蔗糖-6-乙酸酯的合成及氯化工艺研究.pdf

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1、STUDYONSYNTHESISANDCHLORINATIONOFSUCROSE．6．ACETATEADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYMANing—ningSupervisedbyProf．SHENBinSeniorEnz："WUJin—shanenlornglneerJins11an—SchoolofChemistryandChemicalEngineeringSoutheastUniversi

2、tyDecember2011东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：墨耋当日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手

3、段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公柿(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：苎刍要导师签名：7f；侈期：摘要三氯蔗糖是蔗糖分子中的4，1’，6’．位羟基被氯原子取代，同时4．位发生构型翻转的产物，它是性能最为优良的高度甜味剂之一，具有甜度大、甜味特性好、不被人体吸收、物化性质稳定及应用范围广等特点。本文重点对单基团保护法合成三氯蔗糖的关键中间体蔗糖．6．乙酸酯及

4、其氯代工艺进行了相关探索，主要开展了以下几方面的研究：考察了采用二丁基氧化锡(DBTO)催化合成蔗糖．6．乙酸酯的方法。蔗糖与DBTO加热至回流合成有机锡络合物，低温条件下，乙酰化得到蔗糖．6．乙酸酯，最后回收催化剂二丁基氧化锡和溶剂。通过单因素考察，得到优化的工艺条件为：二丁基氧化锡／蔗糖摩尔比为1．1：1．0，乙酸酐／蔗糖摩尔比为1．0：1．0，回流温度90℃，回流时间4．5h，蔗糖．6．乙酸酯产率为82％，DBTO回收率达98％以上。考察了采用固定化的米曲霉脂肪酶催化合成蔗糖．6．乙酸酯的方法。通过对比实验，发现以二甲基亚砜／

5、叔戊醇混合溶剂体系为反应介质，以米曲霉脂肪酶LipozymeTLIM为催化剂，可以高效率的催化乙酸乙烯酯和蔗糖进行转酯化反应。优化的工艺条件为：蔗糖O．3mol／1，二甲基亚砜／叔戊醇(v／v)=l／4，脂肪酶用量1009／1，乙酸乙烯酯／蔗糖(n／n)=lO：l，反应温度为40。C，反应时间30h，蔗糖一6一乙酸酯产率达62．8％。脂肪酶循环利用6次后，蔗糖一6一乙酸酯产量约降到初始产量的80％。比较有机锡和固定化的米曲霉脂肪酶催化合成蔗糖．6．乙酸酯两种方法。结果表明：两种体系均可实现催化剂和辅料的回收再利用；但后者受蔗糖溶解度

6、和酶活性兼顾的限制，所需溶剂量较高。综合考虑，有机锡催化法所得蔗糖．6．乙酸酯的产率较高，更适用于工业化生产。蔗糖一6一乙酸酯的选择性氯化是合成三氯蔗糖的难点。蔗糖酯化合成的蔗糖一6一乙酸酯不经过纯化，经适当处理直接进入氯化阶段。相同条件下，采用固体光气与N，N．二甲基甲酰胺生成的Vilsmeier试剂氯化产率较高，可达72％。改进后的工艺条件为：蔗糖一6一乙酸酯／氯化亚砜(n／n)=l：10，蔗糖一6．乙酸酯／DMF(∥m1)=1：12，采用65。C(保温0．5h)、115。C(保温4．5h)的升温模式。改进后的工艺为三氯蔗糖的工

7、业化实施提供了理论依据。最后对中间产物蔗糖一6一乙酸酯和三氯蔗糖一6一乙酸酯的结构进行HPLC定性分析和IR表征。关键词：三氯蔗糖；二丁基氧化锡；固定化脂肪酶；蔗糖一6一乙酸酯；氯化AbstractSucraloseisderivedfromsucrosebyreplacingthehydroxylgroupsinthe4，1’，6’positionwithchlorineintheprocessofmakingsucralose，thestereoconfigurationatthe4positionisreversed．Sucr

8、aloseisakindofhighintensitysweetenerwithsignificantcharacteristicsandithasmanycharacteristics：highsweetness，excellent