[发明专利]一锅法制备甜味剂三氯蔗糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甜味剂三氯蔗糖的生产方法，尤其涉及利用硼酐一锅法制备三氯蔗糖的方法，属于食品添加剂生产技术领域。

背景技术

三氯蔗糖（Trichlorosucrose）是一种卤代蔗糖衍生物，化学名称为1′,6′-二氯-1′,6′-二脱氧-β-D-呋喃果糖-4-氯-4-脱氧-2-D-吡喃果糖，是由英国泰莱公司（Tate＆Lyle）与伦敦大学Hough L教授研制，于1976年提出新型甜味剂的专利申请。三氯蔗糖的结构式如下：

            三氯蔗糖

三氯蔗糖的口感醇和浓郁，十分接近蔗糖，甜味特性曲线几乎与蔗糖重叠，没有任何苦味，并且甜度可达蔗糖的600倍。三氯蔗糖为白色结晶性粉末，熔点130度，易溶于水和醇，溶解过程中不起泡，三氯蔗糖十分稳定，室温下干燥环境中可贮藏4年，即使在酸性水溶液中，储存一年也不会发生变化。三氯蔗糖既可单独使用，也可和其它甜味剂混合使用，在使用过程中不仅不会对食物产生不良影响，还能掩盖一些食物的苦涩等不愉快味道。另外，三氯蔗糖具有独特的优点，如三氯蔗糖所含热量低，不易被消化吸收，不容易产生龋齿，不像果糖和麦芽糖那样可以导致多种疾病；三氯蔗糖作为一种非营养型甜味剂，其本身无能量、甜度高，可供心血管病和糖尿病患者食用；同时三氯蔗糖安全性能高，毒理研究表明其没有致畸性、突变性、致癌性、繁殖毒性和神经毒性，对动物的血糖水平和胰岛素分泌也无任何影响。

十九世纪80年代中期，三氯蔗糖接受国际安全小组评估，研究表明它对鱼类和水生生物均无害处，并可生物降解，确认其对于广泛用途而言是安全的。1991年加拿大率先批准使用三氯蔗糖，中国于1997年7月1日批准使用，美国食品药品监督管理局1998年3月21日批准三氯蔗糖作为食品添加剂使用。目前三氯蔗糖广泛应用于饮料、口香糖、乳制品、蜜饯、糖浆、面包、糕点、冰淇淋、果酱、果冻、布丁等食品中。三氯蔗糖作为甜味剂的代表产品，是迄今为止最好的非营养型超强甜味剂，市场需求量大。但是三氯蔗糖国内产量低，大多数依赖于进口，因而导致三氯蔗糖仅用于高档食品而得不到广泛应用。

三氯蔗糖的制备方法主要有三苯甲基化法、单酯化法、蔗糖衍生物氯化法、生物法和棉籽三糖法，以上方法合成步骤多，工艺流程复杂，化学酶法发酵繁琐并且难于进行中间产物的纯化。以上方法中只有单酯化法具有工业化生产意义，该方法是以蔗糖为起始原料，原乙酸三甲酯保护、转位制备蔗糖-6-乙酸酯单酯，进而氯代、脱乙酰基得到三氯蔗糖，化学反应方程式如下：

该方法使用原乙酸三甲酯于低温下对蔗糖的4,6-二羟基双保护，同时产生甲醇。而体系中存在的甲醇导致该步反应转化率低，而试图通过升温移除甲醇又会产生大量的酯交换副产物，所以该步收率仅有50%左右。并且需要利用叔丁胺-水体系转位制备单酯化产品蔗糖-6-乙酸酯，后处理复杂，不利于工业化生产。

中国专利文件CN101812095A公开了一种采用乙酰化试剂来制备三氯蔗糖的方法，包括三个步骤：(一)酰化反应，蔗糖与乙酰化试剂反应生成蔗糖-6-乙酸酯，(二)氯化反应，将上一步得到的蔗糖-6-乙酸酯经氯化反应得到三氯蔗糖-6-乙酸酯，(三)脱乙酰基反应，将上一步得到的三氯蔗糖-6-乙酸酯经脱乙酰基反应得到三氯蔗糖。该技术方案的酰化反应中选用乙烯酮气体作为乙酰化试剂，乙烯酮为危险性原料，操作不便。并且酰化、氯化、水解三步操作工艺繁杂，不利于工业化生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种工艺简便、产品收率高的一锅法制备甜味剂三氯蔗糖的方法。

本发明是一种利用硼酐进行蔗糖-6-羟基选择性单保护进而氯代制备三氯蔗糖的方法。

本发明的技术方案如下：

一种制备式（I）三氯蔗糖的方法，通过使式（II）蔗糖在酸性催化剂存在下与硼酐酯化得到式（III）的硼酸二蔗糖酯，

该硼酸二蔗糖酯不经分离，在同一个反应釜内直接与氯化亚砜氯代反应制备式（IV）的硼酸六氯二蔗糖酯，然后水解制备三氯蔗糖（I）。

更为详细的，一种制备三氯蔗糖的方法，包括步骤如下：

（1）氮气保护下，向干燥的反应容器中依次加入溶剂、蔗糖、酸性催化剂，

（2）在温度为0℃～10℃下加入硼酐，10℃～20℃保温反应2～4小时，液相检测蔗糖转化完全，生成硼酸二蔗糖酯；然后，