三氯蔗糖绿色合成工艺研究

【摘要】：三氯蔗糖作为一种品质优良的功能性甜味剂,已经逐渐进入人们日常生活。在一些功能性饮料中加入少量的三氯蔗糖,则可以达到相同当量普通蔗糖甜度的600倍,并且还不被人体吸收,这给很多想吃糖但是又不敢吃的人带来了福音。但是三氯蔗糖合成专利基本被国外包揽,为提高三氯蔗糖合成效率,降低生产成本,本论文开发了一种三氯蔗糖的绿色合成工艺,具体在以下三个方面开展了有效的研究工作：1、研究了蔗糖的6-位羟基选择性保护的新方法。该方法以固载化对甲苯磺酸为催化剂催化羟基甲基化反应,实现了蔗糖的6-位羟基选择性保护。本文研究了对甲苯磺酸在不高分子固载物质上的催化效果,筛选出了以聚苯乙烯为固定基质的新固定材料。使用摩尔量2：1发烟硫酸磺化聚苯乙烯得成品,当重复次数达到4次后催化效果渐渐失去。本方法克服了传统方法不能回收对甲苯磺酸的问题；为后续步骤中的水解反应,转化成蔗糖-6-乙酸酯和蔗糖4-乙酸酯,再经过特丁胺的催化的官能团迁移生成了目标中间产物蔗糖-6-乙酸酯提供了方便。2、开发了一种蔗糖-6-乙酸酯中间体结晶新方法。蔗糖酯的氯化是制备三氯蔗糖的关键步骤,但传统方法的蔗糖-6-乙酸酯往往不经纯化直接进入下一步反应,这样杂质较多为后续处理带来麻烦。本文建立了蔗糖-6-乙酸酯结晶的新方法：本方法采取的办法是双溶剂法溶解蔗糖-6-乙酸酯,蒸出沸点低的,让沸点较高,不良溶剂来溶解中间体,然后在流动的情况下结晶,加入表面活性剂12烷基苯磺酸,超声,使之结晶。本方法为后续处理和制备高纯度三氯蔗糖提供了有利条件。3、探索了三氯蔗糖-6-乙酸酯选择性氯化的新工艺。三氯蔗糖-6-乙酸酯的氯化国内外的研究最多,不同工艺各有优缺点,但是其共同点都是通过程序升温实现选择性氯化,所以温度的控制非常重要。本文采用Vilsmeier试剂对蔗糖-6-乙酸酯进行选择性氯化,与蔗糖-6-乙酸酯的摩尔比(10：1),DMF(ml)与蔗糖-6-乙酸酯(g)之比(12：1)及反应时间(3h)。三氯蔗糖-6-乙酸酯脱乙酰基制得三氯蔗糖。重结晶的三氯蔗糖-6-乙酸酯于CH3ONa/CH3OH体系中醇解,用H+型阳离子交换树脂中和,蒸去甲醇、乙酸甲酯等,在水相中用活性炭脱色,水溶液经浓缩,在38-C以上结晶数小时,分离得三氯蔗糖。用乙酸乙酯和水对三氯蔗糖进行重结晶,可得纯度在98%以上的三氯蔗糖产品。对产物三氯蔗糖,经熔点测定、IR及H-NMR确认了结构。
【关键词】：原乙酸三甲酯 蔗糖酯 Vilsmeier试剂 程序升温 三氯蔗糖
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TS202.3