一种三氯蔗糖-6-乙酯及其中间体的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种三氯蔗糖‑6‑乙酯及其中间体的合成方法，属于有机合成技术领域。本发明专利技术方法利用蔗糖在特定的固定化酶诱变南极假丝酵母脂肪酶催化下和非水相体系中高选择性地合成得到蔗糖‑6‑酯；所得蔗糖‑6‑乙酯纯化后在氯化锌或氯化铁催化下用进行氯化可得三氯蔗糖‑6‑乙酯。本发明专利技术方法催化酯化效率高，反应条件温和高度特异性，固定化酶可多次重复利用；解决了传统工艺中二氧化硫和氯化氢气体的释放，避免了传统工艺中二氧化硫和氯化氢的吸收问题；降低生产成本，工艺流程简单、降低能耗、污染少等优点，非常适合工业化生产。

A synthesis method of sucralose-6-ethyl and its intermediates

【技术实现步骤摘要】
一种三氯蔗糖-6-乙酯及其中间体的合成方法
本专利技术属于有机合成
，涉及到一种三氯蔗糖-6-乙酯及其中间体的合成方法。
技术介绍
三氯蔗糖是一种新型的非营养型甜味剂，其化学名为4,1’,6’-三氯-4,1’,6’-三脱氧半乳糖，为蔗糖分子上的4,1’,6’位的三个羟基被三个氯原子取代而成，其甜度是蔗糖的600倍，具有良好口感、不致龋齿、无热量等优点，是目前最优质的高强度甜味剂，在食品工业中被广泛使用。三氯蔗糖的目前工业化生产：1)原乙酸三甲酯法：合成三氯蔗糖主要有三个步：①酯化反应：原乙酸三甲酯与蔗糖反应生成4、6-位的环状化合物，在水的作用下开环得到蔗糖-6-酯和蔗糖-4酯，进一步转位得蔗糖-6-乙酯；②氯化反应：蔗糖-6-乙酯使用氯化剂(如氯化亚砜或三氯氧磷和DMF合成Vilsmeier试剂)，将4,1',6'-位三个羟基氯化，得到氯化产物(4,1',6'-三氯蔗糖-6-乙酯)，释放出大量的氯化氢和二氧化硫，二者需进行尾气吸收，而且二者很难分离；③脱酰基反应：将氯化产物在碱性条件下脱去6-位保护基，得到三氯蔗糖产品。该方法使用大过量的原乙酸三甲酯中和转位试剂，合成成本高，并且在转位时有一定量的蔗糖-4-乙酯不能完全转位和有一定量的蔗糖生产，降低了整体收率。2)二丁基氧化锡法合成三氯蔗糖主要也有三个步：①酯化反应：蔗糖、二丁基氧化锡反应生产1,3-二-(6-O-蔗糖)-1,2,3,3-四烃基二锡氧烷，再用乙酸酐酰化生成蔗糖-6-乙酯，这步酰化可得蔗糖-6-乙酯；②氯化反应和③脱酰基反应与原乙酸三甲酯法相同；该方法虽然蔗糖-6-乙酯转化率比原乙酸三甲酯高约5％，其缺点是有蔗糖-2-乙酯和蔗糖-2,6-二乙酯生产，而且有机锡化合物有很大的生理毒性，对环境污染性较大，使用受到严重的限制。
技术实现思路
脂肪酶作为能进行水解、酯化、酯基交换、对映体拆分、氨解反应的生物催化剂，普遍存在于微生物、动植物，是生物化工使用比较多的酶；为了克服现有
存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种利用脂肪酶催化和化学法合成三氯蔗糖-6-乙酯工艺，本专利技术不仅合成工序简单、转化率高，使用的原料易得，产生的污染少而且生成的三氯蔗糖-6-乙酯产品纯度大，适合工业化生产。本专利技术的目的是针对上述三氯蔗糖制备方法的不足，提出了一种在非水相体系中采用酶催化法合成蔗糖-6-乙酯，此方法避免了过去商业化工艺中转位操作步骤和蔗糖-4-乙酯副产物的生产，采用非水相体系中酶催化法达到只生成单一的蔗糖-6-乙酯，高效专一，而且反应温度为25～30℃，条件温和，操作简单；三氯蔗糖-6-乙酯的合成采用卢卡斯试剂(Lucas'reagent)或氯化锌或氯化铁催化用乙酰氯进行氯化三氯蔗糖-6-乙酯，此过程合成成本低廉，条件温和，该方法能耗低、工艺简洁、产品收率高；整个合成过程中自动化程度高，适合工业生产。本专利技术的第一个目的是提供一种蔗糖-6-乙酯的制备方法，所述方法是在非水相体系中，利用固定化诱变南极假丝酵母脂肪酶催化蔗糖与酰基供体试剂发生酯化反应；所述酰基供体试剂为乙酸和乙酸钠的混合物；所述诱变南极假丝酵母脂肪酶是利用如下方法制备的：(1)诱变：将南极假丝酵母置于培养基中进行培养，培养结束，离心除去培养基后，用生理盐水振荡分散成为菌悬液；利用紫外灯进行诱变，诱变结束后，继续进行培养；(2)分离：结束后将培养液进行分离，收集上层清液；加入硫酸铵，静置，离心收集固体沉淀物，干燥即得诱变南极假丝酵母脂肪酶。在本专利技术的一种实施方式中，所述诱变南极假丝酵母脂肪酶的制备方法具体包括如下步骤：(1)诱变南极假丝酵母：将南极假丝酵母(CandidaAntarctica)置于蛋白胨，葡萄糖酵母膏，豆粉，磷酸氢二钾和硫酸镁的培养基中。28～30℃下培养60h，培养结束，离心除去培养基后，用生理盐水振荡分散成为菌悬液；打开30W紫外灯预热25分钟，将培养皿放置于距离紫外灯30-31厘米处磁力搅拌器上，依次照射时间分别为15s,30s,45s,60s,75s,90s,105s,120s135s,照射结束后立即盖好皿盖，送到培养室继续培养48～50小时；后培养结束，挑选出菌落，进一步培养菌落成长；(2)分离得到诱变南极假丝酵母脂肪酶：培养液在0～4℃进行离心，除去菌体和培育液中不溶物；收集上层清液(初酶液)，加入硫酸铵达浓度为2％，在0～4℃静置60分钟，在0～4℃进行再次离心分离，重复上述操作一次，最后分离所得固体进行冷冻干燥，得所需诱变南极假丝酵母脂肪酶。在本专利技术的一种实施方式中，所述固定化诱变南极假丝酵母脂肪酶的固化介质为颗粒状或粉末状的硅烷交联体，或硅藻土和硅胶交联体混合物。优选颗粒状的硅烷交联体。在本专利技术的一种实施方式中，所述固定化诱变南极假丝酵母脂肪酶的制备方法包括如下步骤：(1)硅烷交联液体的制备：将四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、D5环氧硅烷和质子酸分散于水中，混匀，在40～50℃反应完全后，减压蒸出低沸物；所述低沸物是指少量未反应的四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、D5环氧硅烷和制备过程中产生的乙醇、甲醇等化合物；(2)在室温下将诱变南极假丝酵母脂肪酶加入步骤(1)所得的硅烷交联液中，混匀、干燥。在本专利技术的一种实施方式中，蔗糖和酰基供体试剂的摩尔当量比为1:1～1:2。在本专利技术的一种实施方式中，固定化诱变南极假丝酵母脂肪酶的用量为蔗糖质量的0.001～1倍。在本专利技术的一种实施方式中，酯化的温度为25～30℃。酯化的时间为20-50h。在本专利技术的一种实施方式中，所述非水相体系为含有水的有机溶剂混合液，其中，有机溶剂包括正己烷、正庚烷、石油醚、正丁醇、叔丁醇、叔戊醇、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、三氯乙烷中一种或多种。所述混合液中水的质量分数为0.1～40％。在本专利技术的一种实施方式中，蔗糖在非水相体系中的初始浓度为20～85％。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(1)中四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、D5环氧硅烷的摩尔比为6：2：1。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(1)中质子酸的添加量为硅烷总量的0.01～5％。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(2)中诱变南极假丝酵母脂肪酶相对硅烷交联液的添加量为0.1～1％。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(2)中固定化诱变南极假丝酵母脂肪酶的固化介质为颗粒状或粉末状的硅烷交联体，或硅藻土和硅胶交联体混合物。优选硅烷交联体所形成的无形孔状材料。在本专利技术的一种实施方式中，所述方法还包括：酯化反应结束后，对蔗糖-6-乙酯进行纯化；本专利技术第二个目的是提供一种制备三氯蔗糖-6-乙酯的方法，所述方法包括如下步骤：(1)利用上述方法合成蔗糖-6-乙酯；(2)在路易斯酸催化下，蔗糖-6-乙酯与氯化剂合成得到三氯蔗糖-6-乙酯；所述氯化剂为浓盐酸或乙酰氯。在本专利技术的一种实施方式中，蔗糖-6-乙酯与氯化试剂当量比为1：1～1:1.5。...

【技术保护点】
1.一种蔗糖-6-乙酯的制备方法，其特征在于，所述方法是在非水相体系中，利用固定化诱变南极假丝酵母脂肪酶催化蔗糖与酰基供体试剂发生酯化反应；所述酰基供体试剂为乙酸和乙酸钠的混合物；/n所述诱变南极假丝酵母脂肪酶是利用如下方法制备的：/n(1)诱变：将南极假丝酵母置于培养基中进行培养，培养结束，离心除去培养基后，用生理盐水振荡分散成为菌悬液；利用紫外灯进行诱变，诱变结束后，继续进行培养；/n(2)分离：培养结束后将培养液进行分离，收集上层清液；加入硫酸铵，静置，离心收集固体沉淀物，干燥即得诱变南极假丝酵母脂肪酶。/n

【技术特征摘要】
1.一种蔗糖-6-乙酯的制备方法，其特征在于，所述方法是在非水相体系中，利用固定化诱变南极假丝酵母脂肪酶催化蔗糖与酰基供体试剂发生酯化反应；所述酰基供体试剂为乙酸和乙酸钠的混合物；
所述诱变南极假丝酵母脂肪酶是利用如下方法制备的：
(1)诱变：将南极假丝酵母置于培养基中进行培养，培养结束，离心除去培养基后，用生理盐水振荡分散成为菌悬液；利用紫外灯进行诱变，诱变结束后，继续进行培养；
(2)分离：培养结束后将培养液进行分离，收集上层清液；加入硫酸铵，静置，离心收集固体沉淀物，干燥即得诱变南极假丝酵母脂肪酶。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定化诱变南极假丝酵母脂肪酶的固化介质为颗粒状或粉末状的硅烷交联体，或者为硅藻土和硅胶交联体混合物。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，蔗糖和酰基供体试剂的摩尔当量比为1:1～1:2。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，固定化诱变南极假丝酵母脂肪酶的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆茜，李国华，
申请(专利权)人：上海凌凯医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31