 5.8ml (0.041mol)三乙胺，以及6g(0.0175mol)蔗糖，机械搅拌，在冷井中降温至O~5°C ;保持I小时，温度稳定后，将
3.21ml (0.034mol)乙酸酐混合在20ml DMF溶剂中通过恒压滴液漏斗进行滴加，滴加时间持续为60分钟，反应时搅拌在600转/分钟，温度继续维持在O~5°C，反应6小时，然后将反应液中大部分水和DMF溶剂蒸干，在低温下加入丙酮甲醇(2:1)在-5~0°C进行重结晶，在过滤后用丙酮洗涤，最后在真空干燥箱里进行干燥处理。经质谱检测证明是目标分子量429.13，可以确定其为蔗糖-6-乙酸酯，产量为5.23g产量为5.23g。转化率为77.8%。
【权利要求】
1.一种蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: (1)在水和二甲基甲酰胺的混合溶剂中，将蔗糖和缚酸剂在O~5°C条件下混合溶解； (2)维持O~5°C的温度条件，搅拌条件下，向步骤(1)的混合体系中滴加乙酸酐的二甲基甲酰胺溶液后，反应4~6小时； (3)反应结束后，减压蒸馏除去溶剂水和二甲基甲酰胺，加入丙酮和甲醇的混合溶剂进行重结晶，再经过滤、洗涤、干燥得到产物蔗糖-6-乙酸酯。
2.根据权利要求1所述的蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的缚酸剂为吡唆、三乙胺或二乙胺。
3.根据权利要求1所述的蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，其特征在于，步骤⑴中，水和二甲基甲酰胺的体积比为1:3~4，水的体积量能够完全溶解蔗糖。
4.根据权利要求1所述的蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，蔗糖和缚酸剂的摩尔比为1:1~3。
5.根据权利要求1所述的蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，蔗糖和乙酸酐的摩尔比为1:1~2。
6.根据权利要求1所述的蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，其特征在于，步骤⑵中，乙酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，乙酸酐的浓度为I~2mol/L。
7.根据权利要求1 所述的蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，搅拌速度维持在400~600转/分钟。
8.根据权利要求1所述的蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，乙酸酐的二甲基甲酰胺溶液的滴加时间为0.5~I小时。
9.根据权利要求1所述的蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，重结晶温度为-5~(TC。
10.根据权利要求1所述的蔗糖-6-乙酸酯的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，洗涤条件为采用丙酮洗涤。
【文档编号】C07H13/06GK103936799SQ201410169227
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】郭成, 叶飞, 唐拾贵, 郭凯, 韦萍 申请人:南京工业大学