以三光氣(btc)氯化蔗糖製備三氯蔗糖的方法

2023-10-10 17:45:39 5

專利名稱：以三光氣(btc)氯化蔗糖製備三氯蔗糖的方法
以三光氣(BTC)氯化蔗糖製備三氯蔗糖的方法
相關專利申請
本申請要求源自申請日為2006年10月25日的美國專利申請第11/552,789號的優先 權。該美國專利申請所揭示的所有內容作為參考被完全納入本申請。
技術領域：
本發明是有關製造三氯蔗糖的方法。技術背景
單酯法(monoester method)已被用於合成三氯蔗糖。先將蔗糖轉化為蔗糖-6-酯，再 將蔗糖-6-酯氯化以獲得三氯蔗糖。三氯蔗糖是通過用甲醇鈉/甲醇溶液或者乙醇鈉/乙醇溶 液醇解三氯蔗糖-6-酯製備獲得。較常用的氯化劑為維爾斯邁爾試劑(Vilsmeier reagent)，這種試劑通常由DMF與光氣(phosgene)或亞硫醯氯(thionyl chloride)反應 製得。該方法的一個主要缺點為氯化過程中排放的二氧化硫的量使得需要增加二氧化硫的 處理步驟並且提高對設備的要求。另外，光氣是一種劇毒氣體，不適合儲存、運輸與使 用。
因此業界需要一種收率高，毒性副產物少的改進的三氯蔗糖的生產方法。發明簡介
本發明的一個實施例提供了一種由蔗糖-6-酯製備三氯蔗糖的方法，該方法包括用 BTC生成維爾斯邁爾試劑，其中該維爾斯邁爾試劑是將BTC溶於DMF生成的，其中， BTC:蔗糖-6-酯的摩爾當量比在大約為2.8:1至3.5:1的範圍之間。
具體實施方式
本發明以下描述的目的在於展示本發明的多個實施例。因此，以下討論的技術方案 的具體更改不能解釋為對本發明範圍的限制。對於本領域技術人員而言，未超出本發明範 圍的各種等同、改變以及修改是顯而易見的，可以理解，這些等同的實施例也在本發明的 保護範圍之內。
本發明的一個實施例提供了一種氯化糖以生產氯化脫氧衍生物(chlorodeoxy derivatives)的方法，尤其是一種氯化糖及糖衍生物以製備氯化脫氧糖甜味劑如三氯蔗糖 (4,r,6'-trichloro-4，r，6'墨trideoxygalactosucrose)的方法。
在本發明的一方面，在含有DMF或者DMF與一種或多種其他有機溶劑如甲苯、環 己烷、二氯乙烷(dichloroethane)、三氯甲垸以及四氯化碳的混合溶劑中加入氯化劑以制 備獲得維爾斯邁爾試劑。將蔗糖-6-酯溶解於溶劑。在混合前，將該維爾斯邁爾試劑以及 該蔗糖-6-酯的DMF溶液冷凍至0 'C以下。接著將該維爾斯邁爾試劑滴入該蔗糖-6-酯的 DMF溶液以將反應溫度保持在5 'C以下。完成滴加該維爾斯邁爾試劑之後，在低於5 'C 的溫度下將該反應混合物攪拌2小時。該反應混合物回溫至室溫，並保持在室溫2小時。 再將該反應混合物加熱2-3小時至110 'C，並在110 'C下回流3小時。接著將反應混合物 自然冷卻至室溫。以氨水/甲醇溶液(1:1)將該反應混合物的pH值調整至8-9，然後再以 冰醋酸(glacial acetic acid)將該反應混合物的pH值調整至6-7。通過減壓蒸餾除去大部 分溶劑後，用乙酸乙酯和水萃取蔗糖-6-酯。減壓蒸餾合併的有機相取得三氯蔗糖-6-酯漿 狀物。然後用甲醇鈉/甲醇溶液或者乙醇鈉/乙醇溶液通過脫酯反應將該三氯蔗糖-6-酯轉化 為三氯蔗糖。
在本發明的另一方面，在被加入蔗糖-6-乙酸酯的DMF溶液之前，也可將氯化劑溶 於一種或多種有機溶劑，如甲苯、環己烷、二氯乙垸，三氯甲垸以及四氯化碳，而保持其 他步驟不變。
該氯化齊U可選自三苯肼(triphenylhydrazine)、五氯化磷(phosphoric chloride)、亞 硫醯氯、光氣以及草醯氯(oxalyl chloride )。優選地可採用三光氣(Bis(trichloromethyl) carbonate, BTC) 。 BTC安全並且使用方便，而且它不會帶來汙染及 腐蝕等問題。
優選地，蔗糖-6-酯的濃度為0.1-0.11 mol/L。
氯化劑與蔗糖-6-酯的摩爾當量比(ME)為2.8-3.5。
反應可以在真空環境中進行，以避免反應混合物被空氣中的氧氣氧化。或者可用一 低沸點有機溶劑如環己垸、二氯乙烷、乙酸乙酯、三氯甲烷以及四氯化碳與反應混合物回 流來避免氧化。
實施例
實施例一以溶於DMF的三光氣氯化蔗糖-6-酯
將蔗糖-6-乙酸酯(30 g， 0.08 mol)溶於DMF (300 mL)並保持溶液溫度低於0 。C。在低於0。C下，將BTC (80 g， 0.27 mol)緩慢加入DMF (500 ml)以製備獲得維爾 斯邁爾試劑。接著將該維爾斯邁爾試劑慢慢地加入該蔗糖-6-乙酯的DMF溶液並保持反應 溫度低於5。C。該反應在低於5 'C的溫度下攪拌2小時，接著在常溫下攪拌2小時。將反 應混合物慢慢加熱至110'C，並在110'C下回流3小時。反應完成後，將反應混合物自然 冷卻至常溫。以氨水/甲醇溶液(1:1， 400mL)中和反應混合物至pH值8-9,在常溫下攪拌 反應混合物5分鐘，再以冰醋酸將反應混合物的pH值調整至6-7。減壓蒸餾除去大部分 溶劑。接著往剩下的溶液中加入蒸餾水(100 mL)以及乙酸乙酯(500 mL)。在常溫下 將該混合物攪拌1小時並進行過濾。用乙酸乙酯(150 mL)洗濾餅。用乙酸乙酯(3X 200 mL)萃取濾液的水相。用飽和鹽水(2X100 mL)洗合併的有機相，接著在低於 60'C的溫度下減壓蒸餾將其濃縮至大約400 mL。用活性炭(10 g)將剩餘的溶液脫色， 再將該溶液過濾並濃縮得到漿狀產物(40 g，含20g (0.045 mol)三氯蔗糖-6-乙酸酯，收 率56%)。
實施例二以溶於甲苯的BTC氯化蔗糖-6-酯除了將BTC的甲苯溶液直接加入蔗糖-6-乙酸酯(30 g， 0.08 mol)的DMF溶液以開 始氯化反應外，其餘步驟與例一相同。將BTC (80 g， 0.27 mol)溶於冷卻至0 'C以下的 甲苯(400 mL)製備獲得BTC的甲苯溶液。反應產物為含有22 g三氯蔗糖-6-乙酸酯的漿 狀物(0.05 mol)，收率為62.5%。
實施例三用三氯蔗糖-6-乙酸酯製備三氯蔗糖
將濃度為20%的甲醇鈉/甲醇溶液(含4 g， 0.015 mol甲醇鈉)加入15 。C的三氯蔗 糖-6-乙酸酯(10 g， 0.023 mol)的甲醇(100 mL)溶液。在室溫下將該混合物攪拌5小 時。以用甲醇清洗過的氫型強酸離子交換樹脂(hydrogen strong acidic ion exchange resin) 中和並過濾反應混合物。將濾液在低於30 'C的溫度下減壓濃縮至軟泡沫。將該泡沫溶於 蒸餾水(100 mL)，接著以乙酸乙酯(50 mL)萃取該溶液。接著用活性炭(0.5 g)將水 相脫色，然後過濾以去除活性炭並用蒸餾水(2X300 mL)洗。將濾液在室溫下減壓蒸餾 濃縮成漿狀物。在80 'C下往該漿狀物中加入蒸餾水(8 mL)以溶解該糖漿。在該溶液冷 卻至20。C以下後，往其中加入晶種。過濾獲得形成的晶體，以少量冰水洗滌，然後將其 乾燥，最後在45-50 。C下在結晶皿中減壓乾燥晶體以獲得三氯蔗糖(5 g， 0.013 mol，收 率86%)。
如上所述，以上描述僅在於展示本發明的多個實施例。以上討論的技術方案的具體 變化不能解釋為對本發明範圍的限制。對於該領域技術人員而言，未超出本發明範圍的各 種等同、改變以及修改是顯而易見的，可以理解，這些等同的實施例也在本發明的保護範 圍之內。所有在此引用的參考其所有內容被完全納入本申請。
權利要求
1.一種由蔗糖-6-酯製備三氯蔗糖的方法，其包括用BTC製備作為氯化劑的維爾斯邁爾試劑。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，其還包括將BTC溶於DMF以製備所述 維爾斯邁爾試劑。
3. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述維爾斯邁爾試劑是將BTC溶於 DMF與一種或多種有機溶劑製備獲得。
4. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法包括將BTC溶於一種或多種有機 溶劑，並將獲得的BTC溶液加入蔗糖-6-酯的DMF溶液。
5. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述有機溶劑選自DMF、環己垸、甲 苯、二氯乙垸、三氯甲垸、四氯化碳以及乙酸乙酯。
6. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，BTC:蔗糖-6-酯的摩爾當量比為2.8:1至 3.5:1。
7. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述氯化反應在常壓下或減壓下進行。
8. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法還進一步包括在將所述試劑與所 述蔗糖-6-酯接觸前，將該試劑冷卻至0 'C以下，將所述試劑與所述蔗糖-6-酯接觸形成第 一混合物時的控制溫度在5 °C以下，以及將所述第一混合物回溫至室溫。
9. 如權利要求8所述的方法，其特徵在於，該方法還進一步包括將所述第一混合物 的溫度在室溫下保持3小時以形成第二混合物，將該第二混合物加熱至110 'C並將其保持 在110 。C三小時。
10. —種用蔗糖-6-酯製備三氯蔗糖的方法，其包括用BTC製備用於氯化反應的維爾斯邁爾試劑，其中，該維爾斯邁爾試劑是將BTC 溶於DMF製備獲得，其中，BTC:蔗糖-6-酯的摩爾當量比為大約2.8:1至3.5:1。
全文摘要
本發明的一個實施例揭示了一種通過以BTC氯化蔗糖-6-醯化物(sucrose-6-acylate)製備獲得三氯蔗糖-6-醯化物的方法。在該實施例中，首先在低於0℃下將BTC溶於DMF或含有DMF、甲苯、二氯乙烷、三氯甲烷以及四氯化碳的混合溶劑以製備獲得維爾斯邁爾試劑。接著以該維爾斯邁爾試劑氯化蔗糖-6-酯。也可以將BTC溶於一種或多種有機溶劑如甲苯、二氯乙烷、三氯甲烷以及四氯化碳，再加入蔗糖-6-醯化物的DMF溶液進行氯化反應。通過利用甲醇鈉/甲醇溶液或者乙醇鈉/乙醇溶液將獲得的三氯蔗糖-6-酯脫酯獲得三氯蔗糖。
文檔編號C13K5/00GK101631878SQ200780043677
公開日2010年1月20日 申請日期2007年10月24日 優先權日2006年10月25日
發明者萬正豪, 何樂三 申請人:瑪特科國際有限公司