紐甜的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種紐甜的合成方法，包括以下步驟：(1)在真空狀態(tài)下，將阿斯巴甜和3,3-二甲基丁醛加入有機(jī)溶劑中，在20-50℃反應(yīng)溫度下反應(yīng)5-24h，反應(yīng)結(jié)束后在0-50℃濃縮分離，濃縮得到白色膏狀物，加去離子水析晶，再經(jīng)離心得到紐甜中間體亞胺；(2)將亞胺和有機(jī)溶劑加入加氫釜，通氫氣至壓力為0.1-0.5MPa，加入催化劑，溫度在35-40℃，反應(yīng)5-30h，過濾除去催化劑，濾液濃縮除去有機(jī)溶劑，用水、甲醇或乙醇重結(jié)晶提純，獲得紐甜。本發(fā)明客服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，生成高純度亞胺，降低了催化劑的活性，增加催化劑對(duì)亞胺的選擇性，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，減少反應(yīng)雜質(zhì)，提高產(chǎn)品純度。
【專利說明】紐甜的合成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紐甜的合成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]紐甜是阿斯巴甜的衍生物，最早是由法國(guó)的兩位學(xué)者發(fā)明的，并于1993年獲得物質(zhì)發(fā)明專利，2001年在澳大利亞和新西蘭最早批準(zhǔn)在食品中使用，2002年7月美國(guó)FDA也正式批準(zhǔn)使用，中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部于2003年4月批準(zhǔn)紐甜在各類食品中使用。
[0003]紐甜的口感純正，類似蔗糖，甜度是蔗糖的7000~13000倍，具有很好的穩(wěn)定性，并且?guī)缀醪惶峁崃?，?duì)人體安全無害，是一類性能非常優(yōu)異的非營(yíng)養(yǎng)型強(qiáng)力甜味劑，廣泛應(yīng)用于乳制品、飲料、面包、□香糖、果凍、蜜餞、糕點(diǎn)餅干、冰淇淋、果醬和醬菜等加工食品中，以及藥品、保健品和動(dòng)物飼料中。紐甜還具有風(fēng)味增強(qiáng)的特性，可有效的降低食品中香精和檸檬酸的用量，紐甜的復(fù)配性極佳，不僅可與包括蔗糖和高果糖在內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)型甜味劑混搭使用，還可與非營(yíng)養(yǎng)型的強(qiáng)力甜味劑復(fù)配使用。紐甜不會(huì)引起體內(nèi)血糖的波動(dòng)，不僅適用于兒童、孕婦以及肥胖、心血管病和糖尿病者，還能適用于不能使用阿斯巴甜的苯丙酮尿癥患者。
[0004]紐甜的化學(xué)合成方法中，可以通過以氰基硼氫化鈉為還原劑，用3，3-二甲基丁醛對(duì)阿斯巴甜進(jìn)行N-烷基化合成反應(yīng)(參見美國(guó)專利US5480668)，由于價(jià)格昂貴，同時(shí)合成石產(chǎn)生難以分離的雜質(zhì)，引入兩個(gè)烷基的N，N-[二(3，3- 二甲基丁基)-L_ α -天冬氨?；鵠-L-苯丙氨酸甲酯，合成成本太高，不適用于工業(yè)生產(chǎn)。
[0005]中國(guó)專利CN101270092B公開了用甲酸，將阿斯巴甜和3，3_ 二甲基丁醛進(jìn)行N-烷基化合成反應(yīng)，但是反應(yīng)不徹底，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生難以分離的雜質(zhì)，引入兩個(gè)烷基的N，Ν-[ 二(3，3_ 二甲基丁基)-L_a-天冬氨?；鵠-L-苯丙氨酸甲酯，不適合于規(guī)模生產(chǎn)，在美國(guó)專利US7288640中描述了用催化劑，如鉬碳或鈀碳將3，3-二甲基丁醛前體和阿斯巴甜的混合物進(jìn)行氫化來合成紐甜，但是收率不到60%，產(chǎn)品純度也不高，只有97%左右，也不適用于工業(yè)生產(chǎn)。在專利CN1784418A和CN101565451A中采用了鈀碳和鈀黑等一系列鉬族元素的單一催化劑，元素的活性偏高，導(dǎo)致阿斯巴甜上的苯環(huán)過度反應(yīng)，使得加氫反應(yīng)中加氫過量，形成紐甜衍生物，導(dǎo)致雜質(zhì)增多。中國(guó)專利CN101775066B中采用的銥基催化劑，雖然提高了對(duì)亞胺的選擇性，但是沒有對(duì)亞胺進(jìn)行分離，同樣會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)，生成難分離的雜質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種紐甜的合成方法，客服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，生成高純度亞胺，降低了催化劑的活性，增加催化劑對(duì)亞胺的選擇性，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，減少反應(yīng)雜質(zhì)，提聞廣品純度。
[0007]本發(fā)明所述的一種紐甜的合成方法，包括以下步驟:
[0008](I)在真空狀態(tài)下，將阿斯巴甜和3，3- 二甲基丁醛加入有機(jī)溶劑中，在20_50°C反應(yīng)溫度下反應(yīng)5-24h，反應(yīng)結(jié)束后在0-50°C濃縮分離，濃縮得到白色膏狀物，加去離子水析晶，再經(jīng)離心得到紐甜中間體亞胺；
[0009](2)將亞胺和有機(jī)溶劑加入加氫釜，通氫氣至壓力為0.1-0.5MPa，加入催化劑，溫度在35-40°C，反應(yīng)5-30h，過濾除去催化劑，濾液濃縮除去有機(jī)溶劑，用水、甲醇或乙醇重結(jié)晶提純，獲得紐甜。
[0010]步驟(1)中，真空狀態(tài)的壓力為-0.8—0.96MPa。
[0011]步驟(1)中阿斯巴甜與3，3-二甲基丁醛的摩爾比為1.05~1.1:1。
[0012]步驟(1)中升溫方式為水浴加溫。
[0013]水浴加溫溫度優(yōu)選30~45 °C。
[0014]步驟(1)中析晶溫度為0_20°C，時(shí)間為5_15h。
[0015]步驟(2)中，催化劑為鈀-釕或鈀-鎳復(fù)合雙金屬催化劑；其中，鈀-釕或鈀-鎳復(fù)合雙金屬催化劑為占催化劑總質(zhì)量的5-15%的鈀-釕或鈀-鎳合金載附在活性炭、氧化鋁、二氧化硅、硅藻土、硫酸鋇或碳酸鈣上。優(yōu)選鈀-釕或鈀-鎳復(fù)合雙金屬催化劑占催化劑總質(zhì)量的5-10%。降低了催化劑的活性，通過銥基催化劑增加亞胺的選擇性，克服了鈀或鉬對(duì)亞胺的選擇性不高的特點(diǎn)，大大提高了紐甜的純度。
[0016]鈕-釕或鈕-鎳合金中鈕的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70-90%,釕或鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-10%。
[0017]有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、乙酸乙酯或水中的一種或兩種。
[0018]本發(fā)明獲得高純度的紐甜中間體亞胺，減少了兩個(gè)烷基的N，N-[二(3，3_ 二甲基丁基)-L-α -天冬氨?；鵠-L-苯丙氨酸甲酯的生成。
[0019]本發(fā)明通過結(jié)晶就可以使紐甜純度為99.9% (HPLC)，接近100%。
[0020]本發(fā)明分為兩步反應(yīng):先合成高純度的亞胺，再通過催化劑催化合成紐甜，既提高了紐甜的合成純度，也降低了產(chǎn)品的合成難度，適合大規(guī)模的紐甜生產(chǎn)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]本發(fā)明紐甜的合成方法，客服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，生成高純度亞胺，降低了催化劑的活性，增加催化劑對(duì)亞胺的選擇性，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，減少反應(yīng)雜質(zhì)，提高產(chǎn)品純度。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024]實(shí)施例1
[0025]將真空罐抽真空到-0.7MPa后，加入甲醇1200g，加入阿斯巴甜294g和3，3_ 二甲基丁醛100g，水浴加熱到30°C，反應(yīng)時(shí)間13h，然后在40°C溫度下濃縮，獲得白色膏狀物，加入1800g去離子水析晶，析晶溫度控制在15°C，時(shí)間為15h，將獲得的白色固體物離心，獲得白色固體372克，亞胺的收率為98.9% ；
[0026]將獲得的372g亞胺加入加氫釜中，加入1500g甲醇，通入氫氣至壓力為0.5MPa，加入85g鈀-釕/活性碳催化劑，水浴加熱到40°C，反應(yīng)15h，過濾除去催化劑，濾液濃縮除去甲醇溶液，用乙醇重結(jié)晶的方法獲得紐甜，收率大于90%，純度高于99% (HPLC)。
[0027]其中，鈀-釕/活性碳催化劑為占催化劑總質(zhì)量的5%的鈀-釕合金載附在活性炭；鈕-釕合金中，鈕占合金質(zhì)量的70%,釕占合金質(zhì)量的30%。
[0028]實(shí)施例2
[0029]將真空罐抽真空到-0.96MPa后，加入乙醇1500g，加入阿斯巴甜294g和3，3_ 二甲基丁醛100g，水浴加熱到33°C，反應(yīng)時(shí)間24h，在40°C溫度下濃縮分離，獲得白色膏狀物，加入1800g去離子水析晶，析晶溫度控制在20°C，時(shí)間為10h，將獲得的白色固體物離心，獲得白色固體373.1克，亞胺的收率為99.2% ；
[0030]將獲得的373.1g亞胺加入加氫釜中，加入1200g乙醇，通入氫氣至壓力為0.3MPa,加入30g鈀-釕/氧化鋁催化劑，水浴加熱到35 V，反應(yīng)5h，過濾除去催化劑，濃縮乙醇溶液，用水重結(jié)晶的方法獲得紐甜，收率大于90%，純度高于99% (HPLC)。
[0031]其中，鈀-釕/氧化鋁催化劑為占催化劑總質(zhì)量的10%的鈀-釕合金載附在氧化招上；鈕-釕合金中，鈕占合金質(zhì)量的80%,釕占合金質(zhì)量的20%。
[0032]實(shí)施例3
[0033]將真空罐抽真空到-0.85MPa后，加入乙酸乙酯2500g，加入阿斯巴甜294g和3，3-二甲基丁醛100g，水浴加熱到35°C，反應(yīng)時(shí)間24h，在35°C溫度下濃縮分離，獲得白色膏狀物，加入1800g去離子水析晶，析晶溫度控制在5°C，時(shí)間為5h，將獲得的白色固體物離心，獲得白色固體366.7克，亞胺的收率為97.5% ;
[0034]將獲得的366.7g亞胺加入加氫釜中，加入1500g乙酸乙酯，通入氫氣至壓力為
0.1MPa,加入55g鈀-鎳/活性碳催化劑，水浴加熱到35°C，反應(yīng)5h，過濾除去催化劑，濃縮乙酸乙酯溶液，用乙醇重結(jié)晶的方法獲得紐甜，收率大于90%，純度高于99% (HPLC)。
[0035]其中，鈀-鎳/活性碳催化劑為占催化劑總質(zhì)量的15 %的鈀-釕合金載附在活性炭；鈕-釕合金中，鈕占合金質(zhì)量的90%,鎳占合金質(zhì)量的10%。
【權(quán)利要求】
1.一種紐甜的合成方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在真空狀態(tài)下，將阿斯巴甜和3，3-二甲基丁醛加入有機(jī)溶劑中，在20-50°C反應(yīng)溫度下反應(yīng)5-24h，反應(yīng)結(jié)束后在0-50°C濃縮分離，濃縮得到白色膏狀物，加去離子水析晶，再經(jīng)離心得到紐甜中間體亞胺； (2)將亞胺和有機(jī)溶劑加入加氫釜，通氫氣至壓力為0.1-0.5MPa，加入催化劑，溫度在35-400C，反應(yīng)5-30h，過濾除去催化劑，濾液濃縮除去有機(jī)溶劑，用水、甲醇或乙醇重結(jié)晶提純，獲得紐甜。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的紐甜的合成方法，其特征在于，步驟(1)中，真空狀態(tài)的壓力為-0.8—0.96MPa。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的紐甜的合成方法，其特征在于，步驟(1)中阿斯巴甜與3，3-二甲基丁醛的摩爾比為1.05~1.1:1，阿斯巴甜、有機(jī)溶劑和催化劑的質(zhì)量比為1:3-10:0.1-0.3。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的紐甜的合成方法，其特征在于，步驟(1)中升溫方式為水浴加溫。
5.根據(jù)權(quán)利I所述的紐甜的合成方法，其特征在于，步驟(1)中析晶溫度為0-20°C，析晶時(shí)間為5-15h。
6.根據(jù)權(quán)利I所述的紐甜的合成方法，其特征在于，步驟(2)中，催化劑為鈀-釕或鈀-鎳復(fù)合雙金屬催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利6所述 的紐甜的合成方法，其特征在于，鈀-釕或鈀-鎳復(fù)合雙金屬催化劑為占催化劑總質(zhì)量的5-15%的鈀-釕或鈀-鎳合金載附在活性炭、氧化鋁、二氧化硅、硅藻土、硫酸鋇或碳酸鈣上。
8.根據(jù)權(quán)利6所述的紐甜的合成方法，其特征在于，鈀-釕或鈀-鎳合金中鈀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70-90%,釕或鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-10%。
9.根據(jù)權(quán)利I所述的紐甜的合成方法，其特征在于，有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、乙酸乙酯或水中的一種或兩種。
【文檔編號(hào)】C07K1/107GK104177473SQ201410413292
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】陳良 申請(qǐng)人:山東奔月生物科技有限公司