[发明专利]一种三氯蔗糖的合成及纯化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及化学合成技术领域，具体涉及一种三氯蔗糖的合成及纯化工艺。

背景技术

三氯蔗糖，化学名4，1’，6’-三氯-4，1’，6’-三脱氧半乳蔗糖，

英文名称为：4，1’，6’-trichlorogalactosucrose

其结构式为：

三氯蔗糖是一种新型高甜度非营养型甜味剂，它的甜度是蔗糖的600倍，在人体内不参与代谢，不被人体吸收，不被龋齿病菌利用，不引起龋齿，是糖尿病人的理想的甜味代用品，已被二十多个国家批准作为食品甜味剂使用。

三氯蔗糖的制备最早由英国Tate&Lyle公司于1975年通过化学合成制备成功。其化学合成方法主要有以蔗糖为原料的单基团保护法和全基团保护法两类。

单基团保护法如美国专利US4,889,928；US 5,449,772报道的乙酯法和US 5,023,329；4,950,746报道的二丁基氧化锡法，都是利用蔗糖分子中的6位羟基比较活泼，采用乙酰基或苯甲酰基选择性保护6位羟基，制备蔗糖-6-乙酸酯或蔗糖-6-苯甲酰酯，然后再与VILSMERIER试剂选择性氯化得到三氯蔗糖-6-乙酸酯(苯甲酰酯)，最后经水解后得到三氯蔗糖。

全基团保护法如美国专利US4,783,526；US 4,801,700；US 4,343,934；US 4,362,869报道的利用蔗糖分子中8个羟基在空间位阻上的区别，用一个体积较大的基团选择性地保护空间位阻相对较小的伯羟基，然后将剩余的羟基全部乙酰化，然后在酸性条件下脱去保护基，将4位乙酰基移位至6位，使三个氯代位置符合特定要求，再氯化三个羟基，经过水解脱乙酰基得到三氯蔗糖。

中国专利03126655.X公开了一种三氯蔗糖的合成方法，其特征是以蔗糖为原料，加入N，N-二甲基甲酰胺溶液，在硫酸盐固体酸催化剂或吸附在高分子载体上的硫酸盐固体酸催化剂作用下与乙酸乙酯发生酯交换反应，生成蔗糖-6-乙酸酯，蔗糖-6-乙酸酯再经氯代、醇解反应生成三氯蔗糖。

中国专利03805527.9公开了用于纯化三氯蔗糖的新萃取方法。

中国专利200610034731.3公开了一种三氯蔗糖的制备方法，首先使用分隔式电解槽装置，采用间接电氧化合成技术制备蔗糖-6-酯，然后通过氯代、水解生成三氯蔗糖。

中国专利200710037102.0公开了一种制备三氯蔗糖的方法，以聚合物负载的有机锡催化剂存在下，使蔗糖与酰化试剂反应生成高化学纯度的蔗糖-6-酯，然后蔗糖-6-酯再经氯化、碱水解得到三氯蔗糖。

这些合成方法中，全基团保护法反应步骤较多，工艺相对繁琐，生产成本高；单基团保护法合成的蔗糖-6-酯的化学收率较低和产品水相纯化困难复杂，且纯度不很理想；二丁基氧化锡法的催化剂二丁基氧化锡不能回收利用，生产成本高，且产品含有锡基杂质，不利于应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的三氯蔗糖的制备方法，以克服现有技术的上述缺陷，该方法工艺简单、操作方便、化学收率和产品纯度高，生产成本低。

该三氯蔗糖的制备方法包括合成工艺和纯化工艺，作为本发明第一方面的三氯蔗糖的合成工艺，其特征是以蔗糖为原料，在N-酰胺类化合物溶剂中，在有机复合碱金属盐催化剂作用下与乙酸酐发生反应，生成高纯度、高收率的蔗糖-6-乙酸酯，蔗糖-6-乙酸酯再经氯化制得三氯蔗糖-6-乙酸酯、最后在无水溶剂中脱乙酰基反应和纯化处理生成三氯蔗糖，使得产品有较高的化学收率和产品纯度。

其中N-酰胺类化合物为：N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二乙基甲酰胺、N，N-二丙基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺，根据其对蔗糖的溶解度和安全性，本发明优选N，N-二甲基甲酰胺(DMF)为反应溶剂；

作为本发明的一个优选例中，将蔗糖溶解于环己烷和DMF溶剂中，在有机复合碱金属盐催化剂存在下，先回流脱水，再冷却到适当温度，滴加酰化试剂乙酸酐，反应2-8小时后，水洗脱溶剂，获得蔗糖-6-乙酸酯。

所说的有机复合碱金属盐催化剂包括下列一种或多种组分的混合物：

①碱金属盐为乙酸钠、乙酸钾、碳酸钠、碳酸钾等，最优先为乙酸钠。

②有机化合物为吡啶、二乙胺、三乙胺、DMAP(4-二甲基氨基吡啶)、芳香酸、芳香磺酸等，最优先为DMAP(4-二甲基氨基吡啶)。

③天然有机质为茶碱、氨茶碱、烟碱提取液等，最优先为烟碱提取液。