CN103626840A - 一种原料含有手性异构体的阿斯巴甜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原料含有手性异构体的阿斯巴甜的制备方法，属于食品添加剂领域，其包括如下步骤：酸酐化反应和缩合反应，其中，酸酐化反应的产物通过溶解度差异进行提纯；缩合反应产物先通过溶解度差异进行提纯，然后将杂质进行回流、结晶、水解回收得到L-天冬氨酸，本发明的优点在于，既提高了产品的纯度和质量，又能将副产物回收转化为生产阿斯巴甜的原料。

Description

一种原料含有手性异构体的阿斯巴甜的制备方法

技术领域

本发明涉及一种原料含有手性异构体的阿斯巴甜的制备方法，属于食品添加剂技术领域。

背景技术

阿斯巴甜，化学名称为L-天冬氨酞-L-苯丙氨酸甲酯，是一种非碳水化合物类的人造甜味剂，其热稳定性较差，55℃以下相对较稳定，在pH2~4之间相对比较稳定，其盐酸盐的溶解度较大。阿斯巴甜有酸酐化、缩合、酯化、中和四步主要反应构成。在阿斯巴甜的酸酐合成过程中，投入甲酸、乙酐、L天冬氨酸，在30℃~100℃反应，可以生成不同比例的L天冬氨酸酐和DL天冬氨酸酐，其中温度越高，消旋现象越明显，直到完全消旋。

在阿斯巴甜的缩合合成过程中，投入L-苯丙氨酸和液碱，维持pH在9.5~11.5，与酸酐反应生成二肽，当苯丙的配料浓度在0%~10%的范围内，温度在-5℃~20℃之间，L-苯丙氨酸在形成二肽的过程中会发生不同程度的消旋，其中，L-苯丙氨酸的配料浓度越低消旋情况越明显，温度、pH值越高消旋情况越明显。

发明内容

本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种纯度和质量都有明显提高的阿斯巴甜的制备方法。

一种原料含有手性异构体的阿斯巴甜的制备方法，包括依次进行的酸酐化反应和缩合反应两个步骤，其中，

所述酸酐化步骤具体为：在30~33℃的温度条件下，将甲酸、乙酸酐、L-天冬氨酸进行投料、混合，然后在40~45℃的温度条件下保温反应12~15h，再进行离心分离，得到N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐和含有N-甲酰-α-DL-天冬氨酸酐母液一，将所述母液一进行减压蒸馏，控制减压蒸馏的温度在70~80℃，真空度为0.08~0.09，得到N-甲酰-α-DL-天冬氨酸酐，然后向N-甲酰-α-DL-天冬氨酸酐中加入质量分数为14~17%的盐酸，在100~110℃的温度条件下回流10~12h，水解得到DL-天冬氨酸；本步骤中，如果保温反应温度高于75℃，将不能得到N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐，冷却结晶后无固体析出，体系全为液体。

所述缩合反应步骤具体为：将酸酐化步骤中得到的N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐在0~10℃的温度条件下与L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠进行投料、混合，控制L-苯丙氨酸在N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠混合物中质量分数为0~5%，然后在-1~2℃的温度条件下保温反应0.5~1.5h，调节pH至0.5~1，利用隔膜压滤机进行高压板框分离，得到N-甲酰-α-L-天冬氨酐-L-苯丙氨酸和含有N-甲酰-L-天冬氨酰-DL-苯丙氨酸的母液二，将所述母液二浓缩5~10倍，加入3~10mol/L的盐酸，升温至100~110℃，保温回流12~20h，在3~10mol/L的盐酸中，升温至100~110℃，保温回流12~20h，然后降温至85~95℃，用氢氧化钠快速中和至pH=5~6，降温至10~20℃结晶，分离得到DL-苯丙氨酸和母液三，将所述母液三用质量分数为25~35%的盐酸调节pH至2.7~2.9，结晶分离，得到L-天冬氨酸。本步骤中，L-苯丙氨酸在N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠混合物中质量分数为0~5％，以水为溶剂的母液体系对N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸（二肽）和N-甲酰-L-天冬氨酰-DL-苯丙氨酸的溶解度的差异较大，可以分离出N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸，而N-甲酰-L-天冬氨酰-DL-苯丙氨酸则溶解在母液中。

本发明中，所述氢氧化钠为氢氧化钠固体或氢氧化钠溶液。

进一步地，所述氢氧化钠溶液的质量分数为32%。

本发明中，所述缩合反应步骤中，用于回流母液二的盐酸的浓度为6mol/L中，用于调节母液三pH的盐酸的质量分数为31%。

本发明的有益效果在于：既提高了产品的纯度和质量，又能将副产物回收转化为生产阿斯巴甜的原料。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施例。

实施例1

一种阿斯巴甜的制备方法，包括如下步骤：

1、酸酐化，在30~33℃的温度条件下，将甲酸、乙酸酐、L-天冬氨酸进行投料、混合，然后在40~45℃的温度条件下保温反应14h，再进行离心分离，得到N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐和含有N-甲酰-α-DL-天冬氨酸酐母液一，将所述母液一进行减压蒸馏，控制减压蒸馏的温度在70~80℃，真空度为0.08~0.09，得到N-甲酰-α-DL-天冬氨酸酐，然后向N-甲酰-α-DL-天冬氨酸酐中加入质量分数为14~17%的盐酸，在100~110℃的温度条件下回流10~12h，水解得到DL-天冬氨酸；

2、缩合反应，将酸酐化步骤中得到的N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐在0~10℃的温度条件下与L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠进行投料、混合，控制L-苯丙氨酸在N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠混合物中质量分数为3％，然后在-1~2℃的温度条件下保温反应1.5h，调节pH至0.5~1，利用隔膜压滤机进行高压板框分离，得到N-甲酰-α-L-天冬氨酐-L-苯丙氨酸和含有N-甲酰-L-天冬氨酰-DL-苯丙氨酸的母液二，将所述母液二浓缩5~10倍，加入6mol/L的盐酸，升温至100~110℃，保温回流15h，然后降温至85~95℃，用质量分数为32%的氢氧化钠快速中和至pH=5~6，降温至10~20℃结晶，分离得到DL-苯丙氨酸和母液三，将所述母液三用质量分数为31%的盐酸调节pH至2.7~2.9，结晶分离，得到L-天冬氨酸。

3、酯化，将步骤2得到的N-甲酰-α-L-天冬氨酐-L-苯丙氨酸，在55~60℃的温度条件下，与甲醇、盐酸、水进行投料、混合，然后在25~28℃的温度条件下进行保温反应168h，再进行离心分离，得到α-L-天冬氨酸-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐和母液三。

4、中和结晶，将步骤3得到的α-L-天冬氨酸-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐在40~45℃的温度条件下，与水进行投料、混合，然后在55~60℃的温度条件下进行中和反应0.5~1h，继续调节pH至4.8~5.1之间，再进行，洗涤、高压板框分离，得到湿品阿斯巴甜和母液四，最后将湿品阿斯巴甜再依次进行破碎、混合、造粒、抛丸、烘干、筛选、包装。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (4)

1.一种原料含有手性异构体的阿斯巴甜的制备方法，包括依次进行的酸酐化反应和缩合反应两个步骤，其特征在于，

所述酸酐化步骤具体为：在30~33℃的温度条件下，将甲酸、乙酸酐、L-天冬氨酸进行投料、混合，然后在40~45℃的温度条件下保温反应12~15h，再进行离心分离，得到N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐和含有N-甲酰-α-DL-天冬氨酸酐母液一，将所述母液一进行减压蒸馏，控制减压蒸馏的温度在70~80℃，真空度为0.08~0.09，得到N-甲酰-α-DL-天冬氨酸酐，然后向N-甲酰-α-DL-天冬氨酸酐中加入质量分数为14~17%的盐酸，在100~110℃的温度条件下回流10~12h，水解得到DL-天冬氨酸；

所述缩合反应步骤具体为：将酸酐化步骤中得到的N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐在0~10℃的温度条件下与L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠进行投料、混合，控制L-苯丙氨酸在N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠混合物中质量分数为0~5%，然后在-1~2℃的温度条件下保温反应0.5~1.5h，调节pH至0.5~1，利用隔膜压滤机进行高压板框分离，得到N-甲酰-α-L-天冬氨酐-L-苯丙氨酸和含有N-甲酰-L-天冬氨酰-DL-苯丙氨酸的母液二，将所述母液二浓缩5~10倍，加入3~10mol/L的盐酸，升温至100~110℃，保温回流12~20h，然后降温至85~95℃，用氢氧化钠快速中和至pH=5~6，降温至10~20℃结晶，分离得到DL-苯丙氨酸和母液三，将所述母液三用质量分数为25~35%的盐酸调节pH至2.7~2.9，结晶分离，得到L-天冬氨酸。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠为氢氧化钠固体或氢氧化钠溶液。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述缩合反应步骤中，用于回流母液二的盐酸的浓度为6mol/L中，用于调节母液三pH值的盐酸的质量分数为31%。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的质量分数为32%。