CN112142687B - 一种乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工生产领域，具体涉及一种乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法，包括如下步骤：氨基磺酸和三乙胺合成所得物，即中和反应液先部分铺底，再滴加定量双乙烯酮反应得到配制液，中和反应液和双乙烯酮连续进入反应器，经连续酰化反应得到DKA反应液；本发明比传统单釜间歇滴加双乙烯酮，加快了换热速度，缩短了生产周期，提高了生产效率，同时解决了因人工操作产生的质量不稳定和安全隐患等问题。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法。
背景技术
安赛蜜(乙酰磺胺酸钾)，6-甲基-1,2,3-氧恶嗪-4-(3H)-酮-2,2-二氧化物；6-甲基-1,2,3-氧噁嗪-4-(3H)-酮-2,2-二氧钾盐；6-甲基-1,2,3-氧恶嗪-4-(3H)-酮-2,2-二氧钾盐；6-甲基-2,2-二氧代-1,2,3-氧硫氮杂；乙酰磺胺酸钾；6-甲基-1,2,3-氧嗪-4-(3H)-酮-2,2-二氧钾盐；AK糖英文名：RARECHEM AM UC 0205；SWEET ONE；SUNETTE；POTASSIUM 6-METHYL-1,2,3-OXATHIAZIN-4(3H)-ONE 2,2-DIOXIDE；6-methyl-3,4-dihydro-1,2,3-oxathiazin-4-one 2,2-dioxide；acesulfame；ACESULFAME K；ACESULFAME POTASSIUM。外观性质：白色结晶性粉末，易溶于水，微溶于乙醇；CAS号:55589-62-3；
分子式:C4H4KNO4S；分子量:201.2；熔点：225°；水溶解性：270g/L at 20℃；
密度：1.81；结构式：
作用和用途：该品具有强烈甜味，甜度约为蔗糖的130倍，呈味性质与糖精相似。高浓度时有苦味。不吸湿，室温下稳定，与糖醇、蔗糖等有很好的混合性。作为非营养型甜味剂，可广泛用于各种食品。按我国GB2760－90规定，可用于液体、固体饮料、冰淇淋、糕点、果酱类、酱菜类、蜜饯、胶姆糖、餐桌用甜味料，最大使用量0.3g/kg。
现有技术处理工艺：
(1)氨基磺酰氟-双乙烯酮法：以氨基磺酰氟为原料与双乙烯酮在低温条件下反应生产乙酰乙酰胺基磺酰氯，然后在碱或酸催化条件下关环制备AK糖；
(2)乙酰乙酰胺-氯磺酸法：以乙酰乙酰胺为原料与氯磺酸在低温条件下反应生产乙酰乙酰胺基磺酰氯，然后在低温下水解制备AK糖；
(3)氨基磺酸-三氧化硫法：以氨基磺酸为原料在三乙胺存在的条件下，与双乙烯酮反应生成乙酰乙酰胺基磺酸三乙胺盐，然后在低温条件下用三氧化硫关环制备AK糖。
四种合成方法中，方法(1)、(2)均存在原料来源困难，反应条件苛刻等缺点，不利于工业化生产；方法(3)以工业上易得的氨基磺酸、双乙烯酮、三乙胺、三氧化硫和冰醋酸为原料，反应条件温和，产品收率高，纯度高，是一种很理想的工业化方法。但目前此方法采用的是间歇釜式反应模式，存在需要装卸料、清洗等辅助工序，产品质量不易稳定等缺点。
(1)谭东.第四代合成甜味剂安赛蜜的制法[J].广西化工，1997(3)：10
(2)李家林、杜晨光、张素娟.一种乙酰磺胺酸钾的合成工艺
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(3)段湘生，王洪成，王楚萍等.乙酰磺胺酸钾的合成[J].精细化工，1996(5)：22
(4)冯锐.甜味剂安赛蜜的合成研究[J].四川师范学院学报，1999，20(1)：55
发明内容
本发明的目的在于提供一种乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法，以氨基磺酸为原料在三乙胺存在的条件下，与双乙烯酮连续反应制备乙酰乙酰胺基磺酸三乙胺盐的连续工艺，该工艺具有工艺简单、成本低、产品质量好、全程连续化等特点。
本发明技术方案如下：
一种乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法，包括如下步骤：
1)氨基磺酸和三乙胺合成所得物，即中和反应液先部分铺底，再滴加定量双乙烯酮反应得到配制液，中和反应液和双乙烯酮连续进入反应器，经连续酰化反应得到DKA反应液；
2)所述配制液，氨基磺酸和双乙烯酮的mol比例n(氨基磺酸)：n(双乙烯酮)＝1：1.0～1.5；其温度为20～35℃；其滴加时间10min～60min；其反应时间1～2h；
3)所述连续酰化反应，氨基磺酸和双乙烯酮的mol比例n(氨基磺酸)：n(双乙烯酮)＝1：1.0～1.5；酰化反应温度为20～35℃；酰化停留时间2h～6h。
进一步优选的是，配置配制液时，氨基磺酸和双乙烯酮的mol比例n(氨基磺酸)：n(双乙烯酮)＝1:1.0～1.2，其温度为20～25℃。
进一步优选的是，配置配制液时，双乙烯酮滴加时间20min～40min。
进一步优选的是，配置配制液时，其反应时间1～1.5h。
进一步优选的是，所述连续酰化反应，氨基磺酸和双乙烯酮的mol比例n(氨基磺酸)：n(双乙烯酮)＝1:1.0～1.2。
进一步优选的是，所述连续酰化反应，酰化反应温度为20～25℃。
进一步优选的是，所述连续酰化反应，酰化停留时间3～4h。
本发明提供的乙酰磺胺酸钾合成连续酰化合成工艺，包括以下步骤：
1)氨基磺酸和三乙胺合成所得物，即中和反应液先部分铺底，再滴加定量双乙烯酮反应得到配制液，中和反应液和双乙烯酮连续进入反应器，经连续酰化反应得到DKA反应液。
2)所述配制液，其比例为：n(氨基磺酸)：n(双乙烯酮)＝1：1.0～1.5，优选1:1.0～1.2；其温度为20～35℃；优选20～25℃；其滴加时间10min～60min，优选20min～40min；其反应时间1～2h，优选1～1.5h；
3)所述连续酰化反应，其比例n(氨基磺酸)：n(双乙烯酮)＝1：1.0～1.5，优选1:1.0～1.2；酰化反应温度为20～35℃，控制在20～25℃最佳；酰化停留时间2h～6h，优选3～4h。
4)以氨基磺酸计，DKA的反应收率为95％～98％。
应用所述优选的参数范围，DKA的反应收率更高。
有益的技术效果：
1)采用多釜串联的方式连续化反应，实现了操作的连续性，降低了劳动强度和设备投资，综合成本低；
2)酰化反应温度为常温常压，与低温法相比，反应稳定性更好，产品选择性更高，大大降低副产物的产生率；
3)比传统单釜间歇滴加双乙烯酮，加快了换热速度，缩短了生产周期，提高了生产效率，同时解决了因人工操作产生的质量不稳定和安全隐患等问题。传统单釜间歇滴加双乙烯酮，在换热面积一定的条件下，反应产生的热量若不能及时转移，会产生累积热，温度会升高；所以要保持温度稳定，双乙烯酮滴加时间就会延长，生产周期就会延长；而连续反应，连续滴加过程中，釜中容积一定，连续进连续出，热量被及时转移，累积热随着时间的推移逐渐降低，缩短了反应周期，提高了生产效率。
附图说明
图1为乙酰磺胺酸钾合成连续酰化合成工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述，本领域技术人员应当理解，所述实施例仅用于示例，而不对本发明构成任何限制。
实施例1：
在酰化釜1中加入600g中和反应液(含氨基磺酸0.76mol)，然后开启搅拌，缓慢滴加双乙烯酮78.2g，过程中控制反应温度20～25℃，滴加时间40min，双乙烯酮加完后，20～25℃保温1.5h，完成铺底液的配制。
中和反应液30g/h与双乙烯酮3.9g/h一起向酰化釜1中连续投料；每只酰化釜停留时间1h，通过溢流的方式溢流至酰化釜2，酰化釜2通过溢流的方式溢流至酰化釜3，酰化釜3通过溢流的方式溢流至酰化釜4，停留时间共4h，过程中控制每只酰化釜温度在20～25℃，酰化釜4通过溢流的方式溢流至接收釜，即得酰化液。以氨基磺酸计，DKA的反应收率为98％。
实施例2：
在酰化釜1中加入600g中和反应液(含氨基磺酸0.76mol)，然后开启搅拌，缓慢滴加双乙烯酮71.66g，过程中控制反应温度25～30℃，滴加时间20min，双乙烯酮加完后，20～25℃保温1h，完成铺底液的配制。
中和反应液30g/h与双乙烯酮3.5g/h一起向酰化釜1中连续投料；每只酰化釜停留时间1h，通过溢流的方式溢流至酰化釜2，酰化釜2通过溢流的方式溢流至酰化釜3，停留时间共3h，过程中控制每只酰化釜温度在25～35℃，酰化釜3通过溢流的方式溢流至接收釜，即得酰化液。以氨基磺酸计，DKA的反应收率为97％。
实施例3：
在酰化釜1中加入600g中和反应液(含氨基磺酸0.76mol)，然后开启搅拌，缓慢滴加双乙烯酮65.2g，过程中控制反应温度25～30℃，滴加时间20min，双乙烯酮加完后，20～25℃保温1h，完成铺底液的配制。
中和反应液30g/h与双乙烯酮2.5g/h一起向酰化釜1中连续投料；每只酰化釜停留时间1h，通过溢流的方式溢流至酰化釜2，酰化釜2通过溢流的方式溢流至酰化釜3，停留时间共3h，过程中控制每只酰化釜温度在25～35℃，酰化釜3通过溢流的方式溢流至接收釜，即得酰化液。以氨基磺酸计，DKA的反应收率为95.5％。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
氨基磺酸和三乙胺合成所得物，即中和反应液先部分铺底，再滴加定量双乙烯酮反应得到配制液，中和反应液和双乙烯酮连续进入反应器，经连续酰化反应得到DKA反应液；
2）所述配制液，氨基磺酸和双乙烯酮的mol比例n（氨基磺酸）：n（双乙烯酮）=1：1.0〜1.5；其温度为20〜35℃；其滴加时间10min~60min；其反应时间1~2h；
3）所述连续酰化反应，氨基磺酸和双乙烯酮的mol比例n（氨基磺酸）：n（双乙烯酮）=1：1.0〜1.5；酰化反应温度为20〜35℃；酰化停留时间2h~6h；采用多釜串联的方式连续化反应。
2.根据权利要求1所述乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法，其特征在于，配置配制液时，氨基磺酸和双乙烯酮的mol比例n（氨基磺酸）：n（双乙烯酮）=1:1.0~1.2，其温度为20~25℃。
3.根据权利要求1所述乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法，其特征在于，配置配制液时，
双乙烯酮滴加时间20min~40min。
4.根据权利要求1所述乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法，其特征在于，配置配制液时，
其反应时间1~1.5h。
5.根据权利要求1所述乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法，其特征在于，所述连续酰化反应，氨基磺酸和双乙烯酮的mol比例n（氨基磺酸）：n（双乙烯酮）=1:1.0~1.2。
6.根据权利要求1所述乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法，其特征在于，所述连续酰化反应，酰化反应温度为20~25℃。
7.根据权利要求1所述乙酰磺胺酸钾合成中连续酰化合成方法，其特征在于，所述连续酰化反应，酰化停留时间3~4h。
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