[发明专利]负载型催化剂以及蔗糖-6-酯的合成方法

说明书

本申请提供了负载型催化剂以及蔗糖‑6‑酯的合成方法，其中，负载型催化剂用于催化蔗糖与羧酸酯的酯交换反应，该催化剂包括活性功能组分和无机载体；其中，活性功能组分为式(1)表示的化合物：式(1)：其中，n为大于等于2的自然数；R为与所述无机载体的表面连接的原子；R1、R2和R3中的一个或两个为烃基，其余分别独立地选自氧原子、羟基、烃氧基和乙酰氧基中的任意一个。本申请的催化剂能够高选择性地催化蔗糖与羧酸低级醇酯进行酯交换反应，获得蔗糖‑6‑酯，反应完后通过过滤即可回收催化剂，催化剂几乎没有损失，且避免了使用管制物品羧酸酐。

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，具体涉及负载型催化剂以及蔗糖-6-酯的合成方法。

背景技术

蔗糖-6-羧酸酯，即蔗糖-6-酯是重要的化工产品和中间体(章朝晖，广西南宁木薯技术开发中心，蔗糖化学衍生物[J].精细石油化工进展，2000，1(6):8-13.)，在工业上应用广泛，比如蔗糖-6-脂肪酸酯，是一类多元醇型非离子表面活性剂，具有优良的乳化性能，广泛用于食品、医药、化妆品等工业；又比如蔗糖松香酸酯也是一种优良的乳化剂；蔗糖-6-乙酸酯不仅是合成蔗糖-6-脂肪酸酯和蔗糖乙酸异丁酸酯的原料，也是合成三氯蔗糖的重要中间体(吴红英,浙江大学化学工程与生物工程学院,吴红英,等.甜味剂三氯蔗糖合成法的最新进展[J].化工进展,2016,35(1):227-238.)。因此，蔗糖-6-酯的合成具有重要的现实价值。

目前应用最广泛的蔗糖-6-酯的合成技术为单基团保护法：有机锡化合物与蔗糖在极性溶剂中，脱水后形成蔗糖有机锡酯溶液，随后蔗糖有机锡酯溶液与酰化剂羧酸酐发生高选择性的反应得到蔗糖-6-羧酸酯。

单基团保护法工艺条件温和、高选择性、收率高、催化剂循环、三废少，因而成为当前生产蔗糖-6-酯主要的工艺。但单基团保护法仍然有很多不足之处，如该方法需要分成两步反应工艺，第一步形成蔗糖有机锡酯，第二步降温后与羧酸酐反应生成蔗糖-6-羧酸酯，后续需要加水淬灭剩余的羧酸酐，通过溶剂萃取回收有机锡后再浓缩定容才能进行下一步反应或应用，在这个过程中，有机锡催化剂分离困难，需要加水淬灭、萃取、回收套用，并且由于有机锡化合物萃取回收时在轻相有分布，很难完全回收，导致反应过程中每次会有1～5％的催化剂随着物料夹带等原因损失掉，不仅每次生产必须补充新的有机锡催化剂，而被夹带走的催化剂还会对后续的氯代反应产生不好的影响；整体工艺操作、人工能耗和生产成本是比较大的问题；再者由于羧酸酐，尤其是乙酸酐是属于管制品，因而采用此法制备蔗糖-6-乙酸酯会受到诸多管制。

需要说明的是，这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的负载型催化剂以及蔗糖-6-酯的合成方法。

根据本申请的一方面，提供了一种负载型催化剂，用于催化蔗糖与羧酸酯的酯交换反应，该催化剂包括活性功能组分和无机载体；其中，活性功能组分为式(1)表示的化合物：

式(1)：

其中，n为大于等于2的自然数；R为与无机载体的表面连接的原子；R₁、R₂和R₃中的一个或两个为烃基，其余分别独立地选自氧原子、羟基、烃氧基和乙酰氧基中的任意一个。

可选的，在上述的负载型催化剂中，R选自硅、氧、氮、硫和磷原子中的任意一个。

可选的，在上述的负载型催化剂中，烃基为烷基、环烷基、芳基或芳烷基，优选为烷基，在一些实施例中，为正丁基。

可选的，在上述的负载型催化剂中，烃氧基选自烷氧基或苯氧基，在一些实施例中，为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基、正戊氧基或正己氧基，在另一些实施例中，为甲氧基。