本發(fā)明屬于糖化學(xué)領(lǐng)域，尤其是涉及一種制備1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯的方法。
背景技術(shù)：
1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯，又名D-葡糖醛酸-γ-內(nèi)酯丙酮化合物，英文名稱為1,2-O-isopropylidene-a-D-Glucofuranuronic Acid-3-Lactone，CAS號(hào)：20513-98-8，分子式：C10H14O5。
關(guān)于制備1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯的方法，現(xiàn)有的技術(shù)方法分為五步，第一步為將葡萄糖和甲醇反應(yīng)進(jìn)行甲基保護(hù)，得到葡萄糖甲苷，第二步為將葡萄糖甲苷氧化成糖醛酸，得甲基葡萄糖醛酸，第三步為將甲基葡萄糖醛酸脫甲基，得葡萄糖醛酸，第四步將葡萄糖醛酸內(nèi)酯化，得葡醛內(nèi)酯，第五步將葡醛內(nèi)酯與丙酮加催化劑反應(yīng)，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯。但是現(xiàn)有的技術(shù)目前存在以下缺點(diǎn)：反應(yīng)步驟多，每步都需要純化或結(jié)晶，工藝復(fù)雜，用到的溶劑多，危險(xiǎn)性大，得率低，成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種制備1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯的方法。
(二)技術(shù)方案
本發(fā)明的制備1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯的方法，包括以下步驟：
(1)丙叉保護(hù)反應(yīng)：將葡萄糖和氫型陽(yáng)離子交換樹脂加入丙酮中攪拌反應(yīng)6-12小時(shí)，然后再加入適量水繼續(xù)反應(yīng)2-5小時(shí)，濾去樹脂，真空回收丙酮，得到了1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液；
(2)糖醛酸氧化反應(yīng)：將一定量的鉑炭催化劑加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液中，再滴加10％氫氧化鈉溶液控制PH值在8-11之間，接著通入氧氣強(qiáng)力攪拌2-11小時(shí)，然后過(guò)濾回收催化劑，濾液濃縮至20-35％濃度，經(jīng)過(guò)氫型陽(yáng)離子交換樹脂脫除鈉離子，得到了1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液；
(3)內(nèi)酯化反應(yīng)：將有機(jī)溶劑A加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液中，萃取三次，合并有機(jī)溶劑相，無(wú)水硫酸鈉脫水，過(guò)濾，真空濃縮至干，再加入有機(jī)溶劑B溶解，過(guò)濾后2小時(shí)內(nèi)緩慢降溫至20℃，接著加入晶種，然后以每小時(shí)1℃的速度降溫至-5℃，維持-5℃繼續(xù)冷藏12-24小時(shí)，過(guò)濾，干燥，得到了1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的氫型陽(yáng)離子交換樹脂與所述的丙酮的重量比為1︰1-5︰20-40。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的氫型陽(yáng)離子交換樹脂采用732或734或D001或D002強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹脂。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的步驟(1)丙叉保護(hù)反應(yīng)中的反應(yīng)溫度為20-56℃。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的步驟(1)丙叉保護(hù)反應(yīng)中，所述的適量水是按照葡萄糖與水的重量比的1︰4-20進(jìn)行配比。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的步驟(1)丙叉保護(hù)反應(yīng)中，其反應(yīng)時(shí)間為6-12小時(shí)，繼續(xù)反應(yīng)時(shí)間為2-5小時(shí)。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的步驟(1)丙叉保護(hù)反應(yīng)中，所述的真空回收丙酮的溫度不得超過(guò)50℃。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的步驟(2)糖醛酸氧化反應(yīng)中，鉑炭催化劑的鉑含量為5％-10％，并且所述的鉑炭催化劑的用量為葡萄糖重量的0.5-3％。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的步驟(2)糖醛酸氧化反應(yīng)中，鉑炭催化劑可活化后重復(fù)使用，并且所述的鉑炭催化劑的氧化溫度為30-55℃，氧化PH值控制范圍為8-11，氧化時(shí)間為2-6小時(shí)。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的步驟(3)內(nèi)酯化反應(yīng)中，用于萃取的所述的有機(jī)溶劑A為二氯甲烷或三氯甲烷或乙酸乙酯，并且當(dāng)優(yōu)選用乙酸乙酯時(shí)的三次萃取用量分別為溶液量的2倍、1.5倍和1.5倍。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的步驟(3)內(nèi)酯化反應(yīng)中，所述的無(wú)水硫酸鈉脫水的時(shí)間為12-24小時(shí)，并且所述的真空濃縮的溫度不超過(guò)50℃。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的步驟(3)內(nèi)酯化反應(yīng)中，用于結(jié)晶的所述的有機(jī)溶劑B為甲醇或乙醇或丙酮或異丙醇，并且當(dāng)采用甲醇和乙醇時(shí)結(jié)晶效果最佳。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的步驟(3)內(nèi)酯化反應(yīng)中，所述的干燥為常壓干燥或者是真空干燥，并且其干燥的溫度為50-80℃。
(三)有益效果
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其具有以下有益效果：本發(fā)明采用一鍋法三步完成丙叉保護(hù)、糖醛酸氧化、內(nèi)酯化，結(jié)晶得到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
a.工藝簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)行葡萄糖甲基保護(hù)和脫保護(hù)，減少了反應(yīng)操作步驟，避免了甲基化葡萄糖時(shí)大量甲醇的使用。
b.采用氫型陽(yáng)離子交換樹脂作為葡萄糖丙叉保護(hù)催化劑，避免了大量無(wú)機(jī)酸以及為除去無(wú)機(jī)酸而需大量溶劑萃取提純的使用。
C.鉑炭催化氧化制備糖醛酸選擇性更高，副產(chǎn)物少，減少了中間體結(jié)晶提純步驟，操作更為方便。
d.使用有機(jī)溶劑萃取、結(jié)晶的內(nèi)酯化技術(shù)，內(nèi)酯化產(chǎn)品純度和收率更高。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)式。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本發(fā)明提供了一種制備1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯的方法，包括以下步驟：
(1)、丙叉保護(hù)反應(yīng)：將葡萄糖10克，氫型陽(yáng)離子交換樹脂40克，加入500毫升丙酮中，保溫55℃攪拌反應(yīng)6小時(shí)，冷卻至溫度25℃，加入200毫升水，室溫繼續(xù)反應(yīng)5小時(shí)，濾去樹脂，50℃真空回收丙酮，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液；
(2)、糖醛酸氧化反應(yīng)：將0.1克10％鉑炭加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液中，保溫55℃滴加10％氫氧化鈉溶液控制PH值9，通入氧氣保持壓力0.01MPa，強(qiáng)力攪拌6小時(shí)，過(guò)濾回收催化劑，濾液50℃真空濃縮至35％濃度，過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂脫除鈉離子，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液；
(3)、內(nèi)酯化反應(yīng)：將乙酸乙酯80毫升加入到40毫升1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液濃中，萃取分層，收集乙酸乙酯相，水相分別用60毫升乙酸乙酯再萃取兩次，合并乙酸乙酯液，加水無(wú)水硫酸鈉脫水12小時(shí)，濾去無(wú)水硫酸鈉，乙酸乙酯溶液50℃真空濃縮至干，加入甲醇加熱至50℃攪拌溶解，過(guò)濾后以每4分鐘1℃的速度緩慢降溫至20℃，加入適量晶種，然后以每小時(shí)1℃的速度降溫至-5℃，維持-5℃繼續(xù)冷藏12小時(shí)，過(guò)濾，干燥，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯6.8克，純度為99.3％。
實(shí)施例2
本發(fā)明提供了一種制備1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯的方法，包括以下步驟：
(1)、丙叉保護(hù)反應(yīng)：將葡萄糖10克，氫型陽(yáng)離子交換樹脂15克，加入250毫升丙酮中，保溫30℃攪拌反應(yīng)12小時(shí)，冷卻至溫度25℃，加入50毫升水，室溫繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，濾去樹脂，50℃真空回收丙酮，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液；
(2)、糖醛酸氧化反應(yīng)：將0.3克5％鉑炭加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液中，保溫35℃滴加10％氫氧化鈉溶液控制PH值10，通入氧氣保持壓力0.01MPa，強(qiáng)力攪拌3小時(shí)，過(guò)濾回收催化劑，濾液50℃真空濃縮至20％濃度，過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂脫除鈉離子，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液；
(3)、內(nèi)酯化反應(yīng)：將二氯甲烷150毫升加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液濃中，萃取分層，收集二氯甲烷相，水相分別用100毫升二氯甲烷再萃取兩次，合并二氯甲烷液，加水無(wú)水硫酸鈉脫水24小時(shí)，濾去無(wú)水硫酸鈉，二氯甲烷溶液50℃真空濃縮至干，加入乙醇加熱至50℃攪拌溶解，過(guò)濾后以每4分鐘1℃的速度緩慢降溫至20℃，加入適量晶種，然后以每小時(shí)1℃的速度降溫至-5℃，維持-5℃繼續(xù)冷藏24小時(shí)，過(guò)濾，干燥，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯6.5克，純度為99.0％。
實(shí)施例3
本發(fā)明提供了一種制備1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯的方法，包括以下步驟：
(1)、丙叉保護(hù)反應(yīng)：將葡萄糖10克，氫型陽(yáng)離子交換樹脂30克，加入400毫升丙酮中，保溫40℃攪拌反應(yīng)9小時(shí)，冷卻至溫度25℃，加入100毫升水，室溫繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，濾去樹脂，50℃真空回收丙酮，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液；
(2)、糖醛酸氧化反應(yīng)：將0.2克5％鉑炭加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液中，保溫30℃滴加10％氫氧化鈉溶液控制PH值11，通入氧氣保持壓力0.01MPa，強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，過(guò)濾回收催化劑，濾液50℃真空濃縮至30％濃度，過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂脫除鈉離子，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液；
(3)、內(nèi)酯化反應(yīng)：將三氯甲烷100毫升加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液濃中，萃取分層，收集三氯甲烷相，水相分別用75毫升三氯甲烷再萃取兩次，合并三氯甲烷液，加水無(wú)水硫酸鈉脫水15小時(shí)，濾去無(wú)水硫酸鈉，三氯甲烷溶液50℃真空濃縮至干，加入丙酮加熱至50℃攪拌溶解，過(guò)濾后以每4分鐘1℃的速度緩慢降溫至20℃，加入適量晶種，然后以每小時(shí)1℃的速度降溫至-5℃，維持-5℃繼續(xù)冷藏16小時(shí)，過(guò)濾，干燥，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯6.7克，純度為99.1％。
實(shí)施例4
本發(fā)明提供了一種制備1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯的方法，包括以下步驟：
(1)、丙叉保護(hù)反應(yīng)：將葡萄糖10克，氫型陽(yáng)離子交換樹脂50克，加入450毫升丙酮中，保溫50℃攪拌反應(yīng)7.5小時(shí)，冷卻至溫度25℃，加入150毫升水，室溫繼續(xù)反應(yīng)2.5小時(shí)，濾去樹脂，50℃真空回收丙酮，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液；
(2)、糖醛酸氧化反應(yīng)：將0.05克10％鉑炭加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液中，保溫40℃滴加10％氫氧化鈉溶液控制PH值9，通入氧氣保持壓力0.01MPa，強(qiáng)力攪拌5小時(shí)，過(guò)濾回收催化劑，濾液50℃真空濃縮至30％濃度，過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂脫除鈉離子，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液；
(3)、內(nèi)酯化反應(yīng)：將乙酸乙酯100毫升加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液濃中，萃取分層，收集乙酸乙酯相，水相分別用75毫升乙酸乙酯再萃取兩次，合并乙酸乙酯液，加水無(wú)水硫酸鈉脫水20小時(shí)，濾去無(wú)水硫酸鈉，乙酸乙酯溶液50℃真空濃縮至干，加入異丙醇加熱至50℃攪拌溶解，過(guò)濾后以每4分鐘1℃的速度緩慢降溫至20℃，加入適量晶種，然后以每小時(shí)1℃的速度降溫至-5℃，維持-5℃繼續(xù)冷藏22小時(shí)，過(guò)濾，干燥，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯6.7克，純度為99.2％。
實(shí)施例5
本發(fā)明提供了一種制備1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯的方法，包括以下步驟：
(1)、丙叉保護(hù)反應(yīng)：將葡萄糖10克，氫型陽(yáng)離子交換樹脂25克，加入300毫升丙酮中，保溫20℃攪拌反應(yīng)10.5小時(shí)，冷卻至溫度25℃，加入60毫升水，室溫繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)，濾去樹脂，50℃真空回收丙酮，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液；
(2)、糖醛酸氧化反應(yīng)：將0.3克5％鉑炭加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液中，保溫45℃滴加10％氫氧化鈉溶液控制PH值10，通入氧氣保持壓力0.01MPa，強(qiáng)力攪拌4小時(shí)，過(guò)濾回收催化劑，濾液50℃真空濃縮至25％濃度，過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂脫除鈉離子，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液；
(3)、內(nèi)酯化反應(yīng)：將二氯甲烷120毫升加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液濃中，萃取分層，收集二氯甲烷相，水相分別用90毫升二氯甲烷再萃取兩次，合并二氯甲烷液，加水無(wú)水硫酸鈉脫水18小時(shí)，濾去無(wú)水硫酸鈉，二氯甲烷溶液50℃真空濃縮至干，加入甲醇加熱至50℃攪拌溶解，過(guò)濾后以每4分鐘1℃的速度緩慢降溫至20℃，加入適量晶種，然后以每小時(shí)1℃的速度降溫至-5℃，維持-5℃繼續(xù)冷藏19小時(shí)，過(guò)濾，干燥，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯6.6克，純度為99.1％。
實(shí)施例6
本發(fā)明提供了一種制備1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯的方法，包括以下步驟：
(1)、丙叉保護(hù)反應(yīng)：將葡萄糖1千克，氫型陽(yáng)離子交換樹脂2.5千克，加入30升丙酮中，保溫45℃攪拌反應(yīng)6小時(shí)，冷卻至溫度25℃，加入7升水，室溫繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，濾去樹脂，50℃真空回收丙酮，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液；
(2)、糖醛酸氧化反應(yīng)：將10克10％鉑炭加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液中，保溫45℃滴加10％氫氧化鈉溶液控制PH值9，通入氧氣保持壓力0.01MPa，強(qiáng)力攪拌5小時(shí)，過(guò)濾回收催化劑，濾液50℃真空濃縮至25％濃度，過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂脫除鈉離子，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液；
(3)、內(nèi)酯化反應(yīng)：將乙酸乙酯12升加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液濃中，萃取分層，收集乙酸乙酯相，水相分別用9升乙酸乙酯再萃取兩次，合并乙酸乙酯液，加水無(wú)水硫酸鈉脫水24小時(shí)，濾去無(wú)水硫酸鈉，乙酸乙酯溶液50℃真空濃縮至干，加入甲醇加熱至50℃攪拌溶解，過(guò)濾后以每4分鐘1℃緩慢降溫至20℃，加入適量晶種，然后以每小時(shí)1℃的速度降溫至-5℃，維持-5℃繼續(xù)冷藏24小時(shí)，過(guò)濾，干燥，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯675克，純度為99.1％。
實(shí)施例7
本發(fā)明提供了一種制備1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯的方法，包括以下步驟：
(1)、丙叉保護(hù)反應(yīng)：將葡萄糖10千克，氫型陽(yáng)離子交換樹脂30千克，加入350升丙酮中，保溫40℃攪拌反應(yīng)6小時(shí)，冷卻至溫度25℃，加入80升水，室溫繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，濾去樹脂，50℃真空回收丙酮，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液；
(2)、糖醛酸氧化反應(yīng)：將150克10％鉑炭加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖溶液中，保溫45℃滴加10％氫氧化鈉溶液使PH值9，通入氧氣保持壓力0.01MPa，強(qiáng)力攪拌6小時(shí)，過(guò)濾回收催化劑，濾液50℃真空濃縮至25％濃度，過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂脫除鈉離子，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液；
(3)、內(nèi)酯化反應(yīng)：將乙酸乙酯120升加入到1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-葡萄糖醛酸溶液濃中，萃取分層，收集乙酸乙酯相，水相分別用90升乙酸乙酯再萃取兩次，合并乙酸乙酯液，加水無(wú)水硫酸鈉脫水24小時(shí)，濾去無(wú)水硫酸鈉，乙酸乙酯溶液50℃真空濃縮至干，加入甲醇加熱至50℃攪拌溶解，過(guò)濾后以每4分鐘1℃的速度緩慢降溫至20℃，加入適量晶種，然后以每小時(shí)1℃的速度降溫至-5℃，維持-5℃繼續(xù)冷藏24小時(shí)，過(guò)濾，干燥，得1,2-氧-異亞丙基-alpha-D-6,3-葡醛內(nèi)酯6.62千克，純度為99.0％。
上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。