CN102167722A

CN102167722A - 一种纽甜的制备方法

Info

Publication number: CN102167722A
Application number: CN 201010610182
Authority: CN
Inventors: 宁宗超; 唐帅; 白水昭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2011-08-31

Abstract

本发明属于化学类，具体是一种纽甜的制备方法，该方法是采用醋酸硼氢化钠作还原剂将阿斯巴甜和3，3-二甲基丁醛的反应物还原制备纽甜；阿斯巴甜与3，3-二甲基丁醛反应液还原后经萃取、结晶后得到纽甜。本发明的制备方法操作简便，并减少环境污染，得到的产品纯度高、收率高。

Description

一种纽甜的制备方法

技术领域

本发明涉及化学技术领域，更具体的涉及一种甜味剂纽甜的制备方法。

背景技术

纽甜(Neotame)化学名N-[N-(3，3-二甲基丁基)-L-a-天门冬酰]-L-苯丙氨酸-1-甲酯，为白色结晶粉末，比旋光度为-40.0～-43.4(5mg/ml，水)，其结构式如下(I)：

2002年7月9日，美国食品医药管理局(FDA)正式批准纽甜作为甜味剂和风味增强剂通用于各种食品和饮料中。2003年3月10日，中国卫生部批准纽甜作为甜味剂通用于各种食品和饮料中，使用量依生产需要而定。该甜味剂是中国《食品添加剂卫生标准》中唯一无使用范围限制、无使用量限制的甜味剂。

纽甜甜度约为蔗糖的10000倍，阿斯巴甜的50倍。纽甜为无热量型的甜味剂，换算为单位甜度所对应的热量值为0.2焦耳，大大低于糖类及其他一些甜味剂。在同样甜度的饮料中添加纽甜所提供的热量比添加蔗糖所提供的热量低8.5万倍，比添加阿斯巴甜还低446倍。另外，纽甜不会引起人体血液葡萄糖和胰岛素水平的升高，也不会影响肥胖个体在治疗过程中的血糖控制水平。另外，纽甜在人体口腔不被微生物代谢，也不会酶解，故不会引起龋齿。纽甜不仅适用于包括儿童、孕妇、哺乳期妇女以及肥胖、心血管病和糖尿病患者在内的所有人群，还适用于不能食用阿斯巴甜的苯酮尿症患者，是当前甜味剂市场上唯一无禁忌群体的人工甜味剂。

纽甜为高倍甜味剂，具有以下优点：(1)甜度更高；(2)安全性更高；(3)稳定性更好；(4)生产方法更简单、成本更低等，是迄今为止世界上最甜的甜味剂，也是世界上最安全，口味最接近蔗糖的甜味剂。

美国专利US5510508和US5728862，US6720446中分别给出了一种通过金属催化剂(例如钯碳)将阿斯巴甜(Aspartame，结构式II)和3，3-二甲基丁醛(结构式III)的反应物进行氢化制备纽甜的方法，反应式如下：

该制备方法采用金属催化剂，成本高，工艺操作复杂，且需具备氢气源。

美国专利US5480668中给出了一种用氰基硼氢化钠作还原剂将阿斯巴甜和3，3-二甲基丁醛的反应物还原制备纽甜的方法，由于氰基硼氢化钠价格较贵，且反应中酸性较强时有产生氰化物的危险，不利于工业化生产。

中国专利CN101270092A中给出了一种用甲酸作还原剂将阿斯巴甜和3，3-二甲基丁醛的反应物还原制备纽甜的方法，该制备方法反应不完全，收率较低(约60％左右)。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种新的纽甜的制备方法，该方法操作简便、成本低、收率高、环保安全、适合工业化生产。

本发明通过如下技术方案实现：

一种纽甜的制备方法，其特征在于：采用醋酸硼氢化钠作还原剂将阿斯巴甜和3，3-二甲基丁醛的反应物还原制备纽甜，反应式如下：

本发明具体含有下述制备步骤：

(1)将阿斯巴甜和3，3-二甲基丁醛于溶剂A中反应；

(2)在步骤1反应液中加入醋酸硼氢化钠还原反应；

(3)步骤2反应液用溶剂B萃取，有机层干燥；

(4)步骤3所得干燥品用溶剂C结晶即得。

上述溶剂A、溶剂B、溶剂C是水、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚、四氢呋喃中的任意一种或一种以上；溶剂A优选水、甲醇、乙醇、四氢呋喃，最优选甲醇和四氢呋喃，其中甲醇和四氢呋喃体积比为0∶10～10∶0，优选体积比为2∶8～8∶2；溶剂B优选水、甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯，最优选水和乙酸乙酯，其中水和乙酸乙酯体积比为1∶9～9∶1，优选体积比为3∶7～7∶3；溶剂C优选水、甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯，最优选水和乙醇，其中水和乙醇体积比为1∶9～9∶1，优选体积比为3∶7～7∶3。

上述制备步骤(1)和步骤(2)反应温度为20～80℃，优选40～60℃，反应时间为0～24小时，优选2～5小时；步骤(4)温度为0～25℃，优选2～8℃，时间为1～8小时，优选2～4小时；

本发明不仅提供一种新的制备纽甜的合成反应条件，而且提供了一种反应后纽甜的纯化方法。本发明对反应后萃取溶剂B的比例和结晶溶剂C的比例作了大量筛选优化。实验结果表明，萃取溶剂B选择水、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚中的任意一种或几种按不同比例，结果萃取后所得产品收率以及所含杂质各不相同，最优选水和乙酸乙酯体积比3∶7～7∶3，收率85％以上，杂质小于2％；结晶溶剂C选择水、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚中的任意一种或几种按不同比例，结果结晶后所得产品收率以及所含杂质也各不相同，最优选水和乙醇体积比3∶7～7∶3，收率85％以上，杂质小于2％。

本发明纯化方法不局限于本合成反应条件下制备的反应液来纯化制备纽甜，同样适用于其他任一合成反应条件下制得的反应液来纯化制备纽甜。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)现有技术方法制备纽甜采用金属催化剂氢化法，成本高，且加压反应有爆炸的危险，而本发明反应温和，常压下即可得到高纯度产品。

(2)现有技术方法制备纽甜采用含氰基的原材料，而氰基在酸性条件下不稳定，有降解为氰化物的危险，而本发明避免了这种危险。同时，不产生含有氰基的废弃物，大大减少环境污染，有利于环境保护。

(3)本发明方法制备纽甜纯度高，经HPLC检测，产品杂质小于2％，杂质远低于美国药典33版规定限度5％。

(4)本发明方法制备纽甜收率高达85％以上，生产成本低，有较高的经济效益，适合于工作化大规模生产。

具体实施方式

实施例一一种纽甜的制备方法，含有下述制备步骤：

(1).将10g阿斯巴甜加入到100ml甲醇中，加入3，3-二甲基丁醛，温度50℃反应3小时；

(2).上述反应液加入醋酸硼氢化钠，温度50℃反应2小时；

(3).上述反应液用水和乙酸乙酯体积比4∶6萃取，有机层干燥；

(4).上述所得干燥品用水和乙醇体积比3∶7结晶，得纽甜11.3g。

本实施例中，纽甜收率88％。

该实施例制得的纽甜采用高效液相色谱法(HPLC)按美国药典33版方法测得纽甜的纯度为98.9％。

实施例二一种纽甜的制备方法，含有下述制备步骤：

(1).将15g阿斯巴甜加入到100ml四氢呋喃中，加入3，3-二甲基丁醛，温度30℃反应2小时；

(2).上述反应液加入醋酸硼氢化钠，温度30℃反应3小时；

(3).上述反应液用水和二氯甲烷体积比5∶5萃取，有机层干燥；

(4).上述所得干燥品用水和丙酮体积比5∶5结晶，得纽甜17.2g。

本实施例中，纽甜收率89％，HPLC检测纯度98.5％。

实施例三一种纽甜的制备方法，含有下述制备步骤：

(1).将12g阿斯巴甜加入到100ml四氢呋喃中，加入3，3-二甲基丁醛，温度60℃反应2小时；

(2).上述反应液加入醋酸硼氢化钠，温度60℃反应1小时；

(4).上述所得干燥品用水和丙酮体积比4∶6结晶，得纽甜13.4g。

本实施例中，纽甜收率87％，HPLC检测纯度99.1％。

实施例四一种纽甜的制备方法，含有下述制备步骤：

(1).将20g阿斯巴甜加入到150ml甲醇∶四氢呋喃体积比5∶5溶液中，加入3，3-二甲基丁醛，温度25℃反应8小时；

(2).上述反应液加入醋酸硼氢化钠，温度25℃反应4小时；

(3).上述反应液用水和乙酸乙酯体积比5∶5萃取，有机层干燥；

(4).上述所得干燥品用水和丙酮体积比1∶9结晶，得纽甜21.9g。

本实施例中，纽甜收率85％，HPLC检测纯度98.8％。

Claims

1.一种纽甜的制备方法，其特征在于：用醋酸硼氢化钠作还原剂将阿斯巴甜和3，3-二甲基丁醛的反应物还原制备纽甜，反应式如下：

2.根据权利要求1所述的纽甜的制备方法，其特征在于含有下述制备步骤：

(1)将阿斯巴甜和3，3-二甲基丁醛于溶剂A中反应；

(2)步骤1反应液中加入醋酸硼氢化钠反应；

(3)步骤2反应液用溶剂B萃取，有机层干燥；

(4)步骤3所得干燥品用溶剂C结晶即得；

其中，溶剂A、溶剂B、溶剂C是水、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚、四氢呋喃中的任意一种或一种以上。

3.根据权利要求2所述的纽甜的制备方法，其特征在于：溶剂A优选水、甲醇、乙醇、四氢呋喃；溶剂B优选水、甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯；溶剂C优选水、甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯。

4.根据权利要求3所述的纽甜的制备方法，其特征在于：溶剂A优选甲醇和四氢呋喃；溶剂B优选水和乙酸乙酯；溶剂C优选水和乙醇。

5.根据权利要求4所述的纽甜的制备方法，其特征在于：溶剂A甲醇和四氢呋喃体积比为0∶10～10∶0；溶剂B水和乙酸乙酯体积比为1∶9～9∶1；溶剂C水和乙醇体积比为1∶9～9∶1。

6.根据权利要求5所述的纽甜的制备方法，其特征在于：溶剂A甲醇和四氢呋喃体积比为2∶8～8∶2；溶剂B水和乙酸乙酯体积比为3∶7～7∶3；溶剂C水和乙醇体积比为3∶7～7∶3。

7.根据权利要求2所述的纽甜的制备方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)反应温度为20～80℃，反应时间为0～24小时；步骤(4)温度为0～25℃，时间为1～8小时。

8.根据权利要求7所述的纽甜的制备方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)反应温度优选为40～60℃，反应时间优选为2～5小时；步骤(4)优选温度为2～8℃，时间优选为2～4小时。