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蔗糖衍生物的合成及催化反应工艺

郑保辉

  为开辟新的蔗糖市场,系统地开展了可再生资源蔗糖的化学利用。在各种催化体系中对蔗糖及其衍生物三氯蔗糖和果糖深加工制备系列化合物,研究了产品性能及催化反应工艺。 NH2S03H-SiO2催化糖类全乙酰化反应,产率高于90.0%。全乙酰化产物具有α-型选择性,催化剂重复利用七次,五乙酰葡萄糖产率仍高达93.8%。 应用2-噻唑硫酮、苯并三唑和N-羟基苯并三唑为离去基团的活性酰化试剂合成了三氯蔗糖的关键中间体蔗糖-6-乙酸酯和蔗糖-6-丙酸酯,最高产率分别为73.1%和62.9%。CoCl2催化蔗糖与酸酐反应,以60.0%左右的产率选择性地制得天然产物3’-O-(4-甲氧苯甲酰基)蔗糖及其类似物。 考察微波辐射下质子酸、配合物和金属盐催化葡萄糖脱水转化为5-羟甲基糠醛(HMF)的产率,筛选出高效催化剂ZnCl2。300 W微波辐射8 mmin,葡萄糖、果糖和蔗糖为原料HMF产率分别为54.6%、55.1%和80.6%,在油浴加热条件0.11 g/mL糖溶液,ZnCl2/糖质量比1/4,189℃反应60 min,以葡萄糖、果糖和蔗糖为原料HMF产率分别为37.7%、42.7%和57.7%。微波辐射对催化糖降解合成HMF有明显促进作用,以蔗糖为原料HMF产率高于使用葡萄糖和果糖。比较了三种大批量制备HMF的方法,其中MgCl2·6H2O催化蔗糖首先降解为5-氯甲基糠醛、再水解羟基制备HMF的路线,操作简单、产物分离方便。 三氯蔗糖经两条路线分别制得新化合物1,6-二氯-1,6-二脱氧-2,3-O-异丙叉-β-D-呋喃果糖,产率为88.1%。以其为原料,经氯磺酰化、氨解合成含卤素原子的呋喃环构型氨基磺酸酯化合物,总产率47.4%。发现1,6-二氯-1,6-脱氧-2,3-O-异丙叉-β-D-呋喃果糖中基团离去活性由高到低为:Cl-6>OMs-4,C1-1。合成了两种未见报道的化合物6-0-苯甲酰基和6-叠氮-6-脱氧衍生物。以果糖为原料合成了托吡酯,三步反应总产率为42.3%,对托吡酯选择性水解异丙叉保护基、烷基化制备了N,N,O,O-四-乙基、N,N,O,O-四-丁基两种新的化学修饰物。 以2,3:45-二-O-异丙叉-β-D-吡喃果糖为原料,经对甲苯磺酰化、选择性水解、分子内醚化、氧化,合成了桥环手性酮1,5-脱水-2,3-O-异丙叉-β-D-吡喃果糖-4-酮,总产率23.5%。它催化(E)-肉桂醇的不对称环氧化,产率和ee值分别为58.5%和17.7%,它催化1-O叔丁基二甲基硅基-(E)-肉桂醇的不对称环氧化,产率和ee值分别为4.9%和95.7%。……   
[关键词]:蔗糖;三氯蔗糖;果糖;5-羟甲基糠醛;催化工艺;微波;选择性酯化;不对称环氧化
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:南京理工大学2011年