段學(xué)濤(河北亞諾化工有限公司 河北 石家莊 050000)
三氯蔗糖-6-乙酸酯是合成超級(jí)甜味劑三氯蔗糖的關(guān)鍵中間體。三氯蔗糖是以蔗糖為原料經(jīng)酯化、氯代、萃取、脫乙酰基而制得的一種非營(yíng)養(yǎng)型強(qiáng)力甜味劑,其化學(xué)名4,1’,6’—三氯—4,1’,6’—三脫氧半乳型蔗糖,是一種白色粉末狀產(chǎn)品,其甜度是蔗糖的600~650倍,不參與人體代謝,無熱量,安全性高[1]。在三氯蔗糖合成工藝的研究中,氯化[2]是非常重要也是難度很大的一個(gè)工段,筆者采用了催化劑合成三氯蔗糖-6-乙酸酯,收率能達(dá)到84%。
1.主要儀器及原料
電動(dòng)攪拌器(D-2型無級(jí)調(diào)速增力攪拌器),鞏義市英峪予儀器廠
臺(tái)式水環(huán)真空泵(SHB-3),鄭州杜甫儀器廠
N,N-二甲基甲酰胺(99%)工業(yè)級(jí),濟(jì)南元素化工有限公司
氯化亞砜 工業(yè)級(jí), 淄博豐倉化工有限公司
蔗糖-6-乙酸酯的N,N-二甲基甲酰胺溶液,自制
2.三濾蔗糖-6-乙酸酯的合成
向四口瓶中加入300克N,N-二甲基甲酰胺,100克催化劑,降溫至-10℃,滴加532克氯化亞砜,溫度控制在20℃以下,繼續(xù)降溫至-6℃,滴加蔗糖-6-乙酸酯的N,N-二甲基甲酰胺溶液600克(含蔗糖-6-乙酸酯100克),溫度控制在0℃以下,保溫反應(yīng)0.5小時(shí),先緩慢升溫至60-65℃保溫1小時(shí),然后再升溫至110-115℃反應(yīng)3小時(shí),降溫至10℃,攪拌下慢慢加入10%的氨水調(diào)節(jié)PH=7,溫度控制在30℃以下,然后升溫減壓蒸出N,N-二甲基甲酰胺,剩余水層用乙酸乙酯萃取至≤0.2%,萃后的乙酸乙酯減壓蒸餾分離接收產(chǎn)品和回收溶劑,收率達(dá)84%。
反應(yīng)溫度,℃收率,%8065.19068.910071.511075.111574.912072.8
隨著反應(yīng)溫度的提高,氯化收率逐漸提高,但溫度超過115℃以后,收率開始下降。
12084.0催化劑量,g收率,%075.12079.45081.310083.8
在反應(yīng)溫度為110-113℃的情況下,催化劑對(duì)反應(yīng)影響較大,催化劑用量過少,收率提高不大;隨著催化劑用量的增加,收率逐漸增加,當(dāng)催化劑達(dá)到100克時(shí),收率增加不大。
512380.9反應(yīng)時(shí)間,h收率,%60.1475.684.184.0
在反應(yīng)溫度、催化劑量一定的情況下,反應(yīng)3小時(shí),收率最高,再增加反應(yīng)時(shí)間,收率會(huì)逐漸降低。
123重復(fù)反應(yīng)試驗(yàn)次數(shù)收率,%84.25484.384.084.183.9
通過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)性較好,說明該條件是合理的、可靠的。
1.在氯化過程中加入催化劑,氯化收率由75%提高到84%,而且催化劑能夠回收套用,催化劑成本很低,非常適合工業(yè)化,而且目前以用于工業(yè)生產(chǎn)。
2.最佳反應(yīng)條件:,反應(yīng)溫度110℃,催化劑的量100克,反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)。
[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑食用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[R],GB2760-1996(含1997-2002增補(bǔ)品種),2002.
[2]李曄,晏日安,李曉光,等.食品科學(xué)[J],2004,25(1):50-52.