一、前言
三氯蔗糖(Sucralose或TGS),又被稱為蔗糖素、綿白糖精或4、1’、6’-三氯或-4、1’、6,-三脫氨半乳型綿白糖。三氯蔗糖是一種低糖的非營(yíng)養(yǎng)缺乏癥人工合成甜味素。
工業(yè)生產(chǎn)上三氯蔗糖的生成大多數(shù)是以綿白糖為初始原材料,經(jīng)醇解得到化工中間體綿白糖-6-乙酸酯,綿白糖-6-乙酸酯歷經(jīng)Vilsmeier實(shí)驗(yàn)試劑鈦酸異丙酯轉(zhuǎn)化成化工中間體三氯蔗糖-6-乙酸酯,三氯蔗糖-6-乙酸酯脫酰胺基得到三氯蔗糖。
ChaubeyA等根據(jù)固定化酶微生物菌種在96h將100g/L三氯蔗糖-6-乙酸酯轉(zhuǎn)換成三綿白糖;SunJ等根據(jù)新分離出來的枯草芽孢菌WZS01在24h將75mol/mL的三氯蔗糖-6-乙酸酯轉(zhuǎn)換為純凈度超過99%的三氯蔗糖。這種加工工藝存有解決含量較小,分離出來耗能過大等不夠。
CataniSJ等應(yīng)用有機(jī)化學(xué)氣相色譜分析融合5次~8次的結(jié)晶體,將三氯蔗糖粗品純化。羅華東地區(qū)等應(yīng)用三次有機(jī)化學(xué)氣相色譜分析將三氯蔗糖水解液(純凈度92%)純化至純凈度98%之上。三氯蔗糖純化必須 通過反復(fù)的提純加結(jié)晶體,實(shí)際操作繁雜,成品率較低。
綿白糖-6-乙酸酯歷經(jīng)Vilsmeier鈦酸異丙酯反映轉(zhuǎn)化成三氯蔗糖-6-乙酸酯,鈦酸異丙酯反映歷程中會(huì)隨著著不良反應(yīng)的開展,轉(zhuǎn)化成副產(chǎn)品,如非6位三氯蔗糖乙酸酯和三氯蔗糖二乙酸酯;鈦酸異丙酯反映得到的三氯蔗糖-6-乙酸酯沒經(jīng)純化立即添加燒堿溶液開展脫酰胺基,如圖所示1,因?yàn)榉?位三氯蔗糖乙酸酯與三氯蔗糖二乙酸酯在偏堿情況下一樣會(huì)產(chǎn)生脫酰胺基反映,轉(zhuǎn)化成別的構(gòu)造的三氯蔗糖(S3C),S3C在之后的凈化操作過程中根據(jù)傳統(tǒng)式的提純結(jié)晶體方法難以與三氯蔗糖分離出來。非6位三氯蔗糖乙酸酯、三氯蔗糖二乙酸酯與三氯蔗糖-6-乙酸酯分離出來的困難相比于其脫酰胺基以后轉(zhuǎn)化成S3C與三氯蔗糖分離出來的難度系數(shù)大幅度降低。因而在鈦酸異丙酯反映后純化三氯蔗糖-6-乙酸酯就顯的特別關(guān)鍵。
二、試驗(yàn)一部分
1、原材料與實(shí)驗(yàn)試劑
N,N-二甲基甲酰胺(分析純)、乙酸丁酯(分析純)、氫氧化鈉溶液(分析純)、1,1,2-三氯乙烷(分析純)、甲基叔丁基醚(分析純)、無水乙醇(分析純)、沒有水醫(yī)用乙醚(分析純)、無水甲醇(分析純)、二甲苯(分析純)、二氯乙烷(分析純)、鹽酸(分析純)、工業(yè)甲醇色譜純之上實(shí)驗(yàn)試劑均購(gòu)于國(guó)藥控股化學(xué)藥品有限責(zé)任公司;乙酸銨(色譜純)購(gòu)于天津市收復(fù);氯化亞砜(工業(yè)生產(chǎn)級(jí)),綿白糖-6-乙酸酯自做。
2、儀器設(shè)備與機(jī)器設(shè)備
雷磁PHS-25pH計(jì):上海市米青科;JA2003電子分析天平:上海市良平儀表設(shè)備有限責(zé)任公司;JB90-SH數(shù)顯式電動(dòng)攪拌器:上海市標(biāo)本采集實(shí)體模型廠;SY-2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器:上海亞榮生物化學(xué)儀器廠;BILON-T-504S低溫恒溫槽:上海市比朗儀器設(shè)備;waterse2695waters高效率液相色譜:英國(guó)waters企業(yè);waters2420waters揮發(fā)光透射探測(cè)器:英國(guó)waters企業(yè)。
3、三氯蔗糖-6-乙酸酯的生成與分離出來
(1)三氯蔗糖-6-乙酸酯的生成
最先將攪拌好的氯化亞砜與1,1,2-三氯乙烷降到0℃;次之將制作的綿白糖-6-乙酸酯用DMF融解,將融解好的綿白糖-6-乙酸酯水溶液遲緩滴入至急冷的氯化亞砜與1,1,2-三氯乙烷溶液中;再度將滴入結(jié)束的混合物質(zhì)取下在常溫下拌和0.5h;最終在70℃、90℃、110℃三環(huán)節(jié)各隔熱保溫2h,隔熱保溫后取下當(dāng)然減溫。
降至室內(nèi)溫度,添加燒堿溶液淬滅調(diào)整pH到9~10,強(qiáng)烈拌和1h,滴入稀鹽酸反調(diào)pH到6~7。液相色譜儀追蹤這時(shí)綿白糖-6-乙酸酯早已所有轉(zhuǎn)換成三氯蔗糖-6-乙酸酯。
(2)三氯蔗糖-6-乙酸酯分離出來純化
最先分離出來鈦酸異丙酯全過程中形成的滲碳體與一部分鹽,次之除去高分子材料高聚物,再度根據(jù)提純的方法去除強(qiáng)正負(fù)極殘?jiān)?,最終根據(jù)結(jié)晶體與重結(jié)晶的方法去除弱正負(fù)極殘?jiān)?,從而得到三氯蔗?6-乙酸酯純品。
(3)三氯蔗糖-6-乙酸酯的研究標(biāo)準(zhǔn):
揮發(fā)光探測(cè)器檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):離子交換柱:C18HypersilODS25μm4.6mmx150mm,流動(dòng)性相:0.02mol/L乙酸銨溶液:工業(yè)甲醇;梯度方向過柱;流動(dòng)速度:1.0mL/min,柱溫:40℃,進(jìn)樣量:10μL。ELSD:空氣壓力:60psi,飄移管溫度50士5℃;噴霧器溫度36℃;增益值:10。
規(guī)范液配置:以純凈水為有機(jī)溶劑,稱量0.25g三氯蔗糖或三氯蔗糖-6-乙酸酯滴定劑至50g,再逐個(gè)稀釋液制作標(biāo)曲。
三、結(jié)果與剖析
1、高分子材料匯聚物質(zhì)分離出來標(biāo)準(zhǔn)提升
鈦酸異丙酯淬滅后根據(jù)過慮去除氯銨鹽及一部分滲碳體后,必須 開展蒸餾回收利用1,1,2-三氯乙烷和DMF。DMF熔點(diǎn)為152.8℃,三氯蔗糖以及化工中間體全是熱敏電阻化學(xué)物質(zhì),通常在緩解壓力回收利用有機(jī)溶劑的全過程中容易造成高分子材料匯聚物質(zhì)。這一部分物質(zhì)呈深咖啡色,黏度很大,外型相近石油原油,殘?jiān)嗲页煞莺芊彪s。倒進(jìn)量杯靜放一段時(shí)間后,可觀測(cè)到瓶壁很多的高聚物,這種高聚物必須 去除,不然會(huì)危害事后純化的高效率。
用活性炭過濾高分子材料高聚物的情況下,也會(huì)粘附很多的三氯蔗糖-6-乙酸酯,事后必須 分析三氯蔗糖-6-乙酸酯,實(shí)際操作相對(duì)性繁雜。因而大家采用了四種有機(jī)溶液來分離出來高分子材料高聚物,二甲苯、二氯乙烷、二氯甲烷、乙酸丁酯做為萃取劑,每一種有機(jī)溶劑使用量為鈦酸異丙酯液態(tài)積的10%,1:1(v/v)一次提純,比照三氯蔗糖-6-乙酸酯的消耗及原材料情況。結(jié)果如表1所顯示。
從列表中的效果還可以看得出,二甲苯在除去高分子材料高聚物的與此同時(shí)三氯蔗糖-6-乙酸酯的損率最少。而且二甲苯水蒸氣蒸餾回收利用后可多次重復(fù)運(yùn)用。
2、強(qiáng)正負(fù)極殘?jiān)姆蛛x出來提升
在分開了高分子材料高聚物以后,大家追蹤了鈦酸異丙酯液的構(gòu)成。如圖2所顯示,從圖2中還可以看到除三氯蔗糖-6-乙酸酯外,也有強(qiáng)正負(fù)極殘?jiān)腿跽?fù)極殘?jiān)瘸煞帧?/p>
可鈺強(qiáng)調(diào)三氯蔗糖-6-乙酸酯在乙酸丁酯和水管理體系中的擴(kuò)散系數(shù)為K=C乙酸丁酯/C水=3.72,大家嘗試用乙酸丁酯和甲基叔丁基醚,1:1(v/v)三次提純除強(qiáng)正負(fù)極殘?jiān)?/p>