一种三氯蔗糖-6-乙酸酯连续脱乙酰基制三氯蔗糖的方法

摘要

本发明提供了一种三氯蔗糖-6-乙酸酯连续脱乙酰基制三氯蔗糖的方法，在碱性催化剂存在下，三氯蔗糖-6-乙酸酯进行脱乙酰基反应生成三氯蔗糖，催化剂根据反应液pH分段加入，并采用新型反应器使催化剂迅速达到混合分散，反应温度容易控制。本发明合成的三氯蔗糖具有三氯蔗糖-6-乙酸酯残留量少，二氯蔗糖含量低，催化剂用量少，产品收率高等特点，并实现连续化操作，缩短生产周期，节约生产成本。

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种三氯蔗糖-6-乙酸酯连续脱乙酰基制三氯蔗糖的方法。

背景技术

三氯蔗糖是继阿斯巴甜、AK糖之后于1976年开发成功的新一代甜味剂，具有甜度高、甜味大，无毒无副作用，在人体内几乎不被吸收，热量值近乎为零，物化性质好且应用范围广等特点。三氯蔗糖其分子式为C₁₂H₁₉O₈Cl₃，其化学名为4,1’,6’-三氯-4,1’,6’-三脱氯半乳蔗糖。三氯蔗糖是一种白色粉末状产品，极易溶于水，甜度为蔗糖的600倍，是一种新型的强力甜味剂。

三氯蔗糖是以蔗糖为原料，通过选择性的用氯离子取代蔗糖分子八个羟基中的三个位置来制得的，因此如何根据蔗糖分子中各个羟基所在的位置和活性的不同，使蔗糖分子有选择性的进行氯代反应是三氯蔗糖制备的难点所在。目前三氯蔗糖的制备工艺主要有三种：全基团保护法、单酯法、酶-化学联合法。单酯法，又称单基团保护法，是利用蔗糖分子中羟基的相对活性差异，通过化学方法将6位上的羟基先单独保护起来，形成蔗糖-6-酯，然后使用合适的氯化剂选择性氯代4、1’、6’三个位上的羟基得到中间产物三氯蔗糖-6-酯，最后脱去6位上的酰基制得三氯蔗糖。

三氯蔗糖-6-乙酸酯是单基团保护法合成三氯蔗糖的重要中间体，可在碱性催化剂存在下进行脱乙酰基反应制三氯蔗糖。目前工业上该反应均采用间歇操作，尚未有连续化生产的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三氯蔗糖-6-乙酸酯连续脱乙酰基制三氯蔗糖的方法，合成的三氯蔗糖具有三氯蔗糖-6-乙酸酯残留量少，二氯蔗糖含量低，催化剂用量少，产品收率高等特点，并实现连续化操作，缩短生产周期，节约生产成本。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种三氯蔗糖-6-乙酸酯连续脱乙酰基制三氯蔗糖的方法包括以下步骤：

（1）三氯蔗糖-6-乙酸酯与溶剂1按摩尔比为1:40~60搅拌溶解，配制成原料液；将催化剂与溶剂2按摩尔比为1:100~125搅拌溶解，配制成催化剂溶液；

（2）将原料液连续输送至反应器中，分段加入催化剂溶液，使原料液在反应器中进行脱乙酰基反应；

（3）制得的三氯蔗糖反应液，经简单精馏后得到三氯蔗糖粗品，塔顶采出回收溶剂，回收溶剂可重复利用。

所述溶剂1为甲醇、乙醇、丙醇中的一种或多种。

所述催化剂为KOH、NaOH、甲醇钠、乙醇钠、甲醇钾、乙醇钾中的一种或多种。

所述溶剂2为甲醇、乙醇、丙醇中的一种或多种。

步骤（2）所述反应器为振荡流反应器、静态混合器或超声波混合器。

步骤（2）反应温度为20~50℃。

步骤（2）反应时间为10~60min。

催化剂的总质量为三氯蔗糖-6-乙酸酯质量的0.5%~5%，催化剂溶液分2~6次加入，控制反应液pH保持在9~10。 

本发明得到的三氯蔗糖粗品纯度至少为97%，三氯蔗糖-6-乙酸酯转化率93%以上，三氯蔗糖收率85%以上。根据实验汇总发现反应温度增大时会使得副反应加剧，二氯蔗糖含量升高。本发明方法采用新型反应器，催化剂溶液分批加入，使得催化剂溶液能迅速达到混合分散的效果，反应温度容易控制，降低产品中二氯蔗糖含量，使得原料利用率增大，产品三氯蔗糖收率升高。催化剂溶液按反应液pH分批加入的方式与催化剂一次性直接加入的方式相比较，反应过程中反应液pH能得到更好的控制，使得催化剂利用实现最大合理化利用。本发明采用连续进料方式，原料液与催化剂溶液在反应器中通过振荡混合、静态混合、超声混合等方式均匀混合接触，迅速进行反应，实现连续化操作。

本发明的显著优点在于：三氯蔗糖粗品中原料三氯蔗糖-6-乙酸酯残留量少，二氯蔗糖含量低，催化剂用量少，反应时间短，产品收率高并实现连续化操作，缩短生产周期，节约生产成本，且溶剂易回收能重复使用。

附图说明

图1是三氯蔗糖-6-乙酸酯脱乙酰基制三氯蔗糖（振荡流反应器）工艺流程图。

图2是三氯蔗糖-6-乙酸酯脱乙酰基制三氯蔗糖（管道混合器）工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述：

实施例1：

将三氯蔗糖-6-乙酸酯与溶剂甲醇按摩尔比1:40配制成原料液，将催化剂甲醇钠与溶剂甲醇按摩尔比1:120配制成催化剂溶液。采用振荡流为连续化生产工艺的反应器。

开启超级恒温水槽，将循环水温度稳定至40℃。开启原料液输送泵将原料液连续输送至振荡流反应器，同时开启电磁计量泵（即振荡泵），调节振荡频率1Hz，振荡幅度0.02m。反应停留时间为30min。待反应器内原料液高度达到催化剂入口高度时，开启催化剂输送泵将催化剂溶液输送至振荡流反应器。催化剂用量占原料三氯蔗糖-6-乙酸酯质量的1.5%。

隔30min从反应器顶端取样分析，待反应稳定后取反应液进行分析。将反应液进行简单蒸馏，将溶剂甲醇和副产品乙酸甲酯先后蒸出，得到三氯蔗糖粗品。其中回收溶剂甲醇可重复使用。三氯蔗糖、三氯蔗糖-6-乙酸酯、二氯蔗糖、杂质等的含量均采用液相色谱仪进行分析。本次反应得到的三氯蔗糖粗品中三氯蔗糖含量98.32%，三氯蔗糖-6-乙酸酯的转化率95.7%，收率86.8%。

实施例2

按实施例1方法，进行三氯蔗糖-6-乙酸酯脱乙酰基反应，工艺条件如下：

本次反应得到三氯蔗糖粗品中三氯蔗糖含量97.15%，三氯蔗糖-6-乙酸酯转化率93.5%，三氯蔗糖收率85.1%。

上述发明内容及实施案例仅用于进一步解释本发明，本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明精神实质上所作的常规性推导，例如参照本工艺及参数条件进行的三氯蔗糖生产工艺的类似调整，都应该落入本发明的保护范围内。