三氯蔗糖的生产方法
三氯蔗糖的合成路线大体可分为3类：单酯法、化学一酶法和基团迁移法。化学一酶法6位基团保护法该法是Tate-Lyle公司开发的。首先利用芽孢杆菌属的菌株在30℃下发酵葡萄糖，生成葡萄糖-6-乙酸，葡萄糖-6-乙酸的最高浓度可达15g/L，收率可达理论收率的85%。然后采用甲醇抽提及硅胶柱层析分离相结合的方法提纯葡萄糖-6-乙酸，提纯收率为80%～85%。在由枯草杆菌产生的β-果糖基转移酶的作用下，葡萄糖-6-乙酸与蔗糖混合反应生成蔗糖-6-乙酸，蔗糖-6-乙酸的浓度可达120g/L，该步收率为58%。采用层析的方法可分离得到70%纯度的蔗糖-6-乙酸。蔗糖-6-乙酸与由五氯化磷和DMF制成的Vilsmeier试剂反应，即可得到4，1’，6’，-三氯-4，1’，6’-三脱氧半乳蔗糖五乙酸，该步收率为39%。三氯蔗糖五乙酸脱去乙酸基后即得三氯蔗糖，脱乙酸的收率为90%。该法中葡萄糖-6-乙酸的发酵代价较高，蔗糖-6-乙酸的提纯较困难，总收率约20%。合成路线如下：以棉子糖为原料合成该法也是Tate-Lyle公司开发的。棉子糖甜菜和棉子等植物中，目前尚无大量商品供应，可由半乳糖和蔗糖的饱和溶液在30℃、铲半乳糖苷酶的作用下合成，产物浓度可达7.5g/L。棉子糖在三苯磷的存在下，用亚硫酰氯氯化生成4，1’，6’，6’’-四氯-4，1’，6’，6’’-四脱氧半乳糖棉子糖庚乙酸。后者脱乙酸后即得4，1’，6’，6’’-四氯-4，1’，6’，6’’-四脱氧半乳糖棉子糖(TCR)，以棉子糖计，生成TCR的收率为32.6%。TCR在30℃和α-半乳糖苷酶的作用下，水解反应24h，生成三氯蔗糖，水解收率80%～90%。总$收率为26%～29%。单酯法该法是KhanRA和MuytiKS于1982年提出的。利用醇酸酯化的反应原理，设法将蔗糖分子中的某个羟基屏蔽起来，通过控制条件，尽可能获得高的单酯含量。然后再进行分离、氯代、脱酯、提纯而得产品。该法较难控制酯化位置和程度，收率仅5%～7%。基叫迁移法以蔗糖为原料，经三苯甲基化(屏蔽三个伯位羟基)、乙酰化(屏蔽五个仲位羟基)、脱三苯甲基、乙酰基迁移、氯化、脱乙酰基等步骤得三氯蔗糖。三苯甲基化和乙酰化在50℃下，将50g蔗糖和60gN-甲基吗啉溶入10Chemicalbook0mL二甲基甲酰胺中。半小时后分三次共加入141.8g三苯甲基氯(纯度97%)，继续加热3.5h。再加入42.7g碳酸氢钠，在50℃下恒温1h。将溶液抽真空干燥，然后溶于96.6mL乙酸酐中，再加入15.6g乙酸钾，加热至115℃并恒温3h。冷却后加入400mL乙醇，可得183.2g结晶物质，其中含124.6g6，1，6’-三氧-三苯甲基-五乙酰基蔗糖(TRISPA)，得率68.6%。脱三苯甲基将200gTRISPA溶予800mL甲苯中，并冷却至0℃，通人氯化氢气体1.7g，4.5h后有沉淀物生成。将其在氮气中净化1h，除去残余的氯化氢气体，过滤后用65mL甲苯清洗，成为颗粒状，将它重新溶解于120mL1%的三乙胺甲苯溶液中，再次过滤混合物，用65mL甲苯清洗干净，干燥得81g2，3，3’，4，4’-五氧-乙酰基蔗糖(4-PAS)，得率为80%。乙酰基迁移将50g4-PAS溶于100mL水中，加热至60℃，趁热过滤，并冷却至室温。加入2.5mL吡啶，并在室温下搅拌2.5h。用2.5mL浓盐酸酸化此溶液，再用二氯甲烷(2×125mL)进行萃取。将萃取液浓缩至50mL，加入庚烷(3×50mL)搅拌，使之析出结晶。20min后过滤，用30mL庚烷冲洗结晶，并在真空条件下干燥16h，得2，3，3’，4’，6-五乙酰基蔗糖(6-PAS)34g，得率为58%。氯化将50g6-PAS和50.3g氧化三苯基磷(TPPO)搅拌加入150mL甲苯溶液中制成浆液，在室温下加入亚硫酰氯32.8mL，将此溶液回流2.5h后冷却至40℃。再加入200mL水进一步冷却至0℃，强烈搅拌此混合液1h后过滤，用75mL甲苯：水(1：2)冲洗，得粗制的4，1’，6’-三氯-4，1’，6’-三脱氧-乙酰基-半乳蔗糖(TOSPA)。将其溶解于200mL热甲醇中，在20℃下搅拌1h，重结晶后再次过滤得纯净的TOSPA40g，得率为75%。脱乙酰基将50gTOSPA和0.5g甲醇钠溶于125mL甲醇中，真空条件下搅拌1.5h。加入AmberliteIRC50(H+)树脂后再次搅拌中和此溶液，过滤，滤液经2g活性炭和2g硅藻土脱色后浓缩。加入100mL乙酸乙酯，三氯蔗糖即结晶析出，冲洗干燥后产物重26g，纯度为92%。
