CN104725219A - S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高光学活性甜味抑制剂S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法。本发明通过D-取代乳酸酯与取代苯磺酰氯反应生成对应的R-取代磺酰基乳酸酯;然后将所得到的R-取代磺酰基乳酸酯与对甲氧基苯酚盐在溶剂下反应生成S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸酯;将所得到的酯水解、酸化后,再与含钠离子的碱反应,即得。本发明首次研发出S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法。所得到的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠光学纯度高;感官法测定S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠较外消旋体对蔗糖有更好的甜味抑制效果,可以减少外消旋体中非有效成分R型在人体中的代谢负担,并且消除了对人体的潜在危害。
Description
技术领域
本发明涉及一种甜味抑制剂的制备方法,具体地指一种高光学活性甜味抑制剂S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法。
背景技术
糖作为食品中一种重要的基本原料,除了提供甜味口感以外还具有防腐、增色、分散、粘结定型等其他作用。但是当糖在食品中添加量较大时,会导致食品太甜、太腻。甜味抑制剂的出现使得这个问题迎刃而解,它们可以与甜味剂竞争性的同味蕾细胞上的甜味受体结合,降低食品甜度的同时又不影响糖类的其他功能的发挥。
2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠(SPMP)作为一种甜味抑制剂最早发现存在于咖啡豆中,目前广泛应用于饮料、调味品、风味食品、焙烤食品、谷物制成品、冷冻乳制品等行业。
但是,目前商业化的SPMP是以S型和R型共存的外消旋体。众所周知,在外消旋体中往往只有一种光学异构体具有生物活性。因此,使用光学纯的异构体代替外消旋体,既可以降低添加量,减轻非有效异构体成分在生物体中的代谢负担;而且,有时没有生物活性的异构体还可能会对机体造成严重危害。
因此,研究制备高光学纯2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠无疑具有很好的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足,提供一种高光学活性甜味抑制剂S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法。
为实现上述目的,本发明所提供S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法,包括以下步骤:
1)通过D-取代乳酸酯与取代苯磺酰氯反应生成对应的R-取代磺酰基乳酸酯;
2)然后将所得到的R-取代磺酰基乳酸酯与对甲氧基苯酚盐在溶剂下反应生成S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸酯;
3)将所得到的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸酯水解、酸化后,再与含钠离子的碱反应得到S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠;
反应式如下:
其中,R1=氢、卤素、C1~C4烷基、硝基;
R2=氢、卤素、C1-C4烷基、硝基;
R3=C1~C4烷基。
本发明步骤1)中,所述D-取代乳酸酯与取代苯磺酰氯反应条件为,所述D-取代乳酸酯与取代苯磺酰氯的摩尔比为1~2:1,在溶剂甲苯和缚酸剂三乙胺中反应10~14小时后,过滤,水洗,有机相用无水硫酸钠干燥、蒸除溶剂得R-取代磺酰基乳酸酯。
本发明步骤2)的反应条件为,先加入对甲氧基苯酚盐和相转移催化剂四正丁基溴化铵,再滴加所得的R-2-(4-甲基苯磺酸基)丙酸甲酯和溶剂,回流反应20小时,生成S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸酯;所述对甲氧基苯酚盐与R-取代磺酰基乳酸酯的摩尔比为1~2:1,所用溶剂是对甲氧基苯酚盐质量的2~50倍。
本发明步骤2)中,所述R-取代磺酰基乳酸酯与对甲氧基苯酚盐反应时所用溶剂选自水、C1~C4脂肪醇、丙酮、二甲基亚砜、乙醚、四氢呋喃、二氧六环、氯仿、二氯甲烷、甲苯中的任意一种。所用溶剂优选乙醚、氯仿、二氯甲烷或甲苯中的任意一种。所述对甲氧基苯酚盐为对甲氧基苯酚钠或对甲氧基苯酚钾。
本发明步骤3)的反应条件为,加入氢氧化钠和水,回流水解,点板跟踪反应,水解完全后,分液收集水相并用稀盐酸溶液调水相pH至1.5~2.5,用乙酸乙酯萃取,蒸馏除去溶剂得白色固体,固体用10%乙醇水溶液重结晶;再与含钠离子的碱反应得到S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠。所述含钠离子的碱为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠。
本发明通过D-乳酸酯与取代苯磺酰氯反应生成对应的R-磺酰乳酸酯,然后所得到的R-磺酰乳酸酯进一步与对甲氧基酚盐反应生成S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸酯,所得到的酯碱水溶液中水解、酸化即得到S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸,S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸再进一步与含钠的碱反应得到S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠。
本发明的有益效果在于:本发明首次研发出S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法。所得到的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠光学纯度高;感官法测定S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠较外消旋体2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠对蔗糖有更好的甜味抑制效果,同时光学纯的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠可以减少外消旋体中非有效成分R-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠在人体中的代谢负担,并且消除了R-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠对人体的潜在危害。
附图说明
图1为本发明制备的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠用高效液相色谱检测ee值图。
具体实施方式
为了更好地解释本发明,以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明,但它们不对本发明构成限定。
本发明制备的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠用高效液相色谱检测ee值,所用仪器为Agilent 1200高效液相色谱(VWD,美国安捷伦科技有限公司),高效液相色谱RC-OD手性液相柱(广州研创生物技术发展有限公司);具体检测条件为:柱温:25℃、流动相比例为异丙醇:正己烷:三氟乙酸5:94.9:0.1、流速:1mL/min。S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸和R-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸的保留时间分别为11.02min、13.65min。
图1为本发明制备的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠用高效液相色谱检测ee值图。
实施例1
1)向150mL两口烧瓶中加入对甲苯磺酰氯13.70g(0.072mol)、D-乳酸甲酯7.80g(0.075mol)、30mL甲苯,滴加11.4g三乙胺,反应12小时结束反应。过滤,水洗(30mL×2),有机相用无水硫酸钠干燥、蒸除溶剂得R-2-(4-甲基苯磺酸基)丙酸甲酯。
2)向250mL两口烧瓶中加入30g二氯甲烷、对甲氧基苯酚钠4.380g(0.03mol)、四正丁基溴化铵0.32g(0.001mol),然后向烧瓶中滴加所得的R-2-(4-甲基苯磺酸基)丙酸甲酯7.74g(0.03mol)和20g二氯甲烷混合液,升温回流反应20小时。
3)然后向溶液中加1.5g氢氧化钠、15mL水,回流水解,点板跟踪反应,水解完全后,分液收集水相并用稀盐酸溶液调水相pH至2左右,用乙酸乙酯萃取(20mL×3),蒸馏除去溶剂得白色固体,固体用质量分数为10%乙醇水溶液重结晶得S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸,S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸与等摩尔的饱和氢氧化钠溶液反应后,蒸除水分,即得S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠,产率58.9%,ee值为97.5%。
实施例2
1)向150mL两口烧瓶中加入苯磺酰氯12.72g(0.072mol),D-乳酸乙酯8.85g(0.075mol)、30mL甲苯,滴加11.4g三乙胺,反应12小时结束反应。过滤,水洗(30mL×2),有机相用无水硫酸钠干燥、蒸除溶剂得R-2-苯磺酸基丙酸乙酯。
2)向250mL两口烧瓶中加入30g乙醚,对甲氧基苯酚钠4.38g(0.03mol),四正丁基溴化铵0.32g(0.001mol),然后向烧瓶中滴加R-2-苯磺酸基丙酸乙酯7.74g(0.03mol)和20g乙醚混合液,回流反应20小时。
3)然后向溶液中加1.5g氢氧化钠、15mL水,回流水解,点板跟踪反应,水解完全后,30℃蒸馏除去乙醚,收集水相并用稀盐酸溶液调水相pH至2左右,用乙酸乙酯萃取(20mL×3),蒸馏除去溶剂得白色固体,固体用质量分数为10%乙醇水溶液重结晶得S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸,S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸与等摩尔的饱和氢氧化钠溶液反应后,蒸除水分,即得S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠,产率77.3%,ee值为90.88%。
实施例3
1)向150mL两口烧瓶中加入对乙基苯磺酰氯14.69g(0.072mol)、D-乳酸正丙酯9.90g(0.075mol)、30mL甲苯,滴加11.4g三乙胺,反应12小时结束反应。过滤,水洗(30mL×2),有机相用无水硫酸钠干燥、蒸除溶剂得R-2-(4-乙基苯磺酸基)丙酸丙酯。
2)向250mL两口烧瓶中加入30g二氯甲烷,对甲氧基苯酚钠4.38g(0.03mol),四正丁基溴化铵0.32g(0.001mol),然后向烧瓶中滴加R-2-(4-乙基苯磺酸基)丙酸丙酯9.00g(0.03mol)、20g二氯甲烷。升温回流反应20小时。
3)然后向溶液中加1.5g氢氧化钠,回流水解,点板跟踪反应,水解完全后,稀盐酸溶液调溶液pH至2左右,分液,水相用乙酸乙酯萃取(20mL×3),蒸馏除去溶剂得白色固体,固体用质量分数为10%乙醇水溶液重结晶得S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸,S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸与等摩尔的饱和氢氧化钠溶液反应后,蒸除水分即得S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠,产率55.4%,ee值为87.63%。
实施例4
1)向150mL两口烧瓶中加入对氯苯磺酰氯15.12g(0.072mol),D-乳酸甲酯7.80g(0.075mol),30mL甲苯,滴加11.4g三乙胺,反应12小时结束反应。过滤,水洗(30mL×2),有机相用无水硫酸钠干燥、蒸除溶剂得R-2-(4-氯苯磺酸基)丙酸甲酯。
2)向250mL两口烧瓶中加入30g甲苯,对甲氧基苯酚钾4.86g(0.03mol),四正丁基溴化铵0.32g(0.001mol),然后向烧瓶中滴加R-2-(4-氯苯磺酸基)丙酸甲酯8.34g(0.03mol)和20g甲苯混合液。升温回流反应20小时。
3)然后向溶液中加1.5g氢氧化钠、15mL水,回流水解,点板跟踪反应,水解完全后,分液收集水相并用稀盐酸溶液调水相pH至2左右,用乙酸乙酯萃取(20mL×3),蒸馏除去溶剂得白色固体,固体用质量分数为10%乙醇水溶液重结晶得S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸,S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸与等摩尔的饱和氢氧化钠溶液反应后,蒸除水分,即得S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠,产率60.7%,ee值为97.02%。
实施例5
1)向150mL两口烧瓶中加入2,4-二氯苯磺酰氯17.64g(0.072mol),D-乳酸乙酯8.85g(0.075mol),30mL甲苯,滴加11.4g三乙胺,反应12小时结束反应。过滤,水洗(30mL×2),有机相用无水硫酸钠干燥、蒸除溶剂得R-2-(2,4-二氯苯磺酸基)丙酸乙酯。
2)向250mL两口烧瓶中加入30g氯仿,对甲氧基苯酚钾4.86g(0.03mol),四正丁基溴化铵0.32g(0.001mol),然后向烧瓶中滴加R-2-(2,4-二氯苯磺酸基)丙酸乙酯9.81g(0.03mol)和20g氯仿混合液,升温至45℃反应20小时。
3)然后向溶液中加1.5g氢氧化钠、15mL水,回流水解,点板跟踪反应,水解完全后,分液收集水相并用稀盐酸溶液调水相pH至2左右,用乙酸乙酯萃取(20mL×3),蒸馏除去溶剂得白色固体,固体用质量分数为10%乙醇水溶液重结晶得S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸,S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸与等当量的饱和碳酸钠溶液反应后,蒸除水分即得S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠,产率55.4%,ee值为91.33%。
对比例
本发明分别用外消旋体2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠和S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠进行蔗糖甜味抑制活性对比试验;并采用感官法测定。
1)分别配制1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%系列浓度的蔗糖溶液、含0.01%的外消旋体2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的15%蔗糖溶液、含0.01%ee值大于98%的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的15%蔗糖溶液。
2)甜味评价
六位志愿者(三男三女,年龄介于22~45周岁)参与该实验中甜味效果的评价。先品尝含抑制剂的15%蔗糖溶液的甜度。用水簌口,再品尝无抑制剂的糖溶液,初步得到含抑制剂的蔗糖溶液甜度,在此基础上,隔1小时后,先尝无抑制剂的接近该浓度的蔗糖溶液,用水漱口,10分钟后,再尝含抑制剂的15%蔗糖溶液,并进行对比,看甜度是否接近。如此反复进行,直到得到准确的数据,并记录该蔗糖溶液的浓度。然后计算抑制率。
计算方法如下:
取6人所感觉的甜度平均值,假设数值为A,则甜味抑制率为:(15-A)/15*100%。
实验结果表明,0.01%的外消旋体2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠对15%的蔗糖溶液的甜味抑制率为43.22±4.61%。0.01%的ee值大于98%的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠对15%的蔗糖溶液的甜味抑制率为81.11±4.58%。由此可见,外消旋体中起关键作用的物质是S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠。
Claims (8)
1.一种S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)通过D-取代乳酸酯与取代苯磺酰氯反应生成对应的R-取代磺酰基乳酸酯;
2)然后将所得到的R-取代磺酰基乳酸酯与对甲氧基苯酚盐在溶剂下反应生成S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸酯;
3)将所得到的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸酯水解、酸化后,再与含钠离子的碱反应得到S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠;
反应式如下:
其中,R1=氢、卤素、C1~C4烷基、硝基;
R2=氢、卤素、C1-C4烷基、硝基;
R3=C1~C4烷基。
2.根据权利要求1所述的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述D-取代乳酸酯与取代苯磺酰氯反应条件为,所述D-取代乳酸酯与取代苯磺酰氯的摩尔比为1~2:1,在甲苯和三乙胺中反应10~14小时后,过滤,水洗,有机相用无水硫酸钠干燥、蒸除溶剂得R-取代磺酰基乳酸酯。
3.据权利要求1所述的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法,其特征在于:步骤2)的反应条件为,先加入对甲氧基苯酚盐和四正丁基溴化铵,再滴加溶剂和所得的R-2-(4-甲基苯磺酸基)丙酸甲酯,回流反应20小时,生成S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸酯;所述对甲氧基苯酚盐与R-取代磺酰基乳酸酯的摩尔比为1~2:1,所用溶剂是对甲氧基苯酚盐质量的2~50倍。
4.据权利要求1或3所述的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法,其特征在于:步骤2)中,所述R-取代磺酰基乳酸酯与对甲氧基苯酚盐反应时所用溶剂选自水、C1~C4脂肪醇、丙酮、二甲基亚砜、乙醚、四氢呋喃、二氧六环、氯仿、二氯甲烷、甲苯中的任意一种。
5.据权利要求4所述的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法,其特征在于:步骤2)中,所述R-取代磺酰基乳酸酯与对甲氧基苯酚盐反应时所用溶剂选自乙醚、氯仿、二氯甲烷、甲苯中的任意一种。
6.根据权利要求4所述的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法,其特征在于:步骤2)中,所述对甲氧基苯酚盐为对甲氧基苯酚钠或对甲氧基苯酚钾。
7.根据权利要求1所述的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法,其特征在于:步骤3)的反应条件为,加入氢氧化钠和水,回流水解,点板跟踪反应,水解完全后,分液收集水相并用稀盐酸溶液调水相pH至1.5~2.5,用乙酸乙酯萃取,蒸馏除去溶剂得白色固体,固体用质量分数为10%乙醇水溶液重结晶;再与含钠离子的碱反应得到S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠。
8.根据权利要求7所述的S-2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的制备方法,其特征在于:步骤3)中,所述含钠离子的碱为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠。
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CN114516792B (zh) * | 2022-01-28 | 2023-01-06 | 华南理工大学 | 2-(3,4,5-三甲氧基苯氧基)丙酸及其制备方法和应用 |
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CN104725219B (zh) | 2017-08-08 |
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