一、引言

三氯蔗糖（Sucralose或TGS），又稱蔗糖素、蔗糖精或4、1’、6’-三氯或-4、1’、6，-三脫氧半乳型蔗糖。三氯蔗糖是一種無糖的非營養(yǎng)性人造甜味劑。

工業(yè)上三氯蔗糖的合成大多是以蔗糖為起始原料，經(jīng)酯交換獲得中間體蔗糖-6-乙酸酯，蔗糖-6-乙酸酯經(jīng)過Vilsmeier試劑氯化生成中間體三氯蔗糖-6-乙酸酯，三氯蔗糖-6-乙酸酯脫乙?；@得三氯蔗糖。

ChaubeyA等人通過固定化微生物在96h將100g/L三氯蔗糖-6-乙酸酯轉(zhuǎn)化成三蔗糖；SunJ等人通過新分離的芽孢桿菌WZS01在24h將75mol/mL的三氯蔗糖-6-乙酸酯轉(zhuǎn)化為純度大于99%的三氯蔗糖。這些工藝存在處理濃度較小，分離能耗較大等不足。

CataniSJ等使用有機溶劑萃取結(jié)合5次～8次的結(jié)晶，將三氯蔗糖粗品提純。羅華東等使用三次有機溶劑萃取將三氯蔗糖母液（純度92%）提純至純度98%以上。三氯蔗糖提純需要經(jīng)過多次的萃取加結(jié)晶，操作繁瑣，收率較低。

蔗糖-6-乙酸酯經(jīng)過Vilsmeier氯化反應(yīng)生成三氯蔗糖-6-乙酸酯，氯化反應(yīng)過程中會伴隨著副反應(yīng)的進行，生成副產(chǎn)物，如非6位三氯蔗糖乙酸酯和三氯蔗糖二乙酸酯；氯化反應(yīng)獲得的三氯蔗糖-6-乙酸酯未經(jīng)提純直接加入堿液進行脫乙?；?，如圖1，由于非6位三氯蔗糖乙酸酯與三氯蔗糖二乙酸酯在堿性條件下同樣會發(fā)生脫乙?；磻?yīng)，生成其他結(jié)構(gòu)的三氯蔗糖（S3C），S3C在后續(xù)的純化過程中通過傳統(tǒng)的萃取結(jié)晶方式很難與三氯蔗糖分離。非6位三氯蔗糖乙酸酯、三氯蔗糖二乙酸酯與三氯蔗糖-6-乙酸酯分離的難度相較于其脫乙酰基之后生成S3C與三氯蔗糖分離的難度大大降低。因此在氯化反應(yīng)后提純?nèi)日崽?6-乙酸酯就顯的非常重要。

二、實驗部分

1、材料與試劑

N，N-二甲基甲酰胺（分析純）、乙酸乙酯（分析純）、氫氧化鈉（分析純）、1，1，2-三氯乙烷（分析純）、乙酸丁酯（分析純）、無水酒精（分析純）、無水乙醚（分析純）、無水甲醇（分析純）、甲苯（分析純）、二氯乙烷（分析純）、硫酸（分析純）、甲醇色譜純以上試劑均購于國藥集團化學(xué)試劑有限公司；乙酸銨（色譜純）購于天津光復(fù)；氯化亞砜（工業(yè)級），蔗糖-6-乙酸酯自制。

2、儀器與設(shè)備

雷磁PHS-25pH計：上海米青科；JA2003電子天平：上海良平儀器儀表有限公司；JB90-SH數(shù)顯電動攪拌機：上海標(biāo)本模型廠；SY-2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；BILON-T-504S低溫恒溫槽：上海比朗儀器；waterse2695waters高效液相色譜儀：美國waters公司；waters2420waters蒸發(fā)光散射檢測器：美國waters公司。

3、三氯蔗糖-6-乙酸酯的合成與分離

（1）三氯蔗糖-6-乙酸酯的合成

首先將混合好的氯化亞砜與1，1，2-三氯乙烷降至0℃；其次將制備的蔗糖-6-乙酸酯用DMF溶解，將溶解好的蔗糖-6-乙酸酯溶液緩慢滴加至預(yù)冷的氯化亞砜與1，1，2-三氯乙烷混合液中；再次將滴加完畢的混合物取出在室溫下攪拌0.5h；最后在70℃、90℃、110℃三階段各保溫2h，保溫后取出自然降溫。

降至室溫，加入堿液淬滅調(diào)節(jié)pH到9～10，劇烈攪拌1h，滴加稀硫酸反調(diào)pH到6～7。液相色譜跟蹤此時蔗糖-6-乙酸酯已經(jīng)全部轉(zhuǎn)化成三氯蔗糖-6-乙酸酯。

（2）三氯蔗糖-6-乙酸酯分離提純

首先分離氯化過程中產(chǎn)生的碳化物與部分鹽，其次去除高分子聚合物，再次通過萃取的方式除去強極性雜質(zhì)，最后通過結(jié)晶與重結(jié)晶的方式除去弱極性雜質(zhì)，進而獲得三氯蔗糖-6-乙酸酯純品。

（3）三氯蔗糖-6-乙酸酯的分析條件:

蒸發(fā)光檢測器檢測條件：色譜柱：C18HypersilODS25μm4.6mmx150mm，流動相：0.02mol/L乙酸銨水溶液：甲醇；梯度洗脫；流速：1.0mL/min，柱溫：40℃，進樣量：10μL。ELSD：氣體壓力：60psi，漂移管溫度50士5℃；噴霧溫度36℃；增益：10。

標(biāo)準(zhǔn)液配制：以純水為溶劑，稱取0.25g三氯蔗糖或三氯蔗糖-6-乙酸酯定容至50g，再依次稀釋繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

三、結(jié)果與分析

1、高分子聚合產(chǎn)物分離條件優(yōu)化

氯化淬滅后通過過濾除去氯化銨鹽及部分碳化物后，需要進行減壓蒸餾回收1，1，2-三氯乙烷和DMF。DMF沸點為152.8℃，三氯蔗糖及其中間體都是熱敏物質(zhì)，往往在減壓回收溶劑的過程中易產(chǎn)生高分子聚合產(chǎn)物。這部分產(chǎn)物呈深棕色，粘度較大，外觀類似石油原油，雜質(zhì)多且成分很復(fù)雜。倒入燒杯靜置一段時間后，可觀察到瓶壁大量的聚合物，這些聚合物需要除去，否則會影響后續(xù)提純的效率。

用活性炭吸附高分子聚合物的時候，也會吸附大量的三氯蔗糖-6-乙酸酯，后續(xù)需要解析三氯蔗糖-6-乙酸酯，操作相對繁瑣。因此我們使用了四種有機溶劑來分離高分子聚合物，甲苯、二氯乙烷、二氯甲烷、乙酸乙酯作為萃取劑，每種溶劑用量為氯化液體積的10%，1:1（v/v）一次萃取，對比三氯蔗糖-6-乙酸酯的損耗及物料狀態(tài)。結(jié)果如表1所示。

從表中的結(jié)果可以看出，甲苯在去除高分子聚合物的同時三氯蔗糖-6-乙酸酯的損失率最低。并且甲苯蒸餾回收后可重復(fù)利用。

2、強極性雜質(zhì)的分離優(yōu)化

在分離了高分子聚合物之后，我們跟蹤了氯化液的組成。如圖2所示，從圖2中可以看出除三氯蔗糖-6-乙酸酯外，還有強極性雜質(zhì)和弱極性雜質(zhì)等組分。

可鈺指出三氯蔗糖-6-乙酸酯在乙酸乙酯和水體系中的分配系數(shù)為K=C_乙酸乙酯/C_水=3.72，我們試著用乙酸乙酯和乙酸丁酯，1:1（v/v）三次萃取除強極性雜質(zhì)。

聲明：本文所用圖片、文字來源《中國食品添加劑》，版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請與本網(wǎng)聯(lián)系

相關(guān)鏈接：三氯蔗糖，乙酸酯，三氯乙烷，乙酸銨，乙酸丁酯