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實驗試劑鈦酸異丙酯轉(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)用有機化學氣相色譜分析融合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)用三次有機化學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,因為非6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、試驗一部分
1、原材料與實驗試劑
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)甲醇色譜純之上實驗試劑均購于國藥控股化學藥品有限責任公司;乙酸銨(色譜純)購于天津市收復(fù);氯化亞砜(工業(yè)生產(chǎn)級),綿白糖-6-乙酸酯自做。
2、儀器設(shè)備與機器設(shè)備
雷磁PHS-25pH計:上海市米青科;JA2003電子分析天平:上海市良平儀表設(shè)備有限責任公司;JB90-SH數(shù)顯式電動攪拌器:上海市標本采集實體模型廠;SY-2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器:上海亞榮生物化學儀器廠;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waters企業(yè);waters2420waters揮發(fā)光透射探測器:英國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)提純的方法去除強正負極殘渣,最終根據(jù)結(jié)晶體與重結(jié)晶的方法去除弱正負極殘渣,從而得到三氯蔗糖-6-乙酸酯純品。
(3)三氯蔗糖-6-乙酸酯的研究標準:
揮發(fā)光探測器檢驗標準:離子交換柱:C18HypersilODS25μm4.6mmx150mm,流動性相:0.02mol/L乙酸銨溶液:工業(yè)甲醇;梯度方向過柱;流動速度:1.0mL/min,柱溫:40℃,進樣量: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,再逐個稀釋液制作標曲。
三、結(jié)果與剖析
1、高分子材料匯聚物質(zhì)分離出來標準提升
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熔點為152.8℃,三氯蔗糖以及化工中間體全是熱敏電阻化學物質(zhì),通常在緩解壓力回收利用有機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,殘渣多且成份很繁雜。倒進量杯靜放一段時間后,可觀測到瓶壁很多的高聚物,這種高聚物必須 去除,不然會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,實際操作相對性繁雜。因而大家采用了四種有機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)運用。
2、強正負極殘渣的分離出來提升
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,也有強正負極殘渣和弱正負極殘渣等成分。
可鈺強調(diào)三氯蔗糖-6-乙酸酯在乙酸丁酯和水管理體系中的擴散系數(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)三次提純除強正負極殘渣。