專利名稱：通過化學(xué)氧化脫色三氯蔗糖生產(chǎn)中的工藝流的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氯化糖，包括r -6' - 二氯-r -6' - 二脫氧-e -呋喃果糖-4-氯-4-脫
氧-吡喃半乳糖苷，即三氯蔗糖(三氯半乳蔗糖，TGS)及其前體(TGS-6-酯)生產(chǎn)過程中 工藝流的脫色處理。
背景技術(shù)：
4，l'，6'-三氯蔗糖是一種高強(qiáng)度甜味劑，在本說明書中縮寫為"TGS"，也可表示
為r -e' -二氯-r -e' -二脫氧-|3-呋喃果糖-4-氯-4-脫氧-吡喃半乳糖苷。4，r，
6'-三氯蔗糖的現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)方法中使用的大多數(shù)策略主要涉及用Vilsmeier-Haack試劑 氯化6-0-?；崽且孕纬?-酰基-4， 1' ， 6'-三氯蔗糖，可使用各種氯化劑如三氯氧磷、草 酰氯、五氯化磷等，和叔酰胺如二甲基甲酰胺(DMF)。所述氯化反應(yīng)之后，反應(yīng)物料用適當(dāng)?shù)?鈣、鈉等的堿氫氧化物中和至PH7. 0-7. 5，以對(duì)6-乙酰基-4， 1' ，6'-三氯蔗糖脫?；?脫 乙?；?，形成4，1'，6'-三氯蔗糖(TGS)。 氯化后的氯化物顏色在脫酰作用之前或之后都非常深。這是由于氯化過程中產(chǎn)生
大量的分解產(chǎn)物。這些化合物主要是焦糖、糠醛等的混合物。這些化合物是非常不合需要
的并給產(chǎn)品染上強(qiáng)烈的顏色，難以通過具體的吸附工藝如碳處理等選擇性地除去。 氯化物料中存在的染色化合物混合物的單個(gè)組分具有不同性質(zhì)，并且有些化合物
具有與TGS相近的性質(zhì)。因此，這些有色化合物隨著純化的TGS遷移一直到結(jié)晶階段，并給
結(jié)晶產(chǎn)品染上強(qiáng)烈的顏色。這導(dǎo)致產(chǎn)品純度降低，且終產(chǎn)品規(guī)格不容易實(shí)現(xiàn)。 在TGS經(jīng)親和層析法純化期間，這些具有與TGS相近性質(zhì)的有色化合物也隨TGS
一起結(jié)合在樹脂上并隨該產(chǎn)品一起洗脫出來。這導(dǎo)致樹脂的吸附能力降低，因此也是不合
需要的。 結(jié)晶期間造成干擾的有色化合物必須通過各種處理方法除去，包括但不限于木炭 處理等。在一些情況下，木炭處理被重復(fù)進(jìn)行以獲得無色產(chǎn)物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明體現(xiàn)在從TGS純化周期中的氯化物料或任何其它工藝流經(jīng)化學(xué)氧化過程 從中脫去顏色的工藝。 在具體實(shí)施方式
中，所述化學(xué)氧化過程包括不經(jīng)過或經(jīng)過其它種類吸附方法之 外，用臭氧氣體從該工藝流中除去顏色。將臭氧氣體直接鼓泡進(jìn)入工藝流并立即開始脫色。 當(dāng)該流體達(dá)到所需要的顏色時(shí)，則認(rèn)為它可用于下一純化階段。
發(fā)明詳細(xì)描述 將TGS生產(chǎn)期間獲得的有色工藝流通過木炭床是目前顏色脫除的普遍方法。然
而，該方法導(dǎo)致產(chǎn)品在木炭床層中的損失，并且引起使用過的木炭粉處理的問題。 研究發(fā)現(xiàn)，將臭氧鼓泡通過TGS的有色工藝流提供了一種非常方便的顏色脫除的
方法，其不但有效而且不產(chǎn)生待處理或除掉的副產(chǎn)品。此外，臭氧化期間沒有TGS的損失。
退色(colour reduction)是根據(jù)鉑鈷標(biāo)度上測(cè)得的縮寫為CU的顏色指數(shù)單位來
衡量。典型的退色為臭氧氣體鼓泡速率100-120g/小時(shí)下4-5小時(shí)內(nèi)6200單位每IOOOL。
在優(yōu)選的工藝中，以臭氧鼓泡的氣體是溶解于氧氣中有效地含有7% _14%臭氧的氣體。該
脫色伴隨著溶液PH的降低，并且在臭氧化過程中需要調(diào)節(jié)pH。 脫色步驟可應(yīng)用于TGS純化工藝的一個(gè)或多個(gè)階段，包括但不限于以下 1、氯化后含有6-乙?；鵗GS、有/無DMF的中和物料。 2、氯化后含有TGS、有/無DMF的脫酰化物料。 3、包括乙酸乙酯、甲基乙基酮、乙酸丁酯、二氯甲烷等的一種或多種的有機(jī)的水不 混溶的溶劑提取物中的6-乙?；鵗GS/TGS。
4、水中的6-乙酰基TGS/TGS。 5、水+包括甲醇、丙酮等一種或多種的水混溶溶劑中的6-乙?；鵗GS/TGS。
6、TGS的制備過程中獲得的任意部分純化的工藝流，包含親水性或疏水性雜質(zhì)。
7、結(jié)晶之前的純化的產(chǎn)品流。 8、通過重新溶解于水性或有機(jī)溶劑進(jìn)行脫色的結(jié)晶產(chǎn)品，TGS/6-乙?；鵗GS可溶 于該溶劑中。 9、可在除不限于木炭處理、樹脂處理等的任意吸附脫色外使用。
10、可在該工藝中使用一次以上。 6-乙?；鵗GS中的乙酰基可被任何其它?；?，如苯甲酰基取代。
具體實(shí)施例方式
下述實(shí)施例用來說明如何實(shí)踐該說明書中要求保護(hù)的本發(fā)明，但不限制使用的實(shí)
際技術(shù)的范圍或要求保護(hù)的反應(yīng)條件或工藝條件的范圍。該實(shí)施方式的幾種其它適應(yīng)性
變化很容易被本領(lǐng)域技術(shù)人員預(yù)料到，并且它們也包含在這項(xiàng)工作的范圍之內(nèi)。該實(shí)施方
式的幾種其它適應(yīng)性變化很容易被本領(lǐng)域技術(shù)人員預(yù)料到，并且它們也包含在本說明書覆
蓋的主題物質(zhì)的本優(yōu)先權(quán)范圍之內(nèi)。在本說明書全文中，只要在上下文適用的情況下，單數(shù)
也包括其復(fù)數(shù)，以及同類的一個(gè)或多個(gè)個(gè)體。因此，生產(chǎn)工藝的權(quán)利要求上下文中的"氯化
糖"包括權(quán)利要求與之相關(guān)的一種和另一種以及多于一種的氯化糖。反應(yīng)物或反應(yīng)條件的
同等替代物也包含在該說明書的權(quán)利要求范圍內(nèi)。因此，6_乙?；崽堑奶峒霸谄渲幸埠?br> 蓋6-酰基蔗糖的一種或多種，包括6-苯甲?；崽恰?-乙?；崽恰⒄崽?6-鄰苯二甲酸、
蔗糖_6-丙酸、蔗糖_6-戊二酸等。通常，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的任何修改或同
等物均包含在該說明書及其權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。 實(shí)施例1 :在TGS脫?；徒Y(jié)晶化之前6-乙?；鵗GS的臭氧化 在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，將70kg 6-乙?；崽怯糜陕然瘉嗧可傻腣ilsmeier-Haack試
劑氯化。 將386kg匿F放入反應(yīng)器中，然后在其中加入16kg碳。攪拌該物料，并滴加300kg 氯化亞砜，保持溫度低于40°C 。攪拌該物料60分鐘，然后冷卻至0-5°C 。
將溶于DMF的65kg 6_乙?；崽羌拥缴傻腣ilsmeier試劑中，保持溫度低于 5°C 。添加完畢后，將反應(yīng)物溫度升至室溫保持60分鐘。 然后將該物料加熱至85t:保持60分鐘，再加熱至IO(TC保持6小時(shí)，然后進(jìn)一步加熱至115。C并保持1.5小時(shí)。 然后將含有42% 6-乙?；鵗GS的該氯化物料用1 : 1氫氧化鈣漿體淬火至 pH7.0，然后該物料經(jīng)壓濾機(jī)過濾。之后將澄清的濾液用ADS600(Thermax India)樹脂進(jìn) 行親和層析。過濾的物料通過填裝于300Lra柱中的樹脂床，并且6-乙?；鵗GS和其它氯 化衍生物被選擇性地結(jié)合在樹脂上，而包含可溶形式的無機(jī)鹽的DMF水層作為流通部分流 出。然后用2倍床體積的水洗滌樹脂到pH7. O，然后用35%的甲醇水溶液洗脫并小心單獨(dú) 地收集6-乙?；鵗GS部分。通過降膜蒸發(fā)器將甲醇從純6-乙酰基TGS部分除去。
然后將洗脫部分進(jìn)行降膜蒸發(fā)以完全除去甲醇。然后通過使臭氧氣體鼓泡通過溶 液，將濃縮物進(jìn)行臭氧化。溶液的體積為1400L，包含26.6kg 6-乙?；鵗GS。該物料的初 始顏色指數(shù)在鉑鈷標(biāo)度上為12500CU，且溶液的pH為5. 38。在優(yōu)選的工藝中，用于鼓泡進(jìn) 入該物料的臭氧氣體是通過使用Megazone系列M212型號(hào)(M/s. Aurozon P. 0. Box 43，彭地 治利，印度)的設(shè)備，生成為含有高濃度臭氧的氣體。釋放含有臭氧濃度足以引起脫色的氣 體的其它臭氧設(shè)備也能用于本發(fā)明。鼓泡率固定為150g/小時(shí)的臭氧氣體，其具有在氧氣 中正常7%而最高達(dá)14% w/w的濃度等級(jí)，但也可使用鼓泡的其它速率。
在臭氧化期間，將溶液的pH用10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)在5-6之間。臭氧化在 14小時(shí)后完成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)臭氧化后溶液的顏色指數(shù)在鉑鈷標(biāo)度上為65CU。 6-乙?；鵗GS在 臭氧化前后保持不變，沒有任何損失。 然后將該溶液通過加入35X的氫氧化鈉溶液以升高pH至9. 5進(jìn)行脫酰作用，并在 攪拌下由TLC監(jiān)測(cè)。脫酰作用后，該溶液用乙酸乙酯提取并濃縮。 然后TGS在甲醇和乙酸乙酯的混合物中結(jié)晶并干燥。結(jié)果發(fā)現(xiàn)分離出的TGS的純 度為99.6%，總收率為34.5%。 實(shí)施例2 :氯化后含有TGS和DMF的和進(jìn)一步純化期間的脫酰物料的臭氧化
將595kg DMF放入反應(yīng)器，并緩慢加入316kg五氯化磷，保持溫度低于4(TC，使 vilsmeier試劑生成，并攪拌該物料60分鐘，然后冷卻至0_5°C 。 將溶于DMF的100kg 6_乙酰基蔗糖加到生成的Vilsmeier試劑中，保持溫度低于 5°C 。添加完畢，將反應(yīng)物料溫度升至室溫保持60分鐘。 然后將該物料加熱至85t:保持60分鐘，再加熱至IO(TC保持6小時(shí)，然后進(jìn)一步 加熱至115。C并保持1.5小時(shí)。 然后將含有6-乙?；鵗GS的該氯化物料用1 : 1氫氧化鈣漿體淬火至pH9. 5，并 且該物料在22t:下保持?jǐn)嚢?小時(shí)以便脫酰作用完成。脫酰作用通過TLC分析確證，然后 用稀HCl調(diào)節(jié)pH至7.0。含有TGS的該物料經(jīng)壓濾機(jī)過濾。結(jié)果發(fā)現(xiàn)濾液中的DMF含量為 22%， TGS為43. 5kg。 然后通過使臭氧鼓泡通過溶液，將22kg上述溶液的同等物進(jìn)行臭氧化。該物料的 初始顏色指數(shù)在鉑鈷標(biāo)度上非常高，且溶液的pH被調(diào)節(jié)至5. 5。在優(yōu)選的工藝中，用于鼓泡 進(jìn)入該物料的臭氧氣體是通過使用Megazone系列M212型號(hào)(M/s. Aurozon P.O.Box 43，彭 地治利，印度)的設(shè)備，生成為含有高濃度臭氧的氣體。鼓泡率固定為150g/小時(shí)的臭氧氣 體，其具有在氧氣中正常7%而最高達(dá)14% w/w的濃度等級(jí)，但也可使用鼓泡的其它速率。
在臭氧化期間，將溶液的pH用10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)在5-6之間。臭氧化在 25小時(shí)后完成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)臭氧化后溶液的顏色指數(shù)在鉑鈷標(biāo)度上為2500CU。
6
然后將溶液通過親和層析ADS600(Thermax India)樹脂進(jìn)行純化。過濾的物料通 過填裝于300Lra柱中的樹脂床，并且其它氯化衍生物被選擇性地結(jié)合在樹脂上，而包含可 溶形式的無機(jī)鹽的DMF水層作為流通部分流出。然后用2倍床體積的水洗滌樹脂到pH7. 0， 然后用30X的甲醇水溶液洗脫并小心單獨(dú)地收集TGS部分。通過降膜蒸發(fā)器將甲醇從純 TGS部分除去。 然后將洗脫部分進(jìn)行降膜蒸發(fā)以完全除去甲醇。然后通過使臭氧氣體鼓泡通入溶 液，將濃縮物進(jìn)行臭氧化。溶液的體積為1700L，包含20.2kg 6-乙酰基TGS。該物料的初 始顏色指數(shù)在鉑鈷標(biāo)度上為8500CU，且溶液的pH為5. 68。在優(yōu)選的工藝中，用于鼓泡進(jìn)入 該物料的臭氧氣體是通過使用Megazone系列M212型號(hào)(M/s. Aurozon P.O.Box 43，彭地治 利，印度)的設(shè)備，生成為含有高濃度臭氧的氣體。鼓泡率固定為150g/小時(shí)的臭氧氣體， 其具有在氧氣中正常7%而最高達(dá)14% w/w的濃度等級(jí)，但也可使用鼓泡的其它速率。
在臭氧化期間，將溶液的pH用10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)在5-6之間。臭氧化在 12小時(shí)后完成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)臭氧化后溶液的顏色指數(shù)在鉑鈷標(biāo)度上為45CU。 TGS在臭氧化前 后保持不變，沒有任何損失。 該溶液用乙酸乙酯提取并濃縮。然后TGS在甲醇乙酸乙酯的混合物中結(jié)晶并干 燥。結(jié)果發(fā)現(xiàn)分離出的TGS的純度為98. 69%，總收率為33. 5%。
實(shí)施例3 :脫酰作用后含有TGS的中和物質(zhì)的乙酸乙酯提取物的臭氧化
將實(shí)施例2脫酰作用后的21kg TGS等同物溶液進(jìn)行乙酸乙酯提取，加入1 : 3. 5 倍v/v的脫酰物料和乙酸乙酯，并充分?jǐn)嚢?，然后使其分層。將分開的各層合并?？蛇x擇地 將乙酸乙酯提取物在45t:下真空濃縮至其初始體積的50%，并通過臭氧化進(jìn)行顏色脫除。
該物料的初始顏色指數(shù)在鉑鈷標(biāo)度上為IOOOCU。在優(yōu)選的工藝中，用于鼓泡進(jìn)入 該物料的臭氧氣體是通過使用Megazone系列M212型號(hào)(M/s. Aurozon P. 0. Box 43，彭地治 利，印度)的設(shè)備，生成為含有高濃度臭氧的氣體。鼓泡率固定為150g/小時(shí)的臭氧氣體， 其具有在氧氣中正常7%而最高達(dá)14% w/w的濃度等級(jí)，但也可使用鼓泡的其它速率。
在臭氧化期間，將碳酸氫鈉晶體直接加入溶液中并攪拌以維持溶液的pH在5-6之 間。臭氧化在20小時(shí)后完成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)臭氧化后溶液的顏色指數(shù)在鉑鈷標(biāo)度上為150CU。
然后將臭氧化后的乙酸乙酯提取物用1 : 0. lv/v的飽和氯化鈉溶液洗滌10次以 從該提取物中除去DMF。 DMF除去后，將乙酸乙酯提取物進(jìn)一步濃縮至最高，然后將獲得的 糖漿裝載在填裝于SS柱的硅烷化硅膠上。用pH10. 5的醋酸鈉緩沖液作為流動(dòng)相，并收集 純的TGS部分。將該TGS部分通過反滲透工藝濃縮，并將獲得的濃縮物提取至乙酸乙酯中。 然后TGS經(jīng)木炭處理進(jìn)一步退色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中初始顏色指數(shù)在鉑鈷標(biāo)度上為150CU。取 2Xw/v的木炭并加入該乙酸乙酯提取物中，攪拌并加熱至45t:，保持30分鐘。然后將該溶 液冷卻并過濾，結(jié)果發(fā)現(xiàn)顏色指數(shù)在鉑鈷標(biāo)度上為32CU。在甲醇和乙酸乙酯的混合物中進(jìn) 行結(jié)晶并干燥。分離出的TGS的純度為99. 23%，獲得的TGS的總收率為約35%。
權(quán)利要求
一種氯化糖的生產(chǎn)工藝，包括需要除去糖的有顏色分解產(chǎn)物的至少一種或它的有色分解衍生物的至少一種，其中所述顏色是通過對(duì)該氯化糖無不良影響的化學(xué)氧化過程來脫除。
2. 如權(quán)利要求1所述的工藝，其中所述氯化糖是三氯蔗糖。
3. 如權(quán)利要求2所述的工藝，其中所述化學(xué)氧化過程包括使用臭氧。
4. 如權(quán)利要求3所述的工藝，其中所述化學(xué)氧化過程包括將臭氧鼓泡通過工藝流，優(yōu) 選地維持pH在約5至6之間。
5. 如權(quán)利要求4所述的工藝，其中所述TGS的生產(chǎn)工藝包括步驟a. 通過在有或無二甲基甲酰胺時(shí)與?；确磻?yīng)，將6-?；崽锹然琤. 將氯化后包含TGS，有/無二甲基甲酰胺的物料脫去乙?；?。
6. 如權(quán)利要求4所述的工藝，其中進(jìn)行脫色的工藝流或組合物是以下的至少一種a、 有機(jī)的水不混溶溶劑中的6-?；鵗GS/TGS，b、 水中的6-?；鵗GS/TGS，c、 帶有水混溶性溶劑的水中的6-?；鵗GS/TGS，d、 TGS制備過程中獲得的部分純化的工藝流，包含親水性或疏水性雜質(zhì)，e、 結(jié)晶之前的純化產(chǎn)品流，f、 通過重新溶解于水性或有機(jī)溶劑中進(jìn)行脫色的結(jié)晶產(chǎn)物，其中TGS/6-乙?；鵗GS可 溶于該溶劑。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的工藝，其中所述工藝以任意順序使用a、 除吸附脫色的至少一個(gè)步驟外，或/和b、 在該工藝中多于一次。
8. 如權(quán)利要求7所述的工藝，其中所述吸附脫色是通過木炭處理或樹脂處理。
9. 如權(quán)利要求8所述的工藝，其中6-?；鵗GS包括6-乙?；鵗GS或6- 丁基TGS。
10. —種三氯蔗糖的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟a、 通過vilsmeier試劑伴隨加熱來氯化6_乙?；鵗GS，b、 淬火該氯化反應(yīng)混合物并調(diào)節(jié)pH至約7，c、 選擇性地將反應(yīng)混合物中的6-乙?；鵗GS和其它乙?；然墙Y(jié)合在親和層析樹 脂上，d、 從樹脂上洗脫吸附的6-乙?；鵗GS，e、 將洗脫出的部分，優(yōu)選地在濃縮后進(jìn)行臭氧鼓泡，維持pH在5至6之間一段時(shí)間，至 足以退色至可接受的低水平，優(yōu)選地在鉑鈷標(biāo)度上讀數(shù)約70CU單位，f、 脫?；饔?，g、 TGS在乙酸乙酯中的提取，禾口h、 固體TGS的分離。
11. 一種三氯蔗糖的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟a、 通過vilsmeier試劑伴隨加熱來氯化6_乙?；鵗GS，b、 淬火該氯化反應(yīng)混合物并調(diào)節(jié)pH至約7，c、 脫?；饔?，d、 將脫?；姆磻?yīng)混合物經(jīng)臭氧鼓泡，伴隨維持pH在約5至6之間，e、 選擇性地將反應(yīng)混合物中的TGS和其它氯化糖結(jié)合在親和層析樹脂上，f、 通過降膜蒸發(fā)過程來濃縮并除去揮發(fā)性溶劑，g、 在水中將濃縮的TGS溶液進(jìn)行臭氧鼓泡，同時(shí)通過加NaOH將pH維持在約5至6之h、 在乙酸乙酯中提取TGS，i、 分離固體TGS。
12. —種三氯蔗糖的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟a、 通過vilsmeier試劑伴隨加熱來氯化6_乙酰基TGS，b、 淬火該氯化反應(yīng)混合物并調(diào)節(jié)pH至約7，c、 脫酰基作用，d、 在乙酸乙酯中提取，e、 可選地在減壓條件下將乙酸乙酯提取物濃縮至約50 %體積，f 、將臭氧氣體鼓泡通過乙酸乙酯提取物，維持PH在約5至6之間， g、分離固體TGS。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種工藝，其中通過鼓泡臭氧實(shí)現(xiàn)含有三氯蔗糖或6-乙酰基三氯蔗糖的溶液或反應(yīng)混合物的脫色。該方法可在生產(chǎn)工藝中的不同階段，并與用于脫色的其它吸附劑相結(jié)合或不相結(jié)合使用。
文檔編號(hào)C13B20/08GK101784677SQ200880001879
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2008年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月8日
發(fā)明者巴楚·強(qiáng)德拉塞卡, 拉克什·拉南, 森迪普·奧蘿拉, 阿丹南古達(dá)·沙拉納帕古達(dá)·帕蒂爾 申請(qǐng)人:V.B.醫(yī)療保險(xiǎn)私人有限公司