一種β-葡萄糖五乙酸酯的生產方法

2023-06-07 07:00:36 1

專利名稱：一種β-葡萄糖五乙酸酯的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種13-葡萄糖五乙酸酯的生產方法。
(二)
背景技術：
單糖及其衍生物在農業、化工醫藥和化妝品方面有著廣泛的應用 前景。13-葡萄糖五乙酸酯主要用作生化反應原料、藥用中間體和化妝
品的中間體如熊果苷及其衍生物的合成。而現有的13-葡萄糖五乙酸 酯合成工藝多採用如下工藝1、葡萄糖與5倍以上mol量醋酐在催
化劑作用下反應，反應結束後冷卻，再將物料放入大量的冰水中攪拌 洗滌，以除去殘留的醋酸、醋酐和催化劑，除水後用乙醇溶解，脫色、
趁熱過濾、結晶精製，獲得產品13-葡萄糖五乙酸酯。2、如美國專利 US6350865B1所述，將葡萄糖、醋酐和溶劑如苯、甲苯或氯仿等溶 劑在醋酸鈉催化下反應，反應結束用氫氧化鈉溶液中和，有機層回收 溶劑後，再用乙醇結晶精製，獲得產品13-葡萄糖五乙酸酯。
工藝1所述方法，首先採用冰水洗滌粗產物的操作方法，生產過 程產生大量含酸廢水，引起環境汙染；其次洗滌水中帶走一部分產品， 產品得率不高；再次產品經活性炭脫色的操作，進一步使產品收率降 低。工藝2所述的方法，採用溶劑參與合成反應，導致副產的醋酸含 有部分該溶劑，增加了副產物與溶劑的分離操作，使生產成本增加。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種簡便、經濟、高效的 fi-葡萄糖五乙酸酯的工業化生產辦法，以簡化工藝，降低生產成本、 有利於副產物的回收利用，減少環境汙染。
本發明解決上述技術問題採用的技術方案為 一種13-葡萄糖五乙 酸酯的生產方法，其原理為葡萄糖與醋酐在不同催化劑的作用下反應 生成不同比例的a和13-葡萄糖五乙酸酯的混合物， 一般而言，使用鹼 性催化劑時B-葡萄糖五乙酸酯為主要產物，精製得到的葡萄糖五乙酸 酯再用結晶分離溶劑除去約等比例的a和13-葡萄糖五乙酸酯的混合 物，結晶析出的即為高純度的13-葡萄糖五乙酸酯產品。所述的具體生
產方法如下
(1) 在含有催化劑的醋酐中，在攪拌下加入葡萄糖，10 140°C 攪拌至反應完成；所述的催化劑為醋酸鈉、醋酸鉀、吡啶，所述的醋 酐、催化劑與葡萄糖的物質的量的比例為5 10:0.05 1: 1;
(2) 步驟(1)得到的反應液回收副產醋酸和過量的醋酐後得粘 稠狀物料，加入精製溶劑進行精製提取，得精製後的葡萄糖五乙酸酯。 所述的精製溶劑選自酯類、芳香烴類、脂妨烴類、環烷烴類或氯代脂 肪烴；
(3) 精製後的葡萄糖五乙酸酯加入結晶分離溶劑重結晶分離出 B-葡萄糖五乙酸酯，經乾燥即獲得13-葡萄糖五乙酸酯成品，所述的結 晶分離溶劑選自Cl-C4醇類、C3-C4酮類、C3-C4酉旨類、Cl-C4醇類的含水溶液、C3-C4酮類的含水溶液或C3-C4酯類的含水溶液。
本發明步驟(1)所述的催化劑優選醋酸鈉和醋酸鉀，所述的醋
酐與葡萄糖的物質的量的比例優選為6 8: 1，所述的催化劑與葡萄
糖物質的量的比例優選為0.15 0.2:1。本發明步驟(1)所述反應時 間一般在1 8小時，進一步，步驟(1)所述反應優選在90 13(TC 進行2 5小時，更優選在100 11(TC反應3 5小時。
步驟(2)粘稠狀物料中加入精製溶劑提取得精製的葡萄糖五乙
酸酯，具體可採用如下步驟將粘稠狀物料與精製溶劑混合溶解，靜
置分層，得到催化劑層和物料層，催化劑層經回收溶劑後用於下一批 產品合成，物料層用水洗滌，分離有機層和水層，回收有機層中的有 機溶劑，得精製後的葡萄糖五乙酸酯。所使用的精製溶劑的質量為葡
萄糖質量的1 10倍，優選1 3倍。
具體的，推薦所述的精製溶劑選自下列之一醋酸乙酯、醋酸丙
酯、醋酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、己垸、正庚烷、正辛烷、、石油 醚、環己烷、甲基環己垸、乙基環己烷、三氯甲烷、四氯甲烷、二氯
乙院、二氣乙院o
進一步，所述的精製溶劑優選下列之一醋酸乙酯、甲苯、正庚 烷、石油醚，更優選正庚烷或甲苯。
步驟(3)所使用的結晶分離溶劑的質量為葡萄糖質量的1 10
倍，優選2 6倍。所述的結晶分離溶劑選自Cl-C4醇類、C3-C4酮 類、C3-C4酉旨類、Cl-C4醇類的含水溶液、C3-C4酮類的含水溶液或 C3-C4酯類的含水溶液；具體的，所述的C1-C4醇優選甲醇、乙醇、異丙醇或丁醇，所述的C3-C4酮為丙酮、丁酮，所述的C3-C4酯優 選乙酸乙酯。
當步驟(3)所述的結晶分離溶劑為C1-C4醇類的含水溶液、C3-C4 酮類的含水溶液或C3-C4酯類的含水溶液時，所述的Cl-C4醇或 C3-C4酮或C3-C4酯的質量濃度推薦為》10%。
進一步，所述的結晶分離溶劑優選甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙 酯或丁酮，更優選乙醇或乙酸乙酯。
與現有技術相比，本發明的有益效果體現在本發明所採用的技 術方案，工業化生產高純度的13-葡萄糖五乙酸酯的工藝條件和工藝步 驟簡單，操作容易，且在回收副產物醋酸後加入精製溶劑，使回收的 醋酸純度高且不含精製溶劑；回收的催化劑可循環套用於生產；使精 制過程中能簡便有效除去殘留的醋酸和醋酐，簡化了生產工藝，故整 個生產過程降低了生產能耗和生產成本，同時減少廢水量的產生。所 用的結晶溶劑市場上均有大量供應，回收處理方便。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明的保護範圍並 不限於此。 實施例一
在2000L反應釜中加入醋酐935kg和催化劑醋酸鈉13.75kg，攪 拌下加入葡萄糖275kg，於9(TC反應6小時，反應結束回收副產醋酸 和過量醋酐，得粘稠狀物料。加入275kg醋酸乙酯溶解，靜置分層，催化劑層經回收溶劑醋酸乙酯後用於下一批產品合成，物料層用水洗 滌，回收有機層中的有機溶劑，得精製後的葡萄糖五乙酸酯。該精製 產物用550kg無水甲醇重結晶，過濾、烘乾得產品fi-葡萄糖五乙酸酯 435kg，產品收率72.9%，含量(HPLC) 99.1%，熔點130 132°C，『+4.6。 (C=l CHC13)。 實施例二
在2000L反應釜中加入醋酐1246.6kg和催化劑醋酸鈉41.25kg， 攪拌下加入葡萄糖275kg，於13(TC反應2小時，反應結束回收副產 醋酸和過量的醋酐，得粘稠狀物料。加入825kg甲苯溶解，靜置分層， 催化劑層經回收溶劑甲苯後用於下一批產品合成，物料層用水洗滌。 回收有機層中的有機溶劑，得精製的葡萄糖五乙酸酯。.該精製產物用 550kg無水乙醇重結晶，過濾、烘乾得產品B-葡萄糖五乙酸酯441kg， 產品收率73.9%，含量(HPLC) 99.8%，熔點131 132°C， [ a ] D +4.8。 (C=l CHC13)。 實施例三
在2000L反應釜中加入醋酐935kg和催化劑醋酸鈉55kg，攪拌 下加入葡萄糖275kg，於105。C反應4小時，反應結束回收副產醋酸 和過量的醋酐，得粘稠狀物料。加入275kg苯溶解，靜置分層，催化 劑層經回收溶劑苯後用於下一批產品合成，物料層用水洗滌。回收有 機層中的有機溶劑，得精製的葡萄糖五乙酸酯。該精製產物用550kg 無水異丙醇重結晶，過濾、烘乾得產品B-葡萄糖五乙酸酯447kg，產 品收率75%,含量(HPLC) 99.0%，烙點131 132°C，[ a ]+4.5° (C=l CHC13)。 實施例四
在2000L反應釜中加入醋酐1246.6kg和催化劑醋酸鉀41.25kg， 攪拌下加入葡萄糖275kg，於105"C反應4小時，反應結束回收副產 醋酸和過量的醋酐，得粘稠狀物料。加入275kg氯仿溶解，靜置分層， 催化劑層經回收溶劑氯仿後用於下一批產品合成，物料層用水洗滌。 回收有機層中的有機溶劑，得精製的葡萄糖五乙酸酯粗產物。該精製 產物用550kg乙酸乙酯重結晶，過濾、烘乾得產品fi-葡萄糖五乙酸酯 417kg，產品收率69.9%，含量(HPLC) 99.2%，熔點132 133°C， [a ]『+4.4。 (C=1CHC13)。 實施例五
在2000L反應釜中加入醋酐935kg和催化劑吡啶13.75kg，攪拌 下加入葡萄糖275kg，於110"C反應3小時，反應結束回收副產醋酸 和過量的醋酐，得粘稠狀物料。加入825kg環己垸溶解，靜置分層， 催化劑層經回收溶劑環己烷後用於下一批產品合成，物料層用水洗 滌。回收有機層中的有機溶劑，得精製的葡萄糖五乙酸酯粗產物。該 精製產物用550kg丁酮重結晶，過濾、烘乾得產品B-葡萄糖五乙酸酯 424kg，產品收71.1%，含量(HPLC)99.3。/。，熔點131 132°C， [ a ]; +4.2° (C=l CHC13)。 實施例六
在2000L反應釜中加入醋酐935kg和催化劑醋酸鉀16.43kg，攪 拌下加入葡萄糖275kg，於9(TC反應6小時，反應結束回收副產醋酸和過量醋酐，得粘稠狀物料。加入275kg苯溶解，靜置分層，催化劑
層經回收溶劑苯後用於下一批產品合成，物料層用水洗滌。回收有機 層中的有機溶劑，得精製的葡萄糖五乙酸酯。該精製產物用
1320kg20。/。甲醇水溶液重結晶，過濾、烘乾得產品J3-葡萄糖五乙酸酯 437kg，產品收率73.3%，含量(HPLC) 99.3%，熔點131 132°C， D +4.3。 (C=l CHC13)。 實施例七
在2000L反應釜中加入醋酐1246.6kg和催化劑醋酸鈉41.25kg， 攪拌下加入葡萄糖275kg，於13(TC反應2小時，反應結束回收副產 醋酸和過量的醋酐，得粘稠狀物料。加入825kg環己垸溶解，靜置分 層，催化劑層經回收溶劑後用於下一批產品合成，物料層用水洗滌。 回收有機層中的有機溶劑，得精製的葡萄糖五乙酸酯。該精製產物用 1300kgl5。/。乙醇水溶液重結晶，過濾、烘乾得產品13-葡萄糖五乙酸酯 449kg，產品收率75.3%，含量(HPLC) 99.8%，熔點13卜132。C，g0 +4.8。 (C=1CHC13)。 實施例八
在2000L反應釜中加入醋酐935kg和催化劑醋酸鈉55kg，攪拌 下加入葡萄糖275kg，於105'C反應4小時，反應結束回收副產醋酸 和過量的醋酐，得粘稠狀物料。加入275kg甲苯溶解，靜置分層，催 化劑層經回收溶劑後用於下一批產品合成，物料層用水洗滌。回收有 機層中的有機溶劑，得精製的葡萄糖五乙酸酯。該精製產物用 1320kgl5。/。異丙醇水溶液重結晶，過濾、烘乾得產品fi-葡萄糖五乙酸酯446kg，產品收率74.8%，含量(HPLC) 99.0%，熔點131 132°C， [a ]『+4.50 (C=l CHC13)。
本發明fi-葡萄糖五乙酸酯的生產方法的實施中所用的原料、催化 劑、精製溶劑和結晶分離溶劑均為工業級，並均可在國內市場上採購 得到。
本發明J3-葡萄糖五乙酸酯的生產方法中所用到的設備為化工生 產中通用的搪瓷反應釜、固液分離以及烘乾設備。可以根據生產規模 從市場選購。
本發明13-葡萄糖五乙酸酯的生產方法中產生的少量含醋酸的廢 水，其生化性較好，可通過簡單的廢水處理系統處理後，達到國家排 放的標準。
權利要求
1、一種β-葡萄糖五乙酸酯的生產方法，其特徵在於所述的具體生產方法如下(1)在含有催化劑的醋酐中，在攪拌下加入葡萄糖，10～140℃攪拌至反應完成；所述的催化劑為醋酸鈉、醋酸鉀或吡啶，所述的醋酐、催化劑與葡萄糖的物質的量的比例為5～100.05～11；(2)步驟(1)得到的反應液回收副產醋酸和過量的醋酐後得粘稠狀物料，加入精製溶劑進行精製提取，得精製後的葡萄糖五乙酸酯；所述的精製溶劑選自酯類、芳香烴類、脂肪烴類、環烷烴類或氯代脂肪烴；(3)精製的葡萄糖五乙酸酯加入結晶分離溶劑重結晶分離出β-葡萄糖五乙酸酯，經乾燥即獲得β-葡萄糖五乙酸酯成品，所述的結晶分離溶劑選自C1-C4醇類、C3-C4酮類、C3-C4酯類、C1-C4醇類的含水溶液、C3-C4酮類的含水溶液或C3-C4酯類的含水溶液。
2、 如權利要求1所述的13-葡萄糖五乙酸酯的生產方法，其特徵在於 步驟(2)所述的精製提取採用如下方法將精製溶劑與粘稠狀物料 混合溶解，靜置分層，得催化劑層和物料層，物料層用水洗滌，分離 有機層和水層，回收有機層中的有機溶劑，得精製後的葡萄糖五乙酸 酯。
3、 如權利要求2所述的fi-葡萄糖五乙酸酯的生產方法，其特徵在於 所述的催化劑層經回收溶劑後用於下一批產品合成。
4、 如權利要求l所述的13-葡萄糖五乙酸酯的生產方法，其特徵在於步驟(2)所使用的精製溶劑的質量為葡萄糖質量的1 10倍。
5、 如權利要求4所述的15-葡萄糖五乙酸酯的生產方法，其特徵在於所述的精製溶劑選自下列之一醋酸乙酯、甲苯、二甲苯、石油醚、 己烷、正庚垸、正辛烷、環己烷、甲基環己烷、乙基環己垸、三氯甲焼諷乙焼、二氛乙院o
6、 如權利要求5所述的J3-葡萄糖五乙酸酯的生產方法，其特徵在於所述的精製溶劑選自下列之一醋酸乙酯、甲苯、石油醚、正庚烷。
7、 如權利要求l所述的13-葡萄糖五乙酸酯的生產方法，其特徵在於 所述的Cl-C4醇為甲醇、乙醇、異丙醇或丁醇，所述的C3-C4酮為 丙酮或丁酮，所述的C3-C4酯為乙酸乙酯。
8、 根據權利要求1所述的J3-葡萄糖五乙酸酯的生產方法，其特徵在 於步驟(3)所述的Cl-C4醇類的含水溶液、C3-C4酮類的含水溶液 或C3-C4酯類的含水溶液中，所述的Cl-C4醇或C3-C4酮或C3-C4 酯的質量濃度為>10%。
9、 根據權利要求l所述的13-葡萄糖五乙酸酯的生產方法，其特徵在 於步驟(3)所述的結晶分離溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、 丙酮或丁酮。
10、 根據權利要求1 9之一所述的B-葡萄糖五乙酸酯的生產方法， 其特徵在於步驟(1)所述的反應在90 13(TC進行2 5小時。
全文摘要
本發明公開了一種β-葡萄糖五乙酸酯的生產方法，使葡萄糖與醋酐在鹼性催化劑的作用下反應生成以β-葡萄糖五乙酸酯為主的混合物，回收副產醋酸和多餘醋酐，加入精製溶劑精製提取得精製後的葡萄糖五乙酸酯，精製後的葡萄糖五乙酸酯再用結晶分離溶劑重結晶即得高純度的β-葡萄糖五乙酸酯產品。本發明採用的工業化生產高純度的β-葡萄糖五乙酸酯的工藝條件和工藝步驟簡單，操作容易，且在回收副產物醋酸後加入精製溶劑，使回收的醋酸純度高且不含精製溶劑；回收的催化劑可循環套用於生產；精製過程中能簡便有效除去殘留的醋酸和醋酐，簡化了生產工藝，降低了生產能耗和生產成本，同時減少廢水量的產生。
文檔編號C07H13/00GK101412739SQ20081016231
公開日2009年4月22日 申請日期2008年12月1日 優先權日2008年12月1日
發明者嚴曉陽, 姜國平, 朱霄鵬 申請人:浙江迪耳化工有限公司