一、前言
三氯蔗糖(Sucralose或TGS),又被称为蔗糖素、绵白糖精或4、1’、6’-三氯或-4、1’、6,-三脱氨半乳型绵白糖。三氯蔗糖是一种低糖的非营养缺乏症人工合成甜味素。
工业生产上三氯蔗糖的生成大多数是以绵白糖为初始原材料,经醇解得到化工中间体绵白糖-6-乙酸酯,绵白糖-6-乙酸酯历经Vilsmeier实验试剂钛酸异丙酯转化成化工中间体三氯蔗糖-6-乙酸酯,三氯蔗糖-6-乙酸酯脱酰胺基得到三氯蔗糖。
ChaubeyA等根据固定化酶微生物菌种在96h将100g/L三氯蔗糖-6-乙酸酯转换成三绵白糖;SunJ等根据新分离出来的枯草芽孢菌WZS01在24h将75mol/mL的三氯蔗糖-6-乙酸酯转换为纯净度超过99%的三氯蔗糖。这种加工工艺存有解决含量较小,分离出来耗能过大等不够。
CataniSJ等应用有机化学气相色谱分析融合5次~8次的结晶体,将三氯蔗糖粗品纯化。罗华东地区等应用三次有机化学气相色谱分析将三氯蔗糖水解液(纯净度92%)纯化至纯净度98%之上。三氯蔗糖纯化必须 通过反复的提纯加结晶体,实际操作繁杂,成品率较低。
绵白糖-6-乙酸酯历经Vilsmeier钛酸异丙酯反映转化成三氯蔗糖-6-乙酸酯,钛酸异丙酯反映历程中会随着着不良反应的开展,转化成副产品,如非6位三氯蔗糖乙酸酯和三氯蔗糖二乙酸酯;钛酸异丙酯反映得到的三氯蔗糖-6-乙酸酯没经纯化立即添加烧碱溶液开展脱酰胺基,如图所示1,因为非6位三氯蔗糖乙酸酯与三氯蔗糖二乙酸酯在偏碱情况下一样会产生脱酰胺基反映,转化成别的构造的三氯蔗糖(S3C),S3C在之后的净化操作过程中根据传统式的提纯结晶体方法难以与三氯蔗糖分离出来。非6位三氯蔗糖乙酸酯、三氯蔗糖二乙酸酯与三氯蔗糖-6-乙酸酯分离出来的困难相比于其脱酰胺基以后转化成S3C与三氯蔗糖分离出来的难度系数大幅度降低。因而在钛酸异丙酯反映后纯化三氯蔗糖-6-乙酸酯就显的特别关键。
二、试验一部分
1、原材料与实验试剂
N,N-二甲基甲酰胺(分析纯)、乙酸丁酯(分析纯)、氢氧化钠溶液(分析纯)、1,1,2-三氯乙烷(分析纯)、甲基叔丁基醚(分析纯)、无水乙醇(分析纯)、没有水医用乙醚(分析纯)、无水甲醇(分析纯)、二甲苯(分析纯)、二氯乙烷(分析纯)、盐酸(分析纯)、工业甲醇色谱纯之上实验试剂均购于国药控股化学药品有限责任公司;乙酸铵(色谱纯)购于天津市收复;氯化亚砜(工业生产级),绵白糖-6-乙酸酯自做。
2、仪器设备与机器设备
雷磁PHS-25pH计:上海市米青科;JA2003电子分析天平:上海市良平仪表设备有限责任公司;JB90-SH数显式电动搅拌器:上海市标本采集实体模型厂;SY-2000旋转蒸发器:上海亚荣生物化学仪器厂;BILON-T-504S低温恒温槽:上海市比朗仪器设备;waterse2695waters高效率液相色谱:英国waters企业;waters2420waters挥发光透射探测器:英国waters企业。
3、三氯蔗糖-6-乙酸酯的生成与分离出来
(1)三氯蔗糖-6-乙酸酯的生成
最先将搅拌好的氯化亚砜与1,1,2-三氯乙烷降到0℃;次之将制作的绵白糖-6-乙酸酯用DMF融解,将融解好的绵白糖-6-乙酸酯水溶液迟缓滴入至急冷的氯化亚砜与1,1,2-三氯乙烷溶液中;再度将滴入结束的混合物质取下在常温下拌和0.5h;最终在70℃、90℃、110℃三环节各隔热保温2h,隔热保温后取下当然减温。
降至室内温度,添加烧碱溶液淬灭调整pH到9~10,强烈拌和1h,滴入稀盐酸反调pH到6~7。液相色谱仪追踪这时绵白糖-6-乙酸酯早已所有转换成三氯蔗糖-6-乙酸酯。
(2)三氯蔗糖-6-乙酸酯分离出来纯化
最先分离出来钛酸异丙酯全过程中形成的渗碳体与一部分盐,次之除去高分子材料高聚物,再度根据提纯的方法去除强正负极残渣,最终根据结晶体与重结晶的方法去除弱正负极残渣,从而得到三氯蔗糖-6-乙酸酯纯品。
(3)三氯蔗糖-6-乙酸酯的研究标准:
挥发光探测器检验标准:离子交换柱:C18HypersilODS25μm4.6mmx150mm,流动性相:0.02mol/L乙酸铵溶液:工业甲醇;梯度方向过柱;流动速度:1.0mL/min,柱温:40℃,进样量:10μL。ELSD:空气压力:60psi,飘移管溫度50士5℃;喷雾器溫度36℃;增益值:10。
规范液配置:以纯净水为有机溶剂,称量0.25g三氯蔗糖或三氯蔗糖-6-乙酸酯滴定剂至50g,再逐个稀释液制作标曲。
三、結果与剖析
1、高分子材料汇聚物质分离出来标准提升
钛酸异丙酯淬灭后根据过虑去除氯铵盐及一部分渗碳体后,必须 开展蒸馏回收利用1,1,2-三氯乙烷和DMF。DMF熔点为152.8℃,三氯蔗糖以及化工中间体全是热敏电阻化学物质,通常在缓解压力回收利用有机溶剂的全过程中容易造成高分子材料汇聚物质。这一部分物质呈深咖啡色,黏度很大,外型相近石油原油,残渣多且成份很繁杂。倒进量杯静放一段时间后,可观测到瓶壁很多的高聚物,这种高聚物必须 去除,不然会危害事后纯化的高效率。
用活性炭过滤高分子材料高聚物的情况下,也会粘附很多的三氯蔗糖-6-乙酸酯,事后必须 分析三氯蔗糖-6-乙酸酯,实际操作相对性繁杂。因而大家采用了四种有机溶液来分离出来高分子材料高聚物,二甲苯、二氯乙烷、二氯甲烷、乙酸丁酯做为萃取剂,每一种有机溶剂使用量为钛酸异丙酯液态积的10%,1:1(v/v)一次提纯,比照三氯蔗糖-6-乙酸酯的消耗及原材料情况。結果如表1所显示。
从列表中的效果还可以看得出,二甲苯在除去高分子材料高聚物的与此同时三氯蔗糖-6-乙酸酯的损率最少。而且二甲苯水蒸气蒸馏回收利用后可多次重复运用。
2、强正负极残渣的分离出来提升
在分开了高分子材料高聚物以后,大家追踪了钛酸异丙酯液的构成。如图2所显示,从图2中还可以看到除三氯蔗糖-6-乙酸酯外,也有强正负极残渣和弱正负极残渣等成分。
可钰强调三氯蔗糖-6-乙酸酯在乙酸丁酯和水管理体系中的扩散系数为K=C乙酸丁酯/C水=3.72,大家尝试用乙酸丁酯和甲基叔丁基醚,1:1(v/v)三次提纯除强正负极残渣。