一种固体酸催化糖类全乙酰化的方法与流程

文档序号:11670720阅读:1109来源:国知局

本发明涉及有机合成中间体技术领域,具体地说是一种固体酸催化糖类全乙酰化的方法。



背景技术:

全乙酰化反应是保护糖分子中羟基的最常用的方法,糖经过全乙酰化通常是一系列转换反应的第一步,如制备溴代糖、硫苷、糖的三氯乙酰亚胺酯等糖给体。全乙酰化的糖类是合成天然苷类、低聚糖类和其他糖复合物的重要中间体,许多含有糖类的天然产物是由乙酰化反应转化而来的,所以实现糖类的全乙酰化有着极其重要的意义。

糖的乙酰化反应通常需要使用大量的醋酸酐或酰氯在吡啶中反应,但是吡啶是一种有毒的试剂,大量使用会对环境和人体造成较大的危害。因此,吡啶的一系列衍生物例如4-n,n-二甲氨基吡啶(dmap)、4-吡咯烷基吡啶等常被替代吡啶作为用于该反应的溶剂。目前工业上大多采用浓硫酸催化葡萄糖和乙酸酐酯化合成,该合成方法存在着产品质量差、设备腐蚀严重、后处理复杂、污染环境等缺点。

accoxon等使用对甲苯磺酸作为催化剂,葡萄糖和醋酸以1:3的摩尔比在80~120℃下反应2小时后,除去醋酸和水,继续加热反应30分钟,得到产率为97%的全乙酰化葡萄糖的产物,但其有着反应温度高、反应时间长、操作繁琐等缺点。(coxonac.processforpreparingglucosepenta-acetateandxylosetetra-acetate:us4675393[p].1987.)

2000年,俞继华等人使用氯化锌为催化剂,葡萄糖和乙酸酐以n(葡萄糖):n(乙酸酐):n(氯化锌)=l:12.6:0.44的摩尔比,在100℃时反应4小时,产率达到71.9%。但其反应温度高,反应时间长,产率低。(俞继华,肖红新.α-五乙酰葡萄糖的合成[j].化学推进剂与高分子材料,2000(3):28.)

2012年,张博所在小组以cat600阳离子交换树脂作为催化剂,在乙酸酐中反应制备乙酰基糖类化合物,于50℃下反应进行10min,就可达到89%产率。随着反应时间的增加,产率逐渐升高,当反应时间至30分钟时,产率接近100%。但其有需要加热,催化剂重复使用活性下降等缺点。(张博,万转欣,黄纯伟,等.阳离子交换树脂催化的全乙酰基糖的合成[j].化学试剂,2012,34(9):826-828.)

2013年,曾鸿耀小组以10mol%的催化量加入nh2so3h为催化剂,在无溶剂条件下将d-葡萄糖与乙酸酐按1:6的摩尔比室温下反应6小时,可以得到产率98%的全乙酰化葡萄糖产物。但其有反应时间太长,后处理复杂繁琐等缺点。(曾鸿耀,廖良聪,王应红,等.无溶剂氨基磺酸催化的全乙酰化葡萄糖的合成[j].广东化工,2013,40(1):30-31)。

综上所述,现有技术的糖类全乙酰化合成工艺复杂,反应条件苛刻,产率低,生产成本高,原料用量大,反应温度高,且催化剂不能回收利用,严重制约糖类全乙酰化的广泛应用。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种固体酸催化糖类全乙酰化的方法,采用糖与醋酐在fecl3/c固体酸的催化下进行全乙酰化反应,工艺简单,反应条件温和,反应速度快,产率高,催化剂可循环使用,具有绿色环保,经济高效,成本低,易进行大规模量产等优势,可广泛应用于工业化生产,是一种很有应有前景的糖类乙酰化合成方法。

实现本发明目的的具体技术方案是:一种固体酸催化糖类全乙酰化的方法,其特点将葡萄糖、甘露糖或半乳糖与醋酐按1:5~100摩尔比混合,在fecl3/c的催化下进行全乙酰化反应,反应结束后过滤回收催化剂,其滤液经浓缩后得全乙酰化糖类产物,所述葡萄糖、甘露糖或半乳糖与fecl3/c的摩尔比为0.5~20:1;所述合成反应的温度为0~50℃,时间为0.5~3小时。

所述葡萄糖、甘露糖或半乳糖与fecl3/c的摩尔比优选为1~15:1。

所述醋酐与葡萄糖、甘露糖或半乳糖的摩尔比优选为6~20:1。

所述合成反应的温度优选为10~40℃。

本发明与现有技术相比具有工艺简单、操作方便,生产成本低,产率高,反应条件更温和,催化剂可循环使用,绿色环保,经济高效,可广泛应用于工业化大规模生产,是一种很有应有前景的糖类乙酰化合成方法。

具体实施方式

本发明按下述反应方程式进行全酰化葡萄糖、全酰化甘露糖或全酰化半乳糖的合成反应:

以下将通过具体的实施例对本发明做进一步的阐述:

实施例1

a、催化剂的制备

将5g粉末状的活性炭加入50ml无水乙醚,搅拌下加入2.5g氯化铁固体,搅拌60分钟,然后在100℃温度下烘干60分钟,制得fecl3/c催化剂。

b、糖类乙酰化的合成

称取20mg(0.111mmol)烘干的葡萄糖与10mgfecl3/c催化剂和0.01mol(1ml)乙酸酐混合,搅拌反应10分钟,反应结束后过滤回收催化剂备用,其滤液分别用饱和碳酸氢钠和氯化钠洗涤分液后经浓缩,制得31.86mg产物为全乙酰化葡萄糖,其产率为87%。

实施例2

a、催化剂的制备

将5g粉末状的活性炭加入80ml无水乙醚,搅拌下加入5g氯化铁固体,搅拌100分钟,然后在120℃温度下烘干100分钟,制得fecl3/c催化剂。

b、糖类乙酰化的合成

称取200mg(1.11mmol)烘干的半乳糖与25mgfecl3/c催化剂和0.01mol(0.01mol)乙酸酐混合,搅拌反应40分钟后,过滤催化剂回收备用,其滤液分别用饱和碳酸氢钠和氯化钠洗涤分液后,浓缩得267.4mg产物为全乙酰化半乳,其产率为73%。

上述各实施例回收的fecl3/c催化剂经二氯甲烷淋洗,然后在120℃温度下烘干2小时,再生后的催化剂经5次循环使用,仍可保持较好的催化效果,是一种绿色环保、经济高效的糖类乙酰化的合成方法。以上只是对本发明作进一步的说明,并非用以限制本专利,凡为本发明等效实施,均应包含于本专利的权利要求范围之内。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种固体酸催化糖类全乙酰化的方法,其特点将葡萄糖、甘露糖或半乳糖与醋酐按1:5~100摩尔比混合,在FeCl3/C的催化下进行全乙酰化反应,合成反应结束后过滤回收催化剂,其滤液经浓缩后得全乙酰化糖类产物,所述葡萄糖、甘露糖或半乳糖与FeCl3/C的摩尔比为0.5~20:1;所述合成反应的温度为0~50℃,时间为0.5~3小时。本发明与现有技术相比具有工艺简单、操作方便,生产成本低,产率高,反应条件更温和,催化剂可循环使用,绿色环保,经济高效,可广泛应用于工业化大规模生产,是一种很有应有前景的糖类乙酰化合成方法。

技术研发人员:张剑波;林碧红;张里艳;张晶;赵文杰;陈旋;周乐;丁泽坤
受保护的技术使用者:华东师范大学
技术研发日:2017.03.28
技术公布日:2017.07.25
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