CN1012436B

CN1012436B - 6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噻嗪-4-酮2，2-二氧化物的制备方法

Info

Publication number: CN1012436B
Application number: CN86105506A
Authority: CN
Inventors: 约亚奇姆·舒茨; 奥托·厄恩斯特·施维克特
Original assignee: Hechester Jsc
Current assignee: Celanese Sales Germany GmbH
Priority date: 1985-07-29
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1991-04-24
Also published as: DK357686D0; AU6060886A; FI81791C; DE3527070A1; JPS62129277A; DK357686A; NO863041L; HUT41754A; ZA865601B; CS561486A2; FI863067A; DE3670634D1; IL79538A0; FI863067A0; KR870001185A; DD249016A5; IE862005L; NO165591B; CA1283911C; EP0217024B1

Abstract

乙酰基乙酰胺-N-磺酸及其盐类与不少于等摩尔量的三氧化硫在推荐的特制设备中，在短时间内，闭环生成6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噻嗪-4-酮2，2-二氧化物。当使用超过等摩尔量的三氧化硫时，后者则生成三氧化硫的加合物。加合物需要水解，水解也可以在短时间内，尤以在与闭环反应类型相同的设备中进行为佳，6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噻嗪-4-酮2，2-二氧化物的无毒盐，特别是钾盐是贵重的合成增甜剂。

Description

6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物是具有下述分子式的化合物：

由于与氮原子相连接的氢原子具有酸性，化合物可以形成盐（与碱作用）。无毒盐例如，钠盐、钾盐和钙盐可以用作食品部门增甜剂，这是因为它们中的某几种具有很强的甜味，钾盐（“AcesulfameK”或者“Acesulfame”）尤为重要。

制备6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物及其无毒盐类已有许多不同方法。（参见Angewandte Chemie 85卷22期（1973年）965至973页，相当于国际版12卷11期（1973年）869页至876页）。事实上，这些方法均用氯异氰酸磺酰酯或氟磺酰酯（XSO₂NCO，其中X为氯或氟）做原料。异氰酸氯磺酰酯或氟磺酰酯与单甲基乙炔，丙酮，乙酰乙酯，乙酰乙酯叔丁酯，或苄基丙烯基醚反应（通常为多级反应）生成乙酰基乙酰胺-N-磺酰氯或磺酰氟，后者在碱（例如，氢氧化钾的甲醇溶液）的作用下环化，生成相应的6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物的盐。如果需要，游离的噁噻嗪酮可用常规方法（与酸作用）从其盐中得到。

制备噁噻嗪酮中间体乙酰基乙酰胺-N-磺酰氟的另一种方法是用胺基磺酰氟H₂NSO₂F做原料，异氰酸氟磺酰酯的部分水解产物（德国专利2，453，063号）。胺基磺酰氟H₂NSO₂F，在隋性有机溶剂中，在胺存在下，在约-30至100℃的温度之间，与差不多等摩尔量的乙酰基乙酰胺化试剂双烯酮反应。反应按下述反应方程式进行（此处胺为三乙胺）：

乙酰基乙酰胺-N-磺酰氟

生成的乙酰基乙酰胺-N-磺酰氟采用常规方法用碱，例如溶于甲醇中的氢氧化钾环化，生成增甜剂：

尽管采用上述方法在某些情况下可以得到6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物及其无毒盐的十分满意的产率（按胺基磺酰囟原料计，可达到理论值的约85%），不过上述方法仍需改进，特别是为了工业化生产的目的。这是因为必需使用不易受外界影响的氯磺酰或氟磺酰异氰酸酯原料。为了制备氯磺酰或氟磺酰异氰酸盐，必需使用某些在操作过程中令人讨厌的原料（氢氰酸，氯气，三氧化硫，氢氟酸），必需采取予先防范措施和安全装置。氯磺酰和氟磺酰异氰酸酯的制备基于下述反应方程式：

上述德国专利2，453，063号中提出的用比较容易得到的（例如用氨与三氧化硫做原料）胺基磺酸H₂NSO₃H或其盐代替胺基磺酰氟的方法几乎没有什么希望，这是因为胺基磺酸钠H₂NSO₃Na与双烯酮在碱性水溶液中的反应生成几乎无法提纯的反应产物。相反，只能得到1∶1加成物，毫无疑问，它含有该反应产物中的一种，不过只是与4-硝基苯基重氮氯化物形成偶合物，是一种淡黄色染料。参见：Ber83卷，（1950年），551-558页，特别是555页实验方法前的那段和558页的最后一段：

此外，还有一种假设，认为乙酰基乙酰胺-N-磺酸仅只是，或者也是6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物在沸腾的水溶液中分解时生成的中间体。参见前面引用过的文献，Angew Chemie（1973年）中所引用的文献：

这样，由于制备6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物及其无毒盐的工艺状况，尤其是对于进行工业规模生产，不能完成令人满意，特别是由于需要使用不易直接得到的原料，因此研究目标是适当地改进已有的方法和开发新的改进方法。

为了实现这一目标，早已提出过一种德国专利2，453，063号方法的改进方法，其主要方法是用胺基磺酸盐代替已知方法中使用的胺基磺酰氟，然后用三氧化硫使生成的乙酰基乙酰化产物闭环。（专利申请P3410439.91984年3月22日，-HOE84/F064）。

上述专利申请具体涉及制备6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物及其无毒盐的制备方法：

a）胺基磺酸衍生物，在惰性有机溶剂中，在合适的胺或膦催化剂存在下，与不少于等摩尔量的乙酰基乙酰化试剂反应生成乙酰基乙酰胺衍生物，和

b）乙酰基乙酰胺衍生物的闭环。

该方法包括：在步骤（a）中，用至少是部分溶解在惰性有机溶剂中的胺基磺酸盐做为胺基磺酸衍生物;还包括使在这一步骤中生成的乙酰基乙酰胺-N-磺酸盐或游离的乙酰基乙酰胺-N-磺酸在步骤（b）中用不少于等摩尔量的、最好溶于惰性无机或有机溶剂中的三氧化硫闭环生成6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物;最好还包括使在这种情况下生成的具有酸性形式的产物在步骤（c）中用碱中和。

上述专利申请中所述的方法是基于下述的反应方程式：（用双烯酮做乙酰基乙酰化试剂）

（M＝碱中的阳离子）

（M′＝碱中的阳离子）

图中（b）表明：三氧化硫的用量与乙酰基乙酰胺-N-磺酸盐为等摩尔量。不过，推荐使用过量的三氧化硫。此时，生成的中间体的化学结构尚未完全搞清，不过，它可能是三氧化硫与6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物的加成物-以下简称为三氧化硫加合物-后者再进行水解。这样，在这种情况下，上述的反应步骤（b）应包括二个分步骤，即：

b1闭环

“三氧化硫加合物”

b2水解

在上述的专利申请中，闭环反应（b1）的反应温度保持在-70至+75℃之间，最好为-40至+10℃之间。涉及反应步骤（b）的实施例所选取的温度为-30至-25℃之间。

反应时间最长不超过10小时，时间下限没有指明。在涉及反应步骤（b）的全部实施例中，闭环反应的反应时间大于1小时，全部实施例均在带有搅拌装置的标准容器中进行。

闭环反应之后进行的水解反应（b2）应在添加水或冰的条件下进行。上述专利申请没有给出有关水解反应温度和反应时间的具体数据。

该方法的其它细节可参见上述专利申请的详细描述。

该方法使用易于得到、价格合理的原料，且极易进行。产率为：

在步骤（a）中约为理论值的90至100%（按胺基磺酸盐原料计），

在步骤（b）中约为理论值的70至95%（按乙酰基乙酰胺-N-磺酰盐计），和

在步骤（c）约为理论值的100%（按酸式噁噻嗪酮计），

因此，全部过程的总产率约为理论值的65至 95%。

经过对上述方法的进一步研究，现已查明：闭环反应（b1）和水解反应（b2）均可在极短时间内完成，这就很有可能提供一种改进的工业生产方法，特别是在工业过程的空时产率方面。

这样，本发明涉及通过乙酰基乙酰胺衍生物的闭环制备6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物的方法。该方法包括：用溶于惰性溶剂中的乙酰基乙酰胺-N-磺酸或其盐做乙酰基乙酰胺衍生物，还包括用不少于等摩尔量的、最好同样是溶于惰性溶剂中的三氧化硫进行闭环反应，反应时间不超过约10分钟，还包括：当三氧化硫的用量超过等摩尔量时，生成三氧化硫的加合物6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物，然后水解。

非常令人意想不到的是：乙酰基乙酰胺-N-磺酸及其盐与三氧化硫的闭环反应进行得非常顺利，这是因为在闭环反应过程中不存在，或者事实上不发生水或碱的消去反应问题。当使用其它试剂，例如，五氧化二磷，乙酸酐，三氟乙酸酐，亚硫酰氯时，如同上述专利申请中的对比实施例（使用五氧化二磷）所示，可能会遇到水或碱的消去反应问题。

此外，另一个完全令人意想不到的事实是：反应可以在短时间或者非常短的时间内完成。

由于反应时间短，放出热量多，在推荐的特制的反应设备中可以得到很高的产率。推荐的停留时间为约0.001至60秒，尤其以0.01至10秒为佳。

原料乙酰基乙酰胺-N-磺酸及其盐的制备推荐按照上述专利申请方法中的步骤（a）进行，使胺基磺酸锂盐或铵盐在惰性有机溶剂中与双烯酮反应，再使得到的乙酰基乙酰胺-N-磺酸锂盐或铵盐溶液直接与三氧化硫进行闭环反应。

当然，也可以使用乙酰基乙酰胺-N-磺酸的其它盐类-特别是碱金属和碱土金属盐类进行上述的闭环反应。使用游离的乙酰基乙酰胺-N-磺酸并不比使用其盐类优越。

用于溶解乙酰基乙酰胺-N-磺酸或其盐类的适用的惰性溶剂主要是那些在上述专利申请中指定用做该专利方法步骤（a）中使用的惰性有机溶剂。因此，它们是：

卤代脂族烃，推荐使用含有4个以下碳原子的卤代脂族烃，例如，二氯甲烷，氯仿，1，2-二氯乙烷，三氯乙烯，四氯乙烯，三氯氟乙烯等;

脂族酮，推荐使用含有3至6个碳原子的脂族酮，例如丙酮，甲乙酮等;

脂族醚，推荐使用含有4或5个碳原子的脂族环醚，例如四氢呋喃，二恶烷等;

低级脂族羧酸，推荐使用含有2至6个碳原子的低级脂族羧酸，例如，醋酸，丙酸等;

脂族腈，推荐使用乙腈;

碳酸和低级脂族羧酸的N-烷基取代酰胺，推荐使用不超过5个碳原子的酰胺，例如，四甲基脲，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮等;

脂族亚砜，推荐使用二甲基亚砜，和

脂族砜，推荐使用环丁砜

在上述溶剂中，特别推荐使用二氯甲烷，1，2-二氯乙烷，丙酮，冰醋酸和二甲基甲酰胺，尤其以二氯甲烷为佳。

溶剂既可单独使用，也可混合使用。

乙酰基乙酰胺-N-磺酸及其盐在惰性溶剂中的浓度无关紧要，不过它一方面受到溶剂度的限制，另一方面还受到经济因素的限制，因为使用大量溶剂进行高度稀释必需继之以溶剂移除和重新处理。通常，乙酰基乙酰胺-N-磺酸或其盐在每升溶液中的适宜浓度约为0.1至2摩尔。

所用的三氧化硫可以是气态的，液态的或溶解态的。适用的三氧化硫溶剂是上述专利申请方法步骤（b）中指定的无机和有机溶剂。因此，它们是：

无机溶剂：液态二氧化硫;

有机溶剂;卤代脂族烃，推荐使用含有4个以下碳原子的卤代脂族烃，例如，二氯甲烷，氯仿，1，2-二氯乙烷，三氯乙烯，四氯乙烯，三氯氟乙烯等;

低级脂族醇的碳酸酯，推荐使用甲醇或乙醇的碳酸酯;

硝基烷，推荐使用含有4个碳原子以下的硝基烷，特别是硝基甲烷;

烷基取代的吡啶，推荐使用4-乙基-2-甲基吡啶;和

脂族砜，推荐使用环丁砜。

有机溶剂既可单独使用，也可混合使用。

特别推荐使用的溶剂是液态二氧化硫和二氯甲烷。

惰性溶剂的用量无关紧要。如果使用溶剂，也仅须保证反应物的充分溶解。溶剂用量的上限取决于经济因素。三氧化硫的适宜浓度为约5至50%（重量），推荐的浓度约为15至30%（重量）。

在本发明方法的一个推荐的实施方案中，乙酰基乙酰胺-N-磺酸或其盐和三氧化硫均使用同种惰性溶剂，推荐使用卤代脂族烃中的一种，最好是只使用二氯甲烷。

至于乙酰基乙酰胺-N-磺酸或磺酸盐与三氧化硫的摩尔比，原则上应按上述专利申请方法步骤（b）中的相同方法选取。即，实际上摩尔比可以是约1∶1，不过，推荐使用过量的三氧化硫，其最高用量可高达约20倍，推荐的三氧化硫的摩尔适宜过剩量为约3至10倍，最好约为4至7倍。

根据本发明，闭环反应的反应温度同样应处于上述专利申请所给定的温度范围，即-70至+175℃。对于快速反应方案，推荐的温度范围约为-30℃至+100℃。

按照本发明方法，闭环反应按下述方式进行：将按合适的反应物料摩尔比分别配制的乙酰乙酰胺-N-磺酸或磺酸盐溶液和三氧化硫或三氧化硫溶液两股物流混合，强烈搅拌，使反应热消散，经过一端时间停留后，在适当情况下，将反应混合物送往水解。

原则上，每一种能够进行闭环反应，（该反应速度快），且能移出热量的设备都是适用的闭环反应设备。

在推荐的特制设备中，由于反应时间短和移出热量快，可以获得高的产率。

本发明方法推荐使用的特制设备是一类具有特殊结构，适宜于蒸发冷凝的反应器，例如：带有机械搅拌的薄膜反应器，带有或不带有内部配件的降膜反应器，喷雾反应器以及管式反应器。在薄膜反应器中，建议将两种物料流相互分离地导入反应室，导入方式如下：要么使物料在夹套和滑动轴上流过，要么在夹套的不同位置上注入。

采用外部冷却和/或溶剂蒸发可以有效地散热。不采用外部冷却方案时，放热反应可使温度高至所用溶剂的沸点，例如，当使用推荐的二氯甲烷溶剂时，在常压下，反应温度约为40℃（＝二氯甲烷沸点）。采用真空可以进一步提高蒸发速率，以利冷却。采用特定的反应器压力可以控制所需要的反应温度。

在闭环反应中，若选用的乙酰基乙酰胺-N-磺酸或磺酸盐与三氧化硫的摩尔比恰好是1∶1时，则无“三氧化硫加合物”生成（参见前述的闭环反应方程式图），也就无必要进行加合物的水解。不过，当使用过量的三氧化硫时-就像在推荐的实施方案中那样-将生成“三氧化硫加合物”，后者必需水解。

闭环反应的反应产物（主要是“三氧化硫加合物”）应该进行水解。如有可能，水解可以在经过短时间存储后进行，不过存储的时间不能太长;水解也可以在闭环反应完成后立即进行。推荐的方法是：在闭环反应之后立即进行水解。

将闭环步骤的反应产物与水混合，通常可以引起水解。加水量取决于闭环反应中三氧化硫的过剩量，优选的水的用量是应使水解后生成的硫酸水溶液的浓度保持在约10至90%（重量），最好是从约50至70%（重量）。

对水解反应的深入研究表明：事实上，水解反应速度与闭环反应的速度一样快。即，水解时间与闭环反应时间处于同一数量级。因此，有可能像闭环反应那样进行水解，即水解时间不超过约10分钟，推荐为约0.001至60秒，最好是0.01至10秒。

由于水解时间如此之短，因此，在水解过程中保持尽可能低的温度也就同样并非绝对必要了。从而，为此目的而采取的冷却至低温的措施也就没有必要了。考虑到水解时间很短，反应温度通常可控制在约-10至+100℃之间，最好为0至50℃之间。此时，在水解时生成的6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物，事实上，没有热解的危险。

由于闭环反应过程与水解过程十分相似，因此，在与用于闭环反应的同类设备（薄膜、降膜和喷雾反应器、管式反应器等）中进行水解反应，可能是很有利的。不过，也可以使用常规的反应容器，例如，搅拌式容器，级联反应器等。

采用如上述专利申请所介绍的常规的方法，即反应生成相应的盐类并立即分离出盐类的方法，可以有效地从水解产物溶液中分离出6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物。闭环反应与水解的产率，与上述专利申请方法步骤（b）中早已指出的产率处于同一数量级。不过，由于缩短了闭环反应与水解的时间，及由于这种反应时间短设备容积小，因此，与上述专利申请方法的空时产率相比，空时产率得到了明显的提高。

水解过程可以采用非连续操作法，不过，对于闭环反应和水解，推荐选用连续操作法。

连续操作法的某些实施方案如附图所示：

图1为由两台薄膜反应器1和2组成的串联的装置。乙酰基乙酰胺-N-磺酸或磺酸盐溶液和三氧化硫溶液（例如，溶于二氯甲烷中）分别计量后，沿管线3和4进入第一台反应器1。使用机械搅拌器5使组分充分混合。闭环反应完成后，产物从第一台反应器1经联接管线6排放至第二台反应器2-水解反应器。该反应器的结构与第一台反应器相同。经管线7向该反应器加入经过计量的水。水解产物经管线8排放，等待进一步处理。为了有效地散热，可用冷却介质冷却反应器壁9，反应介质从入口管线10进入，从出口管线11排出。

图2为一可同时进行闭环反应与水解反应的薄膜反应器12。该反应器与图1所示的两台反应器相同，以同样方式配备有搅拌器5。在这个实施方案中，节省了如图1所示的两台反应器之间的产物传递时间。原料乙酰基乙酰胺-N-磺酸或磺酸盐和三氧化硫（例如，溶于二氯甲烷）经过管线3和4进入反应器的上部，闭环反应完成后，水解反应所需要的一定量的水经管线13加入反应器中。在这种情况下，生成的反应热同样采用冷却介质冷却反应器壁9的方法消散。冷却介质从入口管线10进入，从出口管线11排出。水解产物经管线8排出。

图3为本发明方法提供的采用喷雾反应器14的实施方案。原料乙酰基乙酰胺-N-磺酸或磺酸溶液和三氧化硫溶液经管线3和4进入混合与喷雾装置15，在那里，喷淋加入反应器中。然后，闭环产物降至填料层16的上面。水解所需要的水，通过喷嘴17也喷淋至填料层16。水通过管线13进入喷嘴。在反应器的下端，水解产物18用泵19排放。真空装置20经冷凝器22，管线21与反应器14相连，在反应器14中造成真空，使溶剂蒸发，溶剂在冷凝器22中冷凝，经管线23排放。

图4为一个采用图3所示之混合与喷雾装置15的推荐的实施方案。原料经管线24和25进入，用静态混合器或射流混合器26使两种组分在零点几秒的时间内混合，并用喷嘴27分散成雾滴。

为了进一步说明本发明，下面给出一些实施例：

实施例1：

在两台串联的薄膜反应器中连续进行闭环与水解反应。

原料溶液的制备：

乙酰基乙酰胺-N-磺酸盐：

将97.1克（1摩尔）胺基磺酸悬浮在1升二氯甲烷中。在搅拌下，加入106克（1.05摩尔）三乙胺，此时，已溶解的胺基磺酸以三乙基铵盐形式存在。在加入6克（0.1摩尔）冰醋酸之后，在搅拌和内部温度为15℃的条件下，在一小时内，滴加97%的纯双烯酮93.8克（1.08摩尔）。根据色谱分析，乙酰基乙酰胺-N-磺酸三乙基铵的产率为90%。用这种方法得到的溶液立即用于下一步的反应。

三氧化硫：

将183克（2.29摩尔）三氧化硫溶于1070克二氯甲烷中。

薄膜反应器：

使用市场上可买到的实验室用薄膜蒸发器，其有效长度为22厘米，面积为160平方厘米。反应器排列如图1所示。

在第一台薄膜反应器中，在冷却介质温度为-8℃的条件下，在一小时内，按上述方法制备728克乙酰基乙酰胺-N-磺酸盐溶液（含有0.4摩尔磺酸盐）。将此溶液用泵加入至滑动轴上，与此同时，将上述三氧化硫溶液用泵加入至反应器的夹套上。搅拌器转数为每分钟1000转。在温度为0℃条件下，将反应产物从第一台反应器排放到水解反应器中，并在0℃条件下水解。为此，在一小时内，用泵注水200毫升。

将水解反应器中生成的产物进行下列处理，分离出有机相和萃取水相，每次用一升二氯甲烷萃取，至少萃取二次。水相中含有硫酸。将有机相合并，并用硫酸钠干燥。在真空下去除二氯甲烷。将残余物溶解在相同重量的甲醇中，用浓度为20%的氢氧化钾/甲醇溶液调节pH值到8至10。将沉淀出的钾盐“Acesulfame K”过滤，并在真空下干燥。

产物为60.3克（0.3摩尔），按乙酰基乙酰胺-N-磺酸盐计，产率75%。

反应产物在反应器中的停留时间为约4.2秒/每台反应器。根据原料溶液的体积流量，所得到的钾盐量和反应器的尺寸，计算得到的时空产率为325克钾盐Acesulfame K/每升，每小时。

实施例2

闭环反应和水解反应在同一台薄膜反应器中进行，如图2所示。

使用型号与尺寸如实施例1所示的薄膜反应器，加入的反应物料量如实施例1所示。冷却介质温度为-8℃。与此同时，如图2所示，水解用水经反应器中部装配的联结器用泵送入反应器中。

按实施例1方法进行处理，分离出钾盐（Acesulfame K），按乙酰基乙酰胺-N-磺酸盐计，产率为74%。

在闭环区与水解区，产物的停留时间均为约2秒。

根据原料溶液的体积流量，所得到的钾盐量和反应器的尺寸，计算得到的空时产率为640克钾盐（Acesulfame K）/每升，每小时。

实施例3

闭环反应在薄膜反应器中进行，水解在圆底烧瓶中进行。

闭环反应使用型号与尺寸如实施例1所示的薄膜反应器，水解在一台置于反应器下面、且装有水的圆底烧瓶中进行。

使用0.41摩尔乙酰基乙酰胺-N-磺酸盐溶液和7.5%（重量）三氧化硫的二氯甲烷溶液。两种原料溶液均预冷至-30℃。薄膜反应器的冷却介质温度为-36℃。

水解在0℃下进行。

一组不同试验方案的详细说明与结果如表1所示（表见文后）。在薄膜反应器中的停留时间，根据测量的反应器中产物体积和体积流量进行计算。

实施例4

闭环反应在薄膜反应器中进行，水解在圆底烧瓶中进行，同时完成真空蒸发冷却。

闭环反应使用型号与尺寸如实施例1所示的薄膜反应器。

水解在一台置于反应器下面、且装有水的圆底烧瓶中进行。水解容器可以抽真空。

使用的原料溶液的用量比例如实施例1所示。一组不同试验方案的详细说明与结果如表2所示（表见文后）。

实施例5

闭环反应与水解在两台串联的薄膜反应器中进行，如图1所示。

将17%（重量）乙酰基乙酰胺-N-磺酸盐的二氯甲烷溶液和16%（重量）三氧化硫的二氯甲烷溶液预冷至-25℃。乙酰基乙酰胺-N-磺酸盐溶液按每小时相当于48摩尔乙酰基乙酰胺-N-磺酸盐的速率，三氧化硫溶液按每小时相当于288摩尔三氧化硫的速率，加入第一台反应器（SAMBAY型）中，其壁温用盐水冷却至-25℃。滑动轴移动圆周速度为2.2米/秒。

离开第一台反应器的产物立即加入第二台反应器中，同时按每小时28公斤的速率加入室温下的水。第二台反应器的滑动轴移动圆周速度与第一台反应器相同。

离开第二台反应器的产物需要进行处理，在0至5℃下，将有机相与含有硫酸的水相分离。再次用二氯甲烷萃取含硫酸的水相。将有机相合并，用硫酸钠干燥，在真空下去除二氯甲烷。将残余物溶解在相同重量的甲醇中，然后加入20%的氢氧化钾甲醇溶液使pH值达到8至10。滤除沉淀出的钾盐（Acesulfame K），并在真空下干燥。反应产率为理论值的73%。

在第一台反应器中，闭环反应产物的停留时间为5秒。膜厚度为1毫米。

实施例6

闭环反应在喷雾反应器中进行，水解在带搅拌装置的烧瓶中进行。

向内部装配有静态混合器的玻璃管（内径10毫米），按相等的体积流量，加入0.7摩尔（浓度约为15%）的乙酰基乙酰胺-N-磺酸盐的二氯甲烷溶液和4.2摩尔（浓度约为23%）三氧化硫的二氯甲烷溶液，使其连续混合，并喷淋到带搅拌装置的烧瓶中。水解在带搅拌装置的烧瓶中用连续加入的方法进行。闭环反应和水解反应的反应热用在40℃下蒸发冷却的方法消散。闭环反应产物的停留时间约为0.05秒。按实施例1方法处理后，“钾盐”（Acesulfame K）产率为67%。

计算得到的空时产率为3000公斤钾盐（Acesulfame K）/每小时·每升。

表1

试乙酰基乙酰胺三氧化硫钾盐在薄膜反应

-N-磺酸盐溶液（Acesulfame K）器中的停留

溶液通过量通过量产率时间

验（摩尔/分）（摩尔/分）（%）（秒）

a 0，1/40 0，57/40 76 5，7

b 0，1/20 0，57/20 76 2，8

c 0，1/12，5 0，57/12，5 75 1，8

d 0，1/10 0，57/10 75 1，4

e 0，1/4 0，57/4 70 0，7

f 0，1/2 0，57/2 70 0，3

表2

试压排料以乙酰基乙酰胺钾盐在薄膜反应

力温度 -N-磺酸盐为（Acesulfame K）器中的停留

基准的通过量产率时间

验（毫巴）（℃）（摩尔/分）（%）（秒）

a 35 -30 0，2/30 78 5，6

b 100 -10 0，2/29 72 5，5

c 100 -10 0，2/6，25 75 1，2

d 180 0 0，2/30 68 5，6

e 180 0 0，2/9，75 70 1，9

f 180 0 0，2/5，5 70 1，1

g 180 0 0，2/3 73 0，5

h 180 0 0，2/2 74 0，4

Claims

1、用乙酰基乙酰胺衍生物闭环制备6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物的方法。该方法包括：用溶于惰性溶剂中的乙酰基乙酰胺-N-磺酸或其盐做乙酰基乙酰胺衍生物，还包括用不少于等摩尔量的、最好同样是溶于惰性溶剂中的三氧化硫进行闭环反应，反应时间不超过约10分钟，还包括：当三氧化硫的用量超过等摩尔量时，进行生成作为三氧化硫加合物的6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物的水解过程。

2、按照权利要求1所述的方法，其中闭环在约0.001至60秒，特别是在约0.001至10秒的时间内进行。

3、按照权利要求1和2所述的方法，其中乙酰基乙酰胺-N-磺酸或其盐类溶液和三氧化硫溶液使用同一种惰性溶剂，推荐使用氯代脂族烃，特别是二氯甲烷。

4、按照权利要求1所述的方法，其中闭环在约-30至+100℃温度下进行。

5、按照权利要求1所述的方法，其中闭环反应可以在薄膜或喷雾反应器中进行，也可以在带有或不带有内部配件的流动管式反应器中进行。

6、按照权利要求1所述的方法，其中闭环反应所释放的热量，可以在适宜的真空条件下，采用溶剂蒸发法消散。

7、按照权利要求1所述的方法，其中6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物的三氧化硫加合物的水解，在闭环反应之后进行。

8、按照权利要求1所述的方法，其中水解时间与闭环时间处于同一数量级。

9、按照权利要求1所述的方法，其中水解在约0-50℃温度之间进行。

10、按照权利要求1所述的方法，其中水解在与闭环反应相同类型的设备中进行。

11、按照权利要求1所述的方法，其中闭环反应与水解反应可以连续进行。