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三氯蔗糖新型甜味剂的合成研究

王延平

  三氯蔗糖是蔗糖脱氧氯代的衍生物,是目前世界上性能最为优良的高甜度甜味剂。本研究采用两条不同路线成功合成了三氯蔗糖,并对合成过程中羟基基团的保护、氯化等进行了详细研究。1 蔗糖6-位羟基对维持三氯蔗糖的高甜度是绝对重要的,在三氯蔗糖合成中必须预先对蔗糖6-位羟基进行保护。(1) 环原酸酯法制备蔗糖6-乙酸酯是保护6-位羟基十分方便、有效的方法。以DMF为反应介质,对甲苯磺酸催化原乙酸三乙酯(三甲酯)与蔗糖室温下的环酯化反应。对甲苯磺酸用量为5-6mg/lg蔗糖,原乙酸三乙酯(三甲酯)用量为蔗糖的1.2倍(mol),水用量为6-8ME,叔丁胺催化乙酰基转移,其用量3.0%左右(pH8-9),整个制备过程总时间3-1.0-1.5h,蔗糖6-乙酸酯的产率为75%。(2) 蔗糖6-乙酸酯是选择性氯化合成三氯蔗糖重要的中间体。首次采用脂肪酶(Lipase PS Amano)在惰性非水介质中催化蔗糖与酰基供体酯交换成功合成了蔗糖6-乙酸酯,为酶法-化学法结合合成三氯蔗糖开辟了新的途径。采用吡啶为反应介质,庚烷为溶剂的极性调节剂,吡啶中含30-40%(v/v)庚烷时,脂肪酶的活力提高了近2倍,反应温度55-65℃,脂肪酶浓度4g/100ml反应体系,底物蔗糖浓度为8%(w/v),酰基供体为乙酸异丙烯酯,浓度为20%(v/v),蔗糖6-乙酸酯的总产率达到41%。(3) 三苯甲基化法制备蔗糖2,3,6,3′,4′-戊乙酸酯(6-PAS)是很复杂的过程,通过对反应条件的进一步优化,得出其最佳制备工艺条件:①TRISPA的制备:以DMF反应介质,N-甲基吗啉为酸的清除剂,蔗糖与三苯基氯甲烷投料比1:3.3(mol),60℃下反应4h;采用115℃下反应3h乙酸酐酰化,无水乙酸钠为催化剂,TRISPA产率为67.7%。②TRISPA脱三苯甲基制备4-PAS:二氯甲烷反应介质,盐酸为催化剂,其浓度为0.6ml/200ml,室温下反应4h,4-PAS产率达到85%。③4-PAS酰基转移制备6-PAS:乙酸乙酯和正庚烷反应介质,叔丁胺为催化剂,其浓度为3%,50-60℃下反应6h,6-PAS产率达到83.5%。碱催化酰基转移可以避免高温下酸催化4-PAS的脱乙酰和进一步酰基转移形成蔗糖……   
[关键词]:三氯蔗搪;羟基保护;选择性氯化;单酯化;脂肪酶催化;三苯甲基化
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:华南理工大学1999年