三氯蔗糖的生產方法

　　三氯蔗糖的合成路線大體可分為3類：單酯法、化學一酶法和基團遷移法。化學一酶法6位基團保護法該法是Tate-Lyle公司開發的。首先利用芽孢桿菌屬的菌株在30℃下發酵葡萄糖，生成葡萄糖-6-乙酸，葡萄糖-6-乙酸的最高濃度可達15g/L，收率可達理論收率的85%。然后采用甲醇抽提及硅膠柱層析分離相結合的方法提純葡萄糖-6-乙酸，提純收率為80%～85%。在由枯草桿菌產生的β-果糖基轉移酶的作用下，葡萄糖-6-乙酸與蔗糖混合反應生成蔗糖-6-乙酸，蔗糖-6-乙酸的濃度可達120g/L，該步收率為58%。采用層析的方法可分離得到70%純度的蔗糖-6-乙酸。蔗糖-6-乙酸與由五氯化磷和DMF制成的Vilsmeier試劑反應，即可得到4，1’，6’，-三氯-4，1’，6’-三脫氧半乳蔗糖五乙酸，該步收率為39%。三氯蔗糖五乙酸脫去乙酸基后即得三氯蔗糖，脫乙酸的收率為90%。該法中葡萄糖-6-乙酸的發酵代價較高，蔗糖-6-乙酸的提純較困難，總收率約20%。合成路線如下：以棉子糖為原料合成該法也是Tate-Lyle公司開發的。棉子糖甜菜和棉子等植物中，目前尚無大量商品供應，可由半乳糖和蔗糖的飽和溶液在30℃、鏟半乳糖苷酶的作用下合成，產物濃度可達7.5g/L。棉子糖在三苯磷的存在下，用亞硫酰氯氯化生成4，1’，6’，6’’-四氯-4，1’，6’，6’’-四脫氧半乳糖棉子糖庚乙酸。后者脫乙酸后即得4，1’，6’，6’’-四氯-4，1’，6’，6’’-四脫氧半乳糖棉子糖(TCR)，以棉子糖計，生成TCR的收率為32.6%。TCR在30℃和α-半乳糖苷酶的作用下，水解反應24h，生成三氯蔗糖，水解收率80%～90%。總$收率為26%～29%。單酯法該法是KhanRA和MuytiKS于1982年提出的。利用醇酸酯化的反應原理，設法將蔗糖分子中的某個羥基屏蔽起來，通過控制條件，盡可能獲得高的單酯含量。然后再進行分離、氯代、脫酯、提純而得產品。該法較難控制酯化位置和程度，收率僅5%～7%。基叫遷移法以蔗糖為原料，經三苯甲基化(屏蔽三個伯位羥基)、乙酰化(屏蔽五個仲位羥基)、脫三苯甲基、乙酰基遷移、氯化、脫乙酰基等步驟得三氯蔗糖。三苯甲基化和乙酰化在50℃下，將50g蔗糖和60gN-甲基嗎啉溶入10Chemicalbook0mL二甲基甲酰胺中。半小時后分三次共加入141.8g三苯甲基氯(純度97%)，繼續加熱3.5h。再加入42.7g碳酸氫鈉，在50℃下恒溫1h。將溶液抽真空干燥，然后溶于96.6mL乙酸酐中，再加入15.6g乙酸鉀，加熱至115℃并恒溫3h。冷卻后加入400mL乙醇，可得183.2g結晶物質，其中含124.6g6，1，6’-三氧-三苯甲基-五乙酰基蔗糖(TRISPA)，得率68.6%。脫三苯甲基將200gTRISPA溶予800mL甲苯中，并冷卻至0℃，通人氯化氫氣體1.7g，4.5h后有沉淀物生成。將其在氮氣中凈化1h，除去殘余的氯化氫氣體，過濾后用65mL甲苯清洗，成為顆粒狀，將它重新溶解于120mL1%的三乙胺甲苯溶液中，再次過濾混合物，用65mL甲苯清洗干凈，干燥得81g2，3，3’，4，4’-五氧-乙酰基蔗糖(4-PAS)，得率為80%。乙酰基遷移將50g4-PAS溶于100mL水中，加熱至60℃，趁熱過濾，并冷卻至室溫。加入2.5mL吡啶，并在室溫下攪拌2.5h。用2.5mL濃鹽酸酸化此溶液，再用二氯甲烷(2×125mL)進行萃取。將萃取液濃縮至50mL，加入庚烷(3×50mL)攪拌，使之析出結晶。20min后過濾，用30mL庚烷沖洗結晶，并在真空條件下干燥16h，得2，3，3’，4’，6-五乙酰基蔗糖(6-PAS)34g，得率為58%。氯化將50g6-PAS和50.3g氧化三苯基磷(TPPO)攪拌加入150mL甲苯溶液中制成漿液，在室溫下加入亞硫酰氯32.8mL，將此溶液回流2.5h后冷卻至40℃。再加入200mL水進一步冷卻至0℃，強烈攪拌此混合液1h后過濾，用75mL甲苯：水(1：2)沖洗，得粗制的4，1’，6’-三氯-4，1’，6’-三脫氧-乙酰基-半乳蔗糖(TOSPA)。將其溶解于200mL熱甲醇中，在20℃下攪拌1h，重結晶后再次過濾得純凈的TOSPA40g，得率為75%。脫乙酰基將50gTOSPA和0.5g甲醇鈉溶于125mL甲醇中，真空條件下攪拌1.5h。加入AmberliteIRC50(H+)樹脂后再次攪拌中和此溶液，過濾，濾液經2g活性炭和2g硅藻土脫色后濃縮。加入100mL乙酸乙酯，三氯蔗糖即結晶析出，沖洗干燥后產物重26g，純度為92%。