KR20040099305A

KR20040099305A - 수크랄로스 정제를 위한 추출 방법

Info

Publication number: KR20040099305A
Application number: KR10-2004-7014006A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 제이. 캐타니; 니콜라스 엠. 버넌; 데이비드 사울 네이디크; 제임스 에드윈 윌리; 에드워드 미킨스키
Original assignee: 테이트 앤드 라일 퍼블릭 리미티드 컴파니
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-11-26
Also published as: EP1483278B1; CN1318437C; RU2004129749A; EP2039699A3; US7049435B2; EP1483278A1; JP5196702B2; IL163662A0; AR038901A1; JP2005526075A; EP2039699A2; RU2326887C2; KR101024882B1; AU2003216515A1; WO2003076453A1; AU2003216515B2; ATE540962T1; BR0308261A; TW200408647A; US20030171574A1

Abstract

본 발명은 수크랄로스 정제를 위한 신규한 추출 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 제조물을 포함하는 조성물에 관한 것이다.

Description

수크랄로스 정제를 위한 추출 방법{Extractive methods for purifying sucralose}

수크로스보다 몇 백배 강한 단맛을 내는 감미제인 수크랄로스, 4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스는, 수크로스의 4,1', 및 6' 위치의 히드록실기를 염소로 대체함으로써 얻는다. 수크랄로스의 합성은, 반응성이 매우 높은 1차 히드록실기를 포함한 기타의 히드록실기는 보존하면서, 특정 히드록실기만 염소 원자로 선택적 치환할 것을 요구하기 때문에 기술적으로 어려움이 있다. 상기 합성에 관한 방법들이 많이 개발되고 있다. 예를 들어, 본 명세서에 참고문헌으로 모두 포함되어 있는 미국 특허 제 4,362,869호; 제 4,826,962호; 제 4,980,463호; 및 제 5,141,860호를 참조. 그러나, 상기 방법들은 보통 수크랄로스 외에 기타의 당 화합물의 염소화물이 다양한 수준으로 포함된 생성물을 제공한다. 수크랄로스 합성에 대한 많은 노력이 있어왔음에도 불구하고, 상기 불순물 복합 혼합물로부터 고도로 순수한 형태의 수크랄로스를 단리하는 것에 대하여는 지금까지 비교적 주목이 덜 되었다. 종래 보고된 연구는, 보통 합성 혼합물로부터 직접 수크랄로스를 결정화시키는 과정에 관한 것이었는데, 이것은 불순물 수준이 높은 물질을 생성하였다. 수크랄로스는 실리카겔 크로마토그래피에 의해 합성 혼합물로부터 정제하기도 한다. 예를 들어, 본 명세서에 참고문헌으로 포함되어 있는 미국 특허, 제 5,128,248호를 참조. 그러한 과정은, 실리카겔을 사용하기 때문에, 고순도 수크랄로스의 대규모 상업적 생산에는 부적당할 수 있다. 게다가 수크랄로스로부터 할로겐화된 당 불순물을 제거하기 위한 접근에는 거의 초점이 맞추어져 있지 않았다. 이들 불순물은 아주 낮은 농도라 할지라도 수크랄로스의 당도, 맛, 및 풍미 변화의 성질에 악영향을 미칠 수 있기 때문에, 불순물의 효과적인 제거는 매우 중요하다.

수크랄로스 및 관련 화합물을 합성하기 위한 다양한 방법들이 제안되어 있다. 예를 들어, 본 발명에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 4,405,654 호는, 관련 화합물 1',4',6'-트리클로로-1',4',6'-트리데옥시수크로스의 합성 방법에 관한 것이다. 펜타아세테이트 전구물질을 탈아세틸화한 후에, 반응 혼합물을 실리카겔 상에서 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제한다. 이 생성물을 아세트산 에틸로써 실리카겔로부터 용리시킨다.

본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 4,980,463호는, 수크랄로스-6-벤조에이트의 메탄올 용액을 KOH로 처리함으로써 수크랄로스를 생산하는 방법에 관한 것이다. 메탄올은 증발로써 제거하고, 잔류물을 물에 용해한다. 아세트산 에틸의 각 1/4 부피씩으로 수용액을 3회 추출한다. 합쳐진 유기 추출물은 농축한 후 물로 역추출하여 아세트산 에틸에 존재하는 수크랄로스를 회수한다. 합쳐진 수성 부분을 농축하고 탈색제로 처리한다. 농도의 부가는 수크랄로스의 결정화를 가능하게 한다. 회수된 결정은 99.6%의 순도를 갖는 것으로 보고되었다. 이러한 수준의 순도는, 용매 추출법에 의해서보다는 주로 결정화를 통하여 얻을 수 있다. 상기 방법은 원래의 수용액의 아세트산 에틸 추출만을 포함하므로, 수크랄로스가 수용액으로부서 유기상으로 재추출되어 더 나은 순도를 얻는 것은 아니다.

본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,034,551호는 수크랄로스-6-벤조에이트의 메탄올 용액을 가수분해하는데 염기를 사용하는 유사한 방법에 관한 것이다. 메탄올은 증발로써 제거하고, 수크랄로스를 포함하는 잔류물은 물에 용해시킨다. 이 용액을 아세트산 에틸 각 1/4 부피로써 3번 추출한다. 남은 수성층을 목탄으로 탈색하고, 농축한 후 수크랄로스가 결정화되도록 하였다.

본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,498,709 호는, 6-아실 에스테르 전구물질 화합물의 알칼리성 가수분해에 의해 생성되는 염수로부터 수크랄로스를 추출하는데 사용할 수 있는 용매에 관한 것이다. 가능한 용매로는, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 이소아밀 케톤, 염화 메틸렌, 클로로포름, 디에틸 에테르, 및 메틸 3차 부틸 에테르가 포함된다. 아세트산 에틸은, 추출 선택성, 재생 용이성 및 독성 안전성의 이유로, 적절한 용매로 제안되었다.

본 명세서에 참고 문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,498,709호는 또한 수크랄로스 전구물질의 에스테르 가수분해 후 남은 수용액을 농축하고, 그리고 나서 아세트산 에틸 또는 기타의 적절한 용매로 순차적으로 3회 추출함으로써 수크랄로스를단리한다. 그리고 나서 상기 추출물들을 합하여 선택적으로 수세함으로써, 남은 디메틸포름아미드를 제거하고, 농축 및 결정화에 의해 수크랄로스를 회수한다. 본 특허는 또한, 알칼리성 탈에스테르화 후에 얻어지는 염수에 함유된 수크랄로스를 염수에 혼화되지 않는 용매, 예를 들면, 디클로로메탄, 클로로포름, 2-부타논, 시클로헥사논, 또는 아세트산 에틸로 추출하는 방법에 관한 것이다. 그리고 나서 상기 유기 추출물을 물로 역추출하여 수크랄로스를 다시 수성상으로 이동시킨다. 이 수용액을 그 후 탈색, 농축하고, 생성된 정제 수크랄로스를 결정화함으로써 회수한다. 이 방법은 비교적 순도가 낮은 물질을 생성한다.

본 명세서에 참고문헌으로서 포함된 미국 특허 제 5,498,709 호내에 논의된 또다른 방법은, 탈에스테르화후에 남은 알칼리성 용액의 톨루엔 추출에 관한 것이다. 상세하게는, 상기 용액을 톨루엔으로 두 번 추출하여 비극성 불순물을 제거하는 것이다. 그리고 나서 수용액을 2-부타논으로 반복하여 추출한다. 상기 2-부타논 추출물을 합하여, 용매를 증발시켜서 수크랄로스를 함유하는 불그스름한 시럽을 얻는다.

본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,530,106호는, 수크랄로스-6-아세테이트의 알칼리성 가수분해 및 이어지는 중화 후에 얻어지는 조(組) 수크랄로스 용액에 대한 추출방법에 관한 것이다. 수크랄로스 수용액은 물 포화 아세트산 에틸로 추출한다. 상기 추출에 의하여, 일부 불순물은 유기상으로 선택적 분리된다. 이어서, 아세트산 에틸상을 물로 역세척하여 유기상으로 분리되어 있던 수크랄로스 부분을 회수한다. 수용액 및 역세척액을 합하여 농축, 탈색하고, 수크랄로스를 수성상으로부터 결정화함으로써 회수한다.

주의깊게 제어된 2 가지 이상의 용매 추출을 이용하지 않고, 결정화를 행하는 종래 방법은, 수크랄로스보다 극성이 큰 불순물 및 극성이 작은 불순물을 효과적으로 제거할 수는 없다. 따라서 수크랄로스의 상업적 생산을 위하여 비용이 덜 들고 보다 효과적인 방법이 필요하다. 본 발명은 상기 문제점을 해결하여, 불순물 제거에 효과적이면서도 상업적으로 실시가능한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 수크랄로스를 정제하기 위한 신규한 추출 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법에 의해 제조된 수크랄로스 제조물을 포함하는 조성물에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 방법의 한 태양을 나타내는 전반적인 개략도이다.

도 2는 본 발명의 방법의 또다른 태양을 나타내는 전반적인 개략도이다.

발명의 요약

본 발명의 한 태양은, 제 1 용매 내에 수크랄로스와 불순물을 포함하는 조성물로부터 불순물을 제거하는 방법에 관한 것으로, 적어도 일부가 비혼화성인 제 2 용매로써 조성물을 액상 추출하여 제 2 용매 내로 불순물을 제거하는 단계와, 적어도 일부가 비혼화성인 제 3 용매로써 상기 조성물을 2차 추출하여 제 3 용매 내로 수크랄로스를 이동시키고 제 1 용매 내에 불순물을 보유하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 태양은, 수크랄로스 및 불순물의 수용액을 포함하는 조성물로부터 불순물을 제거하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은, 적어도 일부가 비혼화성인 비방향성 유기 용매로써 상기 조성물을 액체 추출함으로써 상기 용매 내로 불순물을 제거하는 단계, 및 상기 조성물을 유기 용매로써 2차 추출함으로써 수크랄로스는 용매 내로 이동시키고 불순물은 수성 상 내에 보유시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 태양은 수크랄로스와 불순물의 수용액을 포함하는 조성물로부터 불순물을 제거하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은, 적어도 일부가 비혼화성인 유기 용매로써 상기 조성물을 액체 추출함으로써 상기 용매 내로 불순물을 이동시키는 단계, 상기 조성물을 유기 용매로써 2차 추출함으로써 수크랄로스는 용매 내로 이동시키고 불순물을 수성 상 내에 보유시키는 단계, 첫 번째 단계로부터 남은 유기 용매를 수용액으로써 추출함으로써 유기 상 내에 존재하는 수크랄로스를 수용액으로 이동시키는 단계, 및 상기 세 번째 단계에서 얻어진 수용액을, 첫번째 단계에서 회수된 수용액과 합하여 두 번째 단계를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 태양은, 제 1 용매 중의 수크랄로스 및 할로겐화 수크로스 유도체 용액으로부터 테트라클로로수크로스 화합물을 제거하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 적어도 일부가 비혼화성인 비방향성 제 2 용매로써 수크랄로스 및 기타의 할로겐화 수크랄로스 유도체 용액을 추출함으로써, 테트라클로로수크로스 화합물을 제 2 용매 내로 분리해 내고, 수크랄로스는 제 1 용매 내에 보유하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 태양은, 제 1 용매 중의 수크랄로스 및 불순물 용액을 포함하는 조성물로부터 불순물을 제거하는 방법에 관한 것으로서,

상기 방법은 제 1 용매보다 낮은 힐데브란드 파라미터를 갖는 제 2 용매로써 상기 조성물을 액체 추출하되, 수크랄로스보다 극성이 작은 불순물을 제 2 용매 내로 선택적으로 이동시키는 조건에서 행함으로써, 수크랄로스보다 극성이 작은 불순물에 대한 수크랄로스의 비가 증가된 제 1 용매 중의 수크랄로스 용액을 제공하는 단계, 및

제 1 용매보다 힐데브란드 파라미터가 큰 제 3 용매로써 상기 조성물을 액체 추출하되, 수크랄로스보다 극성이 큰 불순물을 제 3 용매 내로 선택적 이동시키는 조건하에서 행함으로써, 수크랄로스보다 극성이 큰 불순물에 대한 수크랄로스의 비가 증가된 제 1 용매 중의 수크랄로스 용액을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제 1 용매 중의 수크랄로스 및 불순물 용액을 포함하는 조성물로부터 불순물을 제거하는 방법으로서, 상기 방법은 제 1 용매보다 높은 힐데브란드 파라미터를 갖는 제 2 용매로써 상기 조성물을 액체 추출하되, 수크랄로스를 제 2 용매 내로 선택적 이동시키는 조건에서 행함으로써, 수크랄로스보다 극성이 작은 불순물에 대한 수크랄로스의 비가 증가된 제 2 용매 중의 수크랄로스 용액을 제공하는 단계, 및

제 2 용매보다 힐데브란드 파라미터가 큰 제 3 용매로써, 앞선 단계에서 얻어진 제 2 용매 중의 수크랄로스 용액을 액체 추출하되, 수크랄로스보다 극성이 큰 불순물을 제 3 용매 내로 선택적 이동시키는 조건하에서 행함으로써, 수크랄로스보다 극성이 큰 불순물에 대한 수크랄로스의 비가 증가된 제 2 용매 중의 수크랄로스 용액을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

또한, 본 발명의 방법 중 하나 및/또는 방법의 조합에 의해 얻어지는 수크랄로스 제조물 뿐만 아니라, 본 발명의 방법 중 하나 및/또는 방법의 조합에 의해 얻어지는 수크랄로스 제조물을 포함하는 제품도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

본 발명의 기타의 목적, 구성 및 효과는 하기하는 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 상세한 설명 및 구체적 실시예는 본 발명의 구체적 태양을 나타내는 것이지만, 예시의 목적으로만 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 정신과 범위 내에서의 다양한 변화와 개조도 본 발명에 포함되며, 이것은 하기하는 상세한 설명으로부터 당업자가 명백히 알 수 있을 것이다.

발명의 상세한 설명

본 명세서에 기재된 구체적 방법, 프로토콜, pH, 및 시약 등으로 본 발명이 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 왜냐면 이들 값은 다양할 수 있기 때문이다. 또한, 본 발명에 사용된 기술은 구체적인 구현예를 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하는 의도는 아니다. 본 명세서에서는 예를 들어, "용매"라고 하면 하나 또는 그 이상의 용매를 말하는 것이며, 당업자가 알 수 있는 등가물을 포함한다.

다르게 정의되지 않는다면, 본 명세서에 사용되는 모든 과학 기술적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 상식적으로 이해될 수 있는 것과 같은 의미를 갖는다. 바람직한 방법, 장치 및 물질을 설명하고 있지만, 여기에 기재된 방법 및 물질에 유사한 또는 등가의 것도 본 발명을 실시하고 시험하는데 사용될 수 있다. 모든 인용 문헌은 그 전체 내용이 참고문헌으로서 본명세서에 포함되어 있다.

정의

방향성 : 본 명세서에서 사용되는 방향성이라 함은 예를 들어, 벤젠, 톨루엔 또는 자일렌과 같이, 공명 콘쥬게이션 이중 결합 구조를 갖는 환상의 화합물을 포함하는 용매를 포함한다.

역세척 : 본 명세서에서 사용되는 역세척이라 함은, 제 1 용매를 추출하는 데 사용한 후 남은 제 2 용매 상을 제 1 용매의 일부로써 재추출하는 추출 단계를 포함한다. 이것은, 제 2 용매 내로 일부 분리된 수크랄로스와 같은 중요한 물질을 회수하기 위한 수단을 제공하며, 이것은 불순물을 반선택적으로 제거하는데 채용될 수 있다. 역세척 용액은 제 1 용매와 합함으로써, 제 1 용매 내에서 수크랄로스와 같은 중요한 생성물의 회수를 최대화할 수 있다. 선택적으로, 역세척 용액은 농축하여서 제 1 용매에 가할 수도 있다.

음료: 본 명세서에 사용되는 음료에는, 비-탄산 또는 탄산 음료를 포함하는데, 예를 들면, 콜라, 다이어트 콜라, 소다, 다이어트 소다, 쥬스 칵테일, 루트 비어, 버치 비어(birch beer), 음료대 음료(fountain drink), 탄산 과일 쥬스, 물, 소다수, 토닉 워터, 스포츠 드링크, 및 클럽 소다를 포함한다. 음료는 또한, 비-알콜 또는 알콜 음료를 포함하는데, 예를 들면, 에일, 필젠, 라거 맥주 또는 이들로부터 유래한 것, 맥아주, 적포도주, 백포도주, 소다 와인, 강화 포도주, 와인 쿨러, 와인 스프리처, 마가리타 믹스, 사워 믹스, 또는 데이커리 믹스를 포함하는 미리 제조된 칵테일 믹서, 발효 과일 또는 차 음료, 증류주 및 브랜디, 쉬냅스, 비터또는 코디알처럼 맛이 가미된 술을 포함한다. 음료에는 유제품, 우유제품 또는 크림 제품 또는, 하프 앤 하프, 비-유제품 크리머, 분말형 크리머, 맛이 가미된 크리머, 두유 제품 및 락토스-프리 유제품 등과 같이 유제품 대체물, 크림 대체물, 또는 우유 대체물이 포함된다. 음료는 또한, 농축된 또는 분말형의 또는 원액 형태의 과일 또는 야채 쥬스가 포함되며, 과일 및 야채 쥬스 또는 기타 음료의 혼합물이 포함된다. 음료에는 커피, 기타 커피 드링크, 기타 커피맛 시럽, 차, 아이스 티, 코코아, 그리고 이들의 혼합물 형태를 포함할 수 있다.

혼합 감미제: 본 명세서에서 사용되는 혼합 감미제라 함은, 수크랄로스, 사카린, 아스파탐, 아세술팜 칼륨, 시클라메이트, 알리탐, 스테비오사이드, 글루코스, 프럭토스, 레불로스, 말토스, 락토스, 기타의 당알콜, 솔비톨, 자일리톨 및 만니톨의 혼합을 포함하는 감미제들의 혼합 또는 치환을 포함한다.

소비제: 본 명세서에서 사용되는 소비제라 함은, 애플소스, 잼, 젤리, 마말레이드, 과일 스낵, 과일 버터, 및 과일 스프레드와 같은 과일 제품을 포함한다. 소비제는 또한 치즈, 아이스크림 및 요구르트와 같은 유제품, 우유 제품 또는 크림 제품을 포함한다. 소비제는 또한 빵, 도넛, 케이크, 치즈케이크, 데니쉬, 패스트리, 파이, 베이글, 쿠키, 스콘, 크랙커, 머핀 및 와퍼와 같은 구운 제품을 포함한다. 소비제는, 콜드 시리얼, 그릿, 핫 시리얼, 그라놀라 믹스, 오트밀, 및 트레일 믹스와 같은 시리얼 제품을 포함한다. 소비제는 버터, 땅콩 버터, 휘핑 크림, 사우어 크림, 바비큐 소스, 칠리, 시럽, 그레이비, 마요네스, 올리브, 시즈닝, 렐리쉬, 피클, 소스, 스낵 딥, 케첩, 살사, 머스타드, 샐러드 드레싱, 및 절인 고추를포함한다. 소비제는 또한 푸딩, 캔디 바, 하드 캔디, 초콜렛 제품, 롤리팝, 과일 검, 매쉬맬로, 검, 풍선검, 구미 베어, 태피, 파이 속, 시럽, 젤 스낵, 민트, 팝콘, 칩스, 및 프레츨과 같은 스낵 푸드를 포함한다. 소비제는 핫도그, 생선 통조림, 소세지, 고기 가공품, 고기 통조림, 탈수된 고기 및 런천 미트와 같은 육류 제품을 포함한다. 소비제는 수프, 콘소메, 및 불리언을 포함한다. 소비제는 치약, 치실, 입헹굼액, 의치 접착제, 에나멜 미백제, 불소 처리제 및 구강 케어겔과 같은 치과용 제품을 포함한다. 소비제는 립스틱, 립 밤, 립 글로스 및 페트롤륨 젤리와 같이 화장료 제품을 포함한다. 소비제는 또한 담배가 아닌 흡입제, 담배 대체물, 약학 조성물, 씹을 수 있는 약제, 기침 시럽, 인후용 스프레이, 인후용 정제, 기침용 적제, 항균 제품, 환약 코팅, 겔 캐플릿, 가용성 섬유제제, 제산제, 정제 코아, 신속히 흡수되는 액체 조성물, 안정한 포말 조성물, 속붕해 약제 복용 형태, 치료 목적을 위한 음료 농축물, 수성 현탁 약제, 액상 농축 조성물, 및 안정화된 소르브산 용액과 같은 치료 제품을 포함한다. 소비제는, 식사 대용 바, 식사 대용 스낵, 다이어트 보충물, 단백질 믹스, 단백질 바, 탄수화물 조절 바, 저 탄수화물 바, 식사 보충물, 전해질 용액, 밀 단백질 제품, 대사 반응 조절제, 식욕 억제 음료, 및 에크나시아 스프레이와 같은 영양제를 포함한다. 소비제는 개 및 고양이 푸드 및 새 모이와 같은 동물 사료를 포함한다. 소비제는 유아 푸드와 같은 식품을 포함한다. 소비제는 파이프 담배, 궐련 담배, 및 씹는 담배와 같은 담배 제품을 포함한다.

결정화: 본 발명에서 말하는 결정화라 함은, 용해 성분으로 용액을 포화 또는 과포화되게 하여, 상기 성분의 결정이 형성되도록 하는 과정을 포함한다. 결정 형성의 개시는 자발적일 수도 있고, 또는 결정 씨앗을 넣어주어야 할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 결정화 역시 고체 또는 액체 물질을 용매에 녹여서 용액이 되게 하고 이것을 포화 또는 과포화되게 하여 결정을 얻는 상태를 말한다. 또한, 결정화라는 말에는, 하나 이상의 용매로 결정을 세척하고, 결정을 건조시키고, 이렇게 얻어진 최종 생성물을 회수하는 부수적인 과정이 포함된다.

공급 혼합물(feed mixture): 본 발명에서 사용되는 공급 혼합물이라 함은, 수크랄로스의 어떤 합성 과정으로부터 생성되는 화합물의 혼합물을 포함한다. 수크랄로스와 불순물 일부 또는 전부의 혼합물을 포함한다.

불순물: 본 발명에서 사용되는 불순물이라 함은, 수크랄로스 이외의 화합물을 포함하며, 수크랄로스의 합성 과정에서 생성되는 수크랄로스가 아닌 생성물을 포함한다. 불순물에는, 수크로스 및 수크로스로부터 유도된 기타 이당류의 모노클로로-, 디클로로-, 테트라클로로- 및 펜타클로로- 유도체, 그리고 수크랄로스 외의 트리클로로- 유도체가 (유리된 형태로 또는 카르복시산의 에스테르 형태로 존재함) 포함된다. 불순물에는 표 1 내지 4에 기재된 할로겐화 당 유도체 중 어떤 것이 포함되는데, 예를 들면, 아세트산 디클로로수크로스, 6,1',6'-트리클로로수크로스, 4,6,6'-트리클로로수크로스, 4,1',4',6'-테트라클로로갈락토타가토스, 4,1',6'-트리클로로갈락토수크로스-6-아세테이트, 4,6,1',6'-테트라클로로갈락토수크로스, 4,1'-디클로로갈락토수크로스, 3',6'-디클로로안하이드로수크로스, 4,6'-디클로로갈락토수크로스, 1',6'-디클로로수크로스, 6,6'-디클로로수크로스, 4,1',6'-트리클로로수크로스, 4,6,6'-트리클로로갈락토수크로스, 4,1',5'-트리클로로갈락토수크로스-6-아세테이트 및 4,6,6'-트리클로로갈락토수크로스가 포함된다. 기타의 유기염 또는 무기염, 탄수화물, 또는 수크랄로스 아실화물이 포함된다.

용매: 본 명세서에서 사용되는 용매라 함은 다른 물질을 녹일 수 있는 액체를 포함한다.

감미료 제품: 본 명세서에서 사용되는 감미료 제품이라 함은, 수크랄로스 및/또는 기타의 감미제의 혼합 또는 치환을 포함하는 제품을 포함하며, 사카린, 아스파탐, 아세술팜 칼륨, 시클라메이트, 알리탐, 스테비오사이드, 글루코스, 수크로스, 프럭토스, 레불로스, 말토스, 락토스, 기타의 당 알콜, 솔비톨, 자일리톨, 및 만니톨이 포함된다.

본 발명은 불순물로부터 수크로스 유도체를 분리하는 신규한 방법에 관한 것이며, 할로겐화 수크로스 유도체 종류를 분리하는 방법을 포함한다. 상기 방법은, 불순물 및 구체적으로는 기타의 할로겐화 당 불순물로부터, 특히 수크랄로스를 분리하는 것을 가능하게 한다. 본 발명은 또한 수크랄로스를 정제하기 위한 신규한 추출방법에 관한 것이다.

본 발명은 불순물로부터 수크랄로스를 분리함에 있어서의 효율의 개선에 관한 것이다. 본 발명은, 수크랄로스와 같은 화합물의 단리 및 정제를 위한 신규한 방법에 관한 것이다. 수크랄로스보다 더 극성인 불순물을 제거하는 추출과, 그에 이어서 덜 극성인 불순물을 제거하는 부가적인 추출의 조합을 통하여, 정제된 수크랄로스 제제를 제공하는 효과적인 정제 방법이 가능하다.

본 발명은, 예를 들어, 수크랄로스 및 불순물을 포함하는 용액으로부터 불순물을 제거하기 위한 다단계 추출법을 포함한다. 1차 추출 단계는, 수성 또는 비수성 용매 내의 수크랄로스 조(組) 용액을 비혼화성의 제 2 용매로써 추출하는 것을 포함한다. 구체적인 태양에서, 제 2 용매 대 제 1 용매의 비율은 약 0.35:1일 수 있으며, 또는 약 1:2 내지 약 1:5일 수 있으며, 또는 약 1:3 내지 1:4 일 수 있으며, 또는 본 발명의 다른 구체적인 예에서는, 약 1:3.5이다. 본 추출방법은, 수크랄로스보다 덜 극성인 불순물 상당 부분을 제거한다. 선택적으로, 상기 추출에서 나온 제 2 용매상은 물, 수용액, 또는 비수성 용매로 세척하여, 제 2 용매상으로 이동한 수크랄로스 부분을 회수할 수 있다. 제 1 용매 내에 남은 조 수크랄로스 용액은, 선택적으로 제 2 용매의 역세척과 함께, 그 후 제 1 용매와 혼화되지 않는 제 3 용매로써 2차 추출을 행할 수 있다. 상기 추출을 수행함으로써, 제 3 용매 내로 수크랄로스의 많은 양이 전이될 수 있고;따라서 수크랄로스보다 더 극성인 불순물은 제 1 용매에 남게 된다. 제 2 및 제 3 용매는 동일한 용매이거나 또는 화학적으로 구분되는 용매일 수 있다. 그리고 나서, 부분적으로 정제된 수크랄로스를, 결정화 또는 기타 분리 공정에 의하여 제 3 용매로부터 회수할 수 있다. 상기 공정은 쉽게 이용가능하며, 당업자에게 공지되어 있다. 사실, 구체적으로는, 본 명세서에 참고문헌으로 통합되어 있으며, 같은 날 출원된 미국 가출원 "Process for Improving Sucralose Purity and Yield"에 개시된 결정화 방법을 채택할 수 있다.

상기의 추출 단계들의 조합은, 결정화 과정 없이 수크랄로스를 실질적으로 정제하기 위한 신규한 방법에 관한 것이다. 수크랄로스보다 극성이 작은 불순물을제거하는 추출과, 그 후에 극성이 더 큰 불순물을 제거하는 부가적인 추출을 조합하면, 정제된 수크랄로스 제제를 제공하는 효과적인 정제 방법이 된다. 더욱이, 최적화된 용매 비율, 추출 지속시간, 및 최적화된 추출 조건을 적절하게 이용함으로써, 다단계 추출 과정의 수행에 동일한 용매를 사용할 수도 있다. 여러 단계에서 동일한 용매를 사용하면, 유지되어야 하는 용매의 보유량을 줄일 수 있고, 안전성과 환경에 대한 염려를 줄일 수 있다. 본 명세서에서 기술된 바와 같이, 아세트산 에틸은 상기 추출 단계들에 적합한 대표적인 용매이다.

본 발명의 여러 추출 과정에서, 공급 혼합물로는, 수크랄로스 및 불순물, 구체적으로 수크랄로스 합성으로부터 나오는 불순물, 더욱 상세하게는 합성 과정으로부터 남은 관련된 할로겐화 수크로스 유도체, 잔류 에스테르 중간체, 및/또는 합성과정으로부터 남은 유기염 및 무기염를 포함하는 조성물을 채용할 수 있다. 상기 공급 혼합물은 수크랄로스의 여러 합성 과정으로부터 생성된다.

본 추출 방법에서 사용되어질 수 있는 용매는, 물과 혼화될 수 없는 용매, 또는 할로겐화 수크로스 유도체가 바로 녹을 수 있는 기타의 용매를 포함한다. 또한 적절한 조건에서 적절한 비율로 제 1 용매와 혼합했을 때, 할로겐화 수크로스 유도체는 쉽게 녹지만 2차 용매는 계속 분리된 상을 형성하는 기타 용매 또는 물 또는 수용액과 같이 제 1 용매에 부분적으로 용해되는 용매도 포함된다. 본 발명의 구현예에 적절하게 사용될 수 있는 용매로는, n-펜탄, n-헥산, 프레온TF, n-헵탄, 디에틸 에테르, 1,1,1 트리클로로에탄, n-도데칸, 휘발유(white spirit), 테레빈유(turpentine), 시클로헥산, 아세트산 아밀, 사염화탄소, 자일렌, 아세트산 에틸, 톨루엔, 테트라히드로퓨란, 벤젠, 클로로포름, 트리클로로에틸렌, 아세트산 셀로솔브(등록명), 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 디아세톤 알콜, 이염화 에틸렌, 염화 메틸렌, 부틸 셀로솔브(등록명), 피리딘, 셀로솔브(등록명), 모르폴린, 디메틸포름아미드, n-프로필 알콜, 에틸 알콜, 디메틸 설폭시드, n-부틸 알콜, 메틸 알콜, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 글리세롤 및 물이 포함되며, 여기에 한정되는 것은 아니다.

용매의 선택은 바람직하게는, 채용된 구체적 합성 과정으로부터 생성된 주요 불순물과 수크랄로스의 제 1 및 제 2 용매에서의 상대적 용해도에 의해 결정할 수 있다.

구체적 용매의 선택과 밀접하게 관련된 또 다른 요인으로는, 가연성, 공정 내에서 재순환 용이성, 환경 문제, 독성 및 비용이 포함된다. 용매는, 추출 과정에 사용하기 전에 의도적으로 물이나 기타 용매로 포화시킬 수 있다. 본 명세서에 개시된 분리를 수행함에 있어서, 넓은 범위의 순수한 용매 및 혼합 용매 모두를 사용할 수 있으며, 따라서, 본 발명의 범위가 구체적인 용매 또는 혼합 용매로 한정되게 해석되지는 않는다.

수크로스 유도체의 할로겐화, 구체적으로 염소화의 위치 및 범위는 생성된 화합물의 극성에 큰 영향을 미친다. 예를 들어, 여러가지 할로겐화 수크로스 유도체는 수크랄로스보다 더 극성이거나 또는 덜 극성일 수 있다. 보다 극성이 큰 유도체는 수크랄로스보다 극성이 큰 용매에 더 잘 녹는다. 동일하게, 덜 극성인 유도체는 수크랄로스보다 극성이 작은 용매에 잘 녹을 것이다. 따라서, 본 발명의방법은, 용매 상 사이에서 수크랄로스와 극성이 작은 혹은 큰 불순물의 분리를 최대화하는 용매, 용매 부피비, 추출 온도 및 조건을 이용한다. 당업자라면, 예를 들어, 여러 가지 불순물, 구체적으로는 수크랄로스보다 더 극성인 또는 덜 극성인 불순물로부터 수크랄로스의 원하는 분리를 수행하기 위한 본 발명의 용매 추출 과정에 있어서, 여러가지의 용매, 추출 온도 및 조건, 그리고 용매 부피비를 이용할 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 방법의 한 태양은, 제 1 및 제 2 용매의 선택에 관한 것이다. 예를 들어, 제 2 용매는 바람직하게는, 극성이 큰 제 1 용매로부터 극성이 작은 제 2 용매 내로 수크랄로스가 적어도 일부 분리될 수 있을 만큼 충분히 극성이지만, 제 2 용매는, 바람직하게는, 제 1 용매와 혼화되지 않을 정도로 충분히 비극성일 수도 있다. 극성이 큰 용매와 작은 용매의 적당한 짝의 예로는, 물과 아세트산 에틸, 물과 메틸이소부틸 케톤, 및 물과 메틸 3차부틸 에테르가 포함된다. 본 발명이 2원 용매계(즉, 2가지의 용매를 포함하는 계)로 쉽게 실시될 수 있지만, 3원 또는 더 복잡한 용매계(즉, 3가지 또는 그 이상의 용매를 포하하는 계)를 이용하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명이 현존하는 용해도 이론에 구속되는 것은 아니지만, 표준 국제 단위 힐데브란드(Hildebrand) 용해도 파라미터는, 어떠한 용매계가 본 발명의 바람직한 분리에 효과적일지 평가하는데 유용한 도구를 제공한다. http://palimpsest.stanford.edu/byauth/burke/solpar에 있는 John Burke의 Solubility parameters: Theory and Aplication, in 3AIC BOOK AND PAPER GROUPINTERNATIONAL 13 (1984) 참조. 힐데브란드 용해도 파라미터는 표준 국제 단위 (SI)로서 메가-파스칼(1 메가파스칼은 1,000,000 파스칼)로 나타낸다. 혼화성 용매의 혼합물에 대한 용해도 파라미터는, 혼합물 내의 각각의 용매의 용해도 파라미터의 가중 평균(각각의 용매의 부피에 의한 가중 평균)에 의해 결정한다. 예를 들어, 아세트산 아밀(용해도 파라미터는 17.1) 및 메틸에틸케톤(용해도 파라미터는 19.3)을 같은 양으로 혼합하면, 아세트산 에틸(용해도 파라미터는 18.2)과 동일한 용해도 파라미터를 갖는 용매 혼합물을 생성할 수 있다. 본 혼합물은, 본 발명의 방법의 일부인 분리 공정에서 아세트산 에틸과 유사한 기능을 갖는다.

용해도 파라미터가 현저하게 다른 용매는 혼합되지 않고, 대신 거의 비혼화 상태일 것이다. 용매의 극성이 상이한 것은 또한 비혼화성 용매계(보통은 2개의 상을 같는 2원 시스템이지만, 3원, 4원 등도 물론 복합 혼합물을 분리하는데 유리하게 사용될 수 있다)의 상들 사이에서 용해된 물질을 분획하는데 중요하다

용매내의 보다 극성인 불순물은 유사한 극성을 갖는 용매상으로 분할될 것이고, 극성이 작은 불순물은 유사하게 낮은 극성의 용매 내로 분할될 것이다. 일반적으로, 히드록실기를 염소기로 대체하면, 그 화합물의 극성이 작아지게 된다(예를 들어, 메틸 알콜에 대한 용해도 파라미터는 29.7이지만, 염화 메틸렌에 대한 용해도 파라미터는 20.2이다). 따라서, 테트라클로로 수크로스 유도체는 수크랄로스보다 극성이 작은 반면, 디- 및 모노-클로로 유도체는 비교적 극성이 크다.

그러므로, 본 발명의 방법에 있어서, 상기의 공지된 용매 극성 및 용해도를 이용할 수 있는 당업계의 통상의 지식을 가진 자라면, 불순물로부터 수크랄로스의분리를 수행할 수 있는 다양한 용매 및 용매 조합을 선택할 수 있을 것이다. 예를 들어, 용매 상들 간에 용해도 파라미터 차이가 약 20 단위, 구체적으로는 약 30 단위이면, 수크랄로스 및 불순물의 원하는 분리를 수행하는 본 발명의 방법의 한 태양으로 볼 수 있다. 힐데브란드 파라미터는 원래 경험적이며, 화학적 이론에 기초하여 3개의 성분 요소(분산력, 극성힘, 및 수소결합력)로 나눌 수 있다.

지침대로 힐데브란드 파라미터를 이용할 때에는, 예를 들어 추출 방법에서 다음과 같은 3 가지 용매의 이용을 시도할 수 있다:(a) 높은 용해도 파라미터를 갖는 용매 한가지("높은 용매"), (b)중간 용해도 파라미터를 갖는 용매 한 가지("중간 용매"), 및 (c) 낮은 용해도 파라미터를 갖는 용매 한가지("낮은 용매").

예를 들어, 수크랄로스와 불순물을 포함하는 중간 용매를 낮은 용매로 추출하면, 수크랄로스보다 극성이 작은 불순물을 낮은 용매로 이동시킬 수 있을 것이고, 수크랄로스보다 극성이 작은 불순물에 대한 수크랄로스의 비율이 보다 높은 중간 용매를 제공할 것이다. 높은 용매에 의한 중간 용매의 2차 추출은, 수크랄로스보다 극성이 큰 불순물을 상기 제 3 용매 내로 이동시킬 것이고, 수크랄로스보다 극성이 큰 불순물에 대한 수크랄로스의 비율이 증가된 중간 용매를 제공할 것이다.

본 발명의 한 구현예에 사용되는 추출 과정은, 액체-액체 추출에 대한 이용가능한 기술들 중 어떠한 것도 채용할 수 있다. 상기 기술들은 표준 용기에서 교반한 후, 침강시켜 상층액을 버린 후, 연속 칼럼 추출 및/또는 연속 혼합 및 상층액 분리(decanting) 방법을 포함한다. 본 발명의 내용상, 회분식, 연속식 및 연속식 역류 장치를 사용할 수 있다. 상기 장치의 예로는, Karr 왕복 플레이트 칼럼(KochInc., Kanas City, MO), Scheibel Column(Koch Inc., Kansas City, MO), 충전 칼럼, 펄스 충전 칼럼, 혼합기-침강기 뱅크, 혼합기 및 원심분리기 뱅크, 그리고 원심분리형 역류 추출기(예를 들어, Robotel Inc., Pittsfield MA)가 포함된다.

사실, 다양한 추출방법이 본 발명에서 유리하게 채용될 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위가 특정 구조의 장치로 한정되는 것은 아니다. 더욱이, 본 발명에 기재된 상이한 공정 단계(1차 추출, 1차 추출의 역세척, 및 2차 추출)는 상이한 장치 부품 또는 용기 내에서 수행될 수 있다. 택일적으로, 상기 모든 단계들은 같은 용기 내에서, 한편으로는 순서대로 또는 동시에 수행할 수도 있다.

본 발명의 방법에 의해 얻어지는 수크랄로스 제조물은 다양한 제품으로 통합될 수 있다. 그러한 제품에는, 음료, 혼합 감미제, 소비제, 감미료 제품, 정제 코아(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 6,227,409 호), 약학 조성물(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 6,258,381 호; 제 5,817,340 호; 제 5,593,696호), 신속히 흡수되는 액체 조성물(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 6,211,246 호), 안정한 포말 조성물(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 6,090,401), 치실(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 6,080,481 호), 속붕해 약제 복용 형태(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,876,759 호), 치료 목적을 위한 음료 농축물(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,674,522 호), 수성 현탁 약제(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,658,919 호; 제 5,621,005 호; 제 5,409,907 호; 제 5,374,659 호; 제 5,272,137 호), 과일 스프레드(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허제 5,397,588 호; 제 5,270,071 호), 액상 농축 조성물(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,384,311 호) 및 안정화된 소르브산 용액(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,354,902)가 포함된다. 본 발명의 제품에서 허용가능한 단맛의 결정은, 예를 들면, 본 발명의 명세서에 참고문헌으로 포함된 WO 00/01253 및 Shamil & Birch, 25 LEBENSM. WISS. U. TECHNOL. 192-96 (1992)에 기재된 프로토콜과 같이 당업계에 공지된 다양한 표준 "관능 테스트" 프로토콜에 의해 수행할 수 있다.

본 발명의 방법은, 본 명세서에 기재된 추출 과정 전 또는 후에 추가의 정제 과정을 채용하는, 더욱 확장된 수크랄로스 정제 방법으로 유리하게 통합되어질 수 있다. 또한, HPLC 또는 기타 당업계에 알려진 방법으로써 추출 과정의 물질을 분석하는 과정을 본 명세서에 기재된 단계들 사이에 포함시킬 수도 있다. 더욱이, 수크랄로스-함유 용액을 정제 또는 농축하는 추가의 단계를, 본 명세서에 기재된 추출 단계 사이에 포함시킬 수도 있다.

용기 추출법

도 1을 참조하면, 본 발명의 액체-액체 추출법의 한 태양이 도시되어 있다. 우선, 수크랄로스 수용액(100)을 액체-액체 추출기 용기(150)로 공급하고, 약 1:3.5(아세트산 에틸:수용액)의 비율의 아세트산 에틸 한 부피로써 추출한다. 대부분의 수크랄로스는 액체-액체 추출기 용기(150)내의 수용액에 남지만, 불순물과 미량의 잔류 수크랄로스는 극성이 작은 아세트산 에틸 스트림(200)으로써 제거할 수 있다. 선택적으로, 아세트산 에틸 스트림(200)은, 임의의 수성 역세척기(250) 내에서 물로 역세척하여, 아세트산 에틸 스트림(200)으로부터 잔류 수크랄로스를 회수할 수 있다. 그리고 나서 극성이 작은 불순물을, 아세트산 에틸 용매 스트림(400)으로써 계로부터 제거할 수 있다. 그 다음, 남은 수성 역세척액(300)을, 액체-액체 추출기 용기(150) 내의 1차 수용액과 혼합할 수 있다. 수크랄로스는 예를 들면 약 3:1 내지 약 4:1의 아세트산 에틸 대 물의 비율의 아세트산 에틸을 이용하여 추출할 수 있다. 수크랄로스의 대부분은 극성이 작은 아세트산 에틸 스트림(500)으로 이동될 것이고, 극성이 큰 불순물은 수성 상에 남는다. 그리고 나서 아세트산 에틸 용매 스트림(500)을 증류기(350)로 보내어 계 내에 존재하는 잔류 수분(600)을 제거할 수 있다. 아세트산 에틸 스트림(700)에 포함된 정제된 수크랄로스를 결정화기(450)로 보내어서, 그로부터 정제된 수크랄로스 결정을 회수할 수 있고, 남은 불순물은 아세트산 에틸 용매(800)로써 제거한다.

컬럼 액체 추출법

도 2는 액체-액체 추출법의 또다른 태양을 도시한 것이다. 먼저, 불순물을 포함하는 수크랄로스 수용액(100)을 제 1 Karr 컬럼(1500)으로 보내고, 거기서 약 0.35:1(아세트산 에틸:물)의 비율의 물-포화 아세트산 에틸(2000)과 합할 수 있다. 제 1 Karr 컬럼(1500)으로부터 두 개의 구분되는 상:수크랄로스를 포함하는 수성상과 수크랄로스 잔류물과 불순물을 함유하는 아세트산 에틸상을 얻을 수 있다. 아세트산 에틸 스트림(3000)을 제 2 Karr 컬럼(2500)으로 주입하고, 거기서 약 0.7:1(아세트산 에틸:물)의 비율로 물(4000)과 합침으로써 잔류 수크랄로스를 회수할 수 있다. 다시, 두 개의 구분되는 상:회수된 잔류 수크랄로스를 함유하는 수성상과 아세트산 에틸 상이 제 2 Karr 컬럼(2500)에 형성된다. 제 2 Karr 컬럼(2500)으로부터의 수성 스트림(5000)을 제 1 Karr 컬럼(1500)으로부터의 수성상과 합할 수 있다. 그리고 나서 아세트산 에틸 용매 스트림(9000)으로써, 극성이 작은 불순물을 계로부터 제거할 수 있다. 합쳐진 수성 스트림(6000)을 Scheibel 컬럼(3500)으로 도입하여, 약 3:1(아세트산 에틸:물)의 비율로 아세트산 에틸(700)과 합할 수 있다. 수성 스트림(6000)으로부터 수크랄로스는 극성이 작은 아세트산 에틸(7000)로 이동할 것이다. 아세트산 에틸(8000) 내의 정제된 수크랄로스는 결정화기(4500)로 보내어서 그로부터 정제된 수크랄로스가 회수된다.

다른 설명 없이도, 당업자라면 상술한 기재를 이용하여 본 발명을 완전하게 이용할 수 있을 것으로 생각된다. 다음 실시예들은 개시를 설명하기 위한 목적이며 어떤 방법으로든 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

수크랄로스를 합성하기 위한 상술한 여러 가지 방법에 의해, 여러 가지 불순물을 함유하는 수크랄로스 용액을 얻을 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,498,709 호를 참조. 본 발명에 한 태양에서는, 6-O-아실 수크랄로스 유도체를 탈아실화시키고, 증기를 탈거하여 염소화 반응으로부터 남은 디메틸포름아미드를제거하였다. 이로부터, 수크랄로스, 아실화 수크랄로스 잔류물, 기타의 할로겐화 당 유도체 및 유기염 및 무기염을 포함하는 수용액이 생성되었다.

이 수용액을 액체-액체 추출에 적합한 용기, 구체적으로, 직경 1인치, 높이 12피트의 Karr 왕복 플레이트 컬럼(Koch, Inc., Kansas City, MO) 내로 주입하였다. 역세척은 직경 2 인치, 높이 12 피트의 Karr 컬럼에서 수행하였다. 컬럼의 상단과 하단에는 2 피트 x 6 인치 직경의 이탈부가 있었다.

컬럼은, 중심축으로부터 지지되는 3/8 인치 구멍을 갖는 강철 플레이트를 갖는 유리 도관으로 구성되어 있다. 추출용으로는, 컬럼의 하단부터 시작하여, 다음과 같이 플레이트가 이격되어 있다:6인치 간격을 두고 1피트; 4인치 간격을 두고 2 피트; 3 인치 간격을 두고 1피트; 2인치 간격을 두고 8피트. 역세척용으로는, 컬럼의 하단부터 시작하여, 다음과 같이 플레이트가 이격되어 있다:4인치 간격을 두고 2피트; 3인치 간격을 두고 2피트; 2인치 간격을 두고 7피트; 1인치 간격을 두고 1피트.

교반은, 편심기에 의해 구동되는 연결 막대를 이용하여 플레이트 층을 들었다가 내렸다가 함으로써 행한다.

양성 변위 펌프를 사용하여 추출 컬럼을 공급하고 컬럼 하단을 비운다. 제어 밸브와 유량계를 이용하여 물을 역세척 컬럼에 공급하였다. 컬럼 위쪽은 중간 탱크로 흘러넘치도록 하였다. 유속을 변화시킴으로써 제어를 수행하여 컬럼 하단 이탈부의 중간에서 경계면을 유지시켰다. 상단 경계면은 제어하지 않았지만, 가끔 비말동반을 체크하였다.

수용액을 1:3.5(아세트산 에틸:수용액) 비율의 아세트산 에틸 한 부피로써 추출하였다. 상기 추출 동안 수크랄로스의 일부가 아세트산 에틸 상으로 이동했지만, 동시에 많은 양의 극성이 작은 불순물들이 아세트산 에틸로써 제거되었다. 따라서 대부분의 수크랄로스가 수용액에 남게 된다. 상기 1차 추출로부터 회수된 아세트산 에틸 상을 다른 추출 단계에서 물로 역세척한다. 상기 추출로써, 아세트산 에틸로부터 수성상으로, 수크랄로스의 상당 부분을 제거하였는데, 불순물은 제거되지 않았다. 이렇게 얻어진 수용액을 원 공급물과 합하여서 1차 추출로 보내었다.

하기 표 1에는 상기 추출 후에 남은 아세트산 에틸 상 내에 존재하는 다양한 불순물의 평균적인 양을 제공한다. 조건은, a)추출 : 용매 대 공급물 비 = 0.3:1(용질 없음을 기준으로); b) 역세척 : 물 대 공급물 비 = 0.9:1(용질 없음을 기준으로); c) 온도 : 상기 두 추출 모두 주위 온도. 나타낸 값들은, 상기 상에 존재하는 수크랄로스의 양에 대한 존재하는 불순물의 양의 비로 표현되었다. 미지물로 표시된 불순물들은 수크랄로스 외에 정의되지 않은 염소화 수크랄로스로 생각된다.

불순물	수크랄로스에 대한 비율
미지 S 11.7	0.6
디클로로수크로스 아세테이트	0.7
6,1',6'-트리클로로수크로스	3.5
4,6,6'-트리클로로수크로스	1.2
4,1',4',6'-테트라클로로갈락토타가토스	3.5
4,1',6'-트리클로로갈락토수크로스-6-아세테이트	0.4
4,6,1',6'-테트라클로로갈락토수크로스	10.6

원래의 수크랄로스 용액의 탄수화물 조성은 약 50-60%가 수크랄로스이며, 나머지는 상기 표에 나타낸 것과 같은 불순물을 포함한다. 그러므로, 용액 내의 수크랄로스 대 각각의 불순물의 비는 1보다 컸다. 표 1을 보면, 극성이 작은 불순물(즉, 테트라클로로-유도체 4,1',4',6'-테트라클로로갈락토타가토스 및 4,6,1',6'-테트라클로로갈락토수크로스)들은 아세트산 에틸 상으로 강하게 분리되었다. 또한, 6,1',6'-트리클로로수크로스는 극성이 작은 상으로 분리되었다. 그러므로, 상기 초기 추출은, 수크랄로스 용액으로부터 극성이 작은 불순물을 거의 대부분 제거하는 역할을 한다.

그리고나서, 상기 추출로부터 나온 수성 생성물 스트림을, 액체-액체 추출에 적절한 용기 내에서 새로운 아세트산 에틸로써 추출하였는데, 아세트산 에틸 대 물의 비율은 3:1 내지 4:1로 하였다. 상기 추출에 적절한 용기 중 하나는 Karr 왕복 추출 칼럼이다. 상기 추출은 수크랄로스의 대부분은 아세트산 에틸 상으로 이동시키고, 극성이 큰 불순물과 무기염은 수성 상에 남도록 하는 역할을 한다. 표 2는 상기 추출 후에 수용액에 남아 있는 다양한 불순물들의 평균적인 양을 나타낸다. 그 값들은 상기 상 내에 존재하는 수크랄로스의 양에 대한 존재하는 불순물의 양의 비율로서 나타내며, 여러번 추출을 거쳐서 얻은 데이터의 평균값을 나타낸다.

불순물	수크랄로스에 대한 비율
4,1'-디클로로 갈락토수크로스	4.4
3',6'-디클로로 무수 수크로스	5.2
4,6'-디클로로갈락토수크로스	32.0
1',6'-디클로로수크로스	9.3
미지 G 5.7	0.4
미지 H 6.0	0.5
6,6'-디클로로수크로스	0.9
미지 L 7.9	0.8
4,1',6'-트리클로로수크로스	0.5
미지 Q 10.5	0.8

상기 표 2에 나타난 결과는, 수크랄로스가 아세트산 에틸 상으로 선택적으로 제거되며, 수성 상에는 극성이 큰 불순물을 더 많은 비율로 남겨둔다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 여러가지 디클로로-유도체, 특히 4,6'-디클로로갈락토수크로스는 수성상에 남은 할로겐화 수크랄로스 유도체의 대부분을 구성한다. 따라서 상기 단계는, 극성이 큰 불순물로부터 수크랄로스의 실질적 정제를 수행한다.

그리고 나서, 이렇게 얻어진 수크랄로스와 남은 불순물의 아세트산 에틸 용액을 증류시켜서 용액 내 존재하는 나머지 수분을 제거한 후, 수크랄로스를 용액으로부터 결정화하였다. 결정화는, 아세트산 에틸 부분을 증발시키고 용액을 냉각하여 농축시킴으로써 용이하게 할 수 있다. 결정화하기 전에 물을 제거했더니 결정화 속도가 매우 개선되었으며, 얻어진 결정 수크랄로스의 순도도 개선되었다.

실시예 2

6-O-아세틸 전구물질의 알칼리성 탈아실화 및 이어지는 중화에 의해 얻어진 수크랄로스 수용액을, 42인치의 내부 직경과 50피트의 교반 높이를 갖는 Karr 컬럼에 주입하였다. 물-포화 아세트산 에틸을 0.35:1의 비율(수크랄로스 수용액 1에 대하여 아세트산 에틸 0.35)로 컬럼에 주입하였다. 컬럼으로부터 2개의 상이 얻어졌다. 아세트산 에틸 상을, 42인치의 내부 직경 및 58 피트의 교반 높이를 갖는 Karr 컬럼으로 주입하였다. 또한 물도 컬럼으로 주입하여, 물 대 아세트산 에틸의 비율이 0.7:1.0이 되게 하였다. 상기 역세척으로부터 얻어진 수용액을 원공급물과 합하여서 1차 추출로 보내었다. 1차 아세트산 에틸 추출로부터의 수성상을, 56 인치의 내부 직경과 33 피트의 교반 높이를 갖는 Scheibel 컬럼(Koch, Inc., Kansa City, MO)으로 주입하였다. 상기 컬럼은 2개의 24 단계 분리 구획을 구비하였다. 또한 아세트산 에틸을 3:1(아세트산 에틸:물)의 비율로 컬럼 내로 도입하였다. 아세트산 에틸 상을 제거하고, 결정화에 의하여 아세트산 에틸 상으로부터 수크랄로스를 회수하였다. 표 3은 제 1 Karr 컬럼으로부터 회수된 아세트산 에틸 상 내에 존재하는 불순물에 대한 데이터를 제공한다. 표 4는 Scheibel 컬럼에서의 추출 후에 수성 상에 남은 불순물에 대한 데이터를 제공한다.

불순물	수크랄로스에 대한 비율
미지 S	0.14
6,1',6'-트리클로로수크로스	1.71
4,6,6'-트리클로로갈락토수크로스	0.55
4,1',4',6'-테트라클로로갈락토타가토스	2.09
4,1',5'-트리클로로갈락토수크로스-6-아세테이트	0.26
4,6,1',6'-테트라클로로갈락토수크로스	5.84

불순물	수크랄로스에 대한 비율
4,1'-디클로로갈락토수크로스	1.79
3',6'-디클로로 무수 수크로스	2.84
4,6'-디클로로갈락토수크로스	13.90
1',6'-디클로로수크로스	4.32
미지 G	0.00
미지 H	0.28
6,6'-디클로로수크로스	0.40
미지 L	0.47
4,1',6'-트리클로로수크로스	0.12
미지 Q	0.04
4,6,6'-트리클로로갈락토수크로스	0.02

당업자라면, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고, 본 발명에 기재된 방법과 시스템의 다양한 변화 및 개조가 쉽게 가능할 것이다. 본 발명이 구체적인 바람직한 구현예와 관련하여 기재되어 있지만, 본 발명의 청구범위가 그러한 구체적 구현예로 부당하게 한정되어서는 안 될 것이다. 사실, 본 발명을 실시함에 있어서, 당업자가 쉽게 할 수 있는, 기재된 태양에 대한 다양한 변경은 하기하는 청구항의 범위 내에 포함되어야 한다.

Claims

수크랄로스 및 불순물을 포함하는 조성물로부터 불순물을 제거하는 방법으로서,

(a) 제 1 용매 내에 수크랄로스와 불순물을 포함하는 상기 조성물을, 적어도 일부가 비혼화성인 제 2 용매로써 1차 액체 추출을 행하여, 상기 제 2 용매 내로 불순물을 제거하는 단계; 및

(b) 제 1 용매 내에 수크랄로스와 불순물을 포함하는 상기 조성물을, 적어도 일부가 비혼화성인 제 3 용매로써 2차 액체 추출을 행하여, 수크랄로스를 상기 제 3 용매 내로 이동시키고, 불순물은 상기 제 1 용매 내에 보유시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 불순물 중 적어도 일부를 상기 제 2 용매 내로 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (b) 단계는 수크랄로스의 대부분을 상기 제 3 용매 내로 이동시키고, 불순물의 상당 부분을 상기 제 1 용매 내에 보유하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수크랄로스를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 회수 단계는 상기 수크랄로스의 결정화를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 용매는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 용매는 아세트산 에틸을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 3 용매는 아세트산 에틸을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 용매와 상기 제 1 용매의 비가 약 1:2 내지 약 1:5인 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 비는 약 1:3 내지 약 1:4인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계들은, 회분식 추출, 연속식 추출, 및 연속식 역류 추출로 구성된 군으로부터 선택되는 추출 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 용매의 추출 후에 상기 제 2 용매를 회수하는 단계, 상기 제 1 용매의 새로운 부분으로 상기 제 2 용매를 역세척하는 단계, 및 (b) 단계에서 상기 제 3 용매로써 추출하기 전에, 상기 새로운 부분의 적어도 일부와, 제 1 용매 내에 수크랄로스 및 불순물을 포함하는 조성물을 합치는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
수크랄로스 및 불순물의 수용액을 포함하는 조성물로부터 불순물을 제거하는 방법으로서,

(a) 수크랄로스 및 불순물의 수용액을 포함하는 상기 조성물을, 적어도 일부가 비혼화성인 비-방향성 유기 용매로써 1차 액체 추출을 행하여, 상기 용매 내로 불순물을 제거하는 단계; 및

(b) 수크랄로스 및 불순물의 수용액을 포함하는 상기 조성물을 유기 용매로써 2차 액체 추출을 행하여, 수크랄로스를 상기 용매 내로 이동시키고, 불순물은 수성상 내에 보유시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 불순물 중 적어도 일부를 (a) 단계의 상기 용매 내로 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 (b) 단계는 수크랄로스의 대부분을 (b) 단계의 상기 용매 내로 이동시키고, 불순물의 상당 부분을 수성상 내에 보유하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 수크랄로스를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 회수 단계는 상기 수크랄로스의 결정화를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, (a) 단계에 이용되는 상기 용매는 아세트산 에틸인 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, (b) 단계에 이용되는 상기 용매는 아세트산 에틸인 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 용매와 수성상의 비가 약 1:2 내지 약 1:5인 것을 특징으로 하는 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 비는 약 1:3 내지 약 1:4인 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 추출 단계들은, 회분식 추출, 연속식 추출, 및 연속식 역류 추출로 구성된 군으로부터 선택되는 추출 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
수크랄로스 및 불순물의 수용액을 포함하는 조성물로부터 불순물을 제거하는 방법으로서,

(a) 수크랄로스 및 불순물의 수용액을 포함하는 상기 조성물을, 적어도 일부가 비혼화성인 유기 용매로써 1차 액체 추출을 수행하여, 상기 용매 내로 불순물을 이동시키는 단계;

(b) 수크랄로스 및 불순물의 수용액을 포함하는 상기 조성물을 유기 용매로써 2차 액체 추출을 수행하여, 수크랄로스를 상기 용매 내로 이동시키고, 불순물은 수성상 내에 보유시키는 단계;

(c) (a) 단계로부터 남은 유기 용매를 수용액으로써 추출함으로써, 유기 상 내에 존재하는 수크랄로스를 수용액으로 이동시키는 단계; 및

(d) 상기 (c) 단계에서 생성된 수용액을 (a) 단계에서 회수된 수용액과 합쳐서, (b) 단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 불순물 중 적어도 일부를 (a) 단계의 상기 용매 내로 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 (b) 단계는 수크랄로스의 대부분을 (b) 단계의 상기 용매 내로 이동시키고, 불순물의 상당 부분을 수성상 내에 보유하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 (c) 단계는, 유기상 내에 존재하는 수크랄로스의 상당 부분을 수용액으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 수크랄로스를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 27 항에 있어서, 상기 회수 단계는 상기 수크랄로스의 결정화를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서, (a) 단계에 이용되는 상기 용매는 아세트산 에틸인 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서, (b) 단계에 이용되는 상기 용매는 아세트산 에틸인 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 수행 단계들은, 회분식 추출, 연속식 추출, 및 연속식 역류 추출로 구성된 군으로부터 선택되는 추출 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 추출 단계는, 회분식 추출, 연속식 추출, 및 연속식 역류 추출로 구성된 군으로부터 선택되는 추출 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 용매 내에 수크랄로스와 염소화 수크로스 유도체를 포함하는 용액으로부터 테트라클로로수크로스 화합물을 제거하는 방법으로서,

상기 수크랄로스와 기타의 염소화 수크랄로스 유도체 용액을 적어도 일부가 비혼화성인 비방향성 제 2 용매로써 추출함으로써, 상기 제 2 용매 내로 테트라클로로수크로스 화합물을 분리해내고 상기 제 1 용매 내에 수크랄로스를 보유하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 33 항에 있어서, 상기 방법은 테트라클로로수크로스 화합물의 대부분을 상기 제 2 용매 내로 분리해 내고, 수크랄로스의 대부분을 상기 제 1 용매 내에 보유하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 33 항에 있어서, 상기 테트라클로로수크로스 화합물은 4,1',4',6'-테트라클로로갈락토타가토스 및 4,6,1',6'-테트라갈락토수크로스로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 33 항에 있어서, 상기 추출 단계는 회분식 추출, 연속식 추출 및 연속시 역류 추출로 구성된 군으로부터 선택되는 추출 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 용매 중의 수크랄로스 및 불순물 용액을 포함하는 조성물로부터 불순물을 제거하는 방법으로서,

(a) 제 1 용매 중의 수크랄로스와 불순물 용액을 포함하는 상기 조성물을, 상기 제 1 용매보다 낮은 힐데브란드 파라미터를 갖는 제 2 용매로써 액체 추출하되, 수크랄로스보다 극성이 작은 불순물을 상기 제 2 용매 내로 선택적으로 이동시키는 조건 하에서 행함으로써, 수크랄로스 대 수크랄로스보다 극성이 작은 불순물의 비가 증가된 상기 제 1 용매 중의 수크랄로스 용액을 제공하는 1차 액체 추출 단계; 및

(b) 제 1 용매 중의 수크랄로스와 불순물 용액을 포함하는 상기 조성물을, 상기 제 1 용매보다 높은 힐데브란드 파라미터를 갖는 제 3 용매로써 액체 추출하되, 수크랄로스보다 극성이 큰 불순물을 상기 제 3 용매 내로 선택적으로 이동시키는 조건 하에서 행함으로써, 수크랄로스 대 수크랄로스보다 극성이 큰 불순물의 비가 증가된 상기 제 1 용매 중의 수크랄로스 용액을 제공하는 2차 액체 추출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 37 항에 있어서, 상기 수크랄로스를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 38 항에 있어서, 상기 회수 단계는 상기 수크랄로스를 결정화는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 37 항에 있어서, 상기 제 2 용매와 상기 제 1 용매의 비가 약 1:2 내지 약 1:5인 것을 특징으로 하는 방법.
제 40 항에 있어서, 상기 비는 약 1:3 내지 약 1:4인 것을 특징으로 하는 방법.
제 37 항에 있어서, 상기 단계들은, 회분식 추출, 연속식 추출, 및 연속식 역류 추출로 구성된 군으로부터 선택되는 추출 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 용매 중의 수크랄로스 및 불순물 용액을 포함하는 조성물로부터 불순물을 제거하는 방법으로서,

(a) 제 1 용매 중의 수크랄로스와 불순물 용액을 포함하는 상기 조성물을, 상기 제 1 용매보다 높은 힐데브란드 파라미터를 갖는 제 2 용매로써 액체 추출하되, 수크랄로스를 상기 제 2 용매 내로 선택적으로 이동시키는 조건 하에서 행함으로써, 수크랄로스 대 수크랄로스보다 극성이 작은 불순물의 비가 증가된 상기 제 2 용매 중의 수크랄로스 용액을 제공하는 1차 액체 추출 단계; 및

(b) 전단계에서 얻어진 상기 제 2 용매 중의 수크랄로스 용액을, 상기 제 2 용매보다 높은 힐데브란드 파라미터를 갖는 제 3 용매로써 액체 추출하되, 수크랄로스보다 극성이 큰 불순물을 상기 제 3 용매 내로 선택적으로 이동시키는 조건 하에서 행함으로써, 수크랄로스 대 수크랄로스보다 극성이 큰 불순물의 비가 증가된 상기 제 2 용매 중의 수크랄로스 용액을 제공하는 2차 액체 추출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 43 항에 있어서, 상기 수크랄로스를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 44 항에 있어서, 상기 회수 단계는 상기 수크랄로스를 결정화는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 43 항에 있어서, 상기 제 2 용매와 상기 제 1 용매의 비가 약 2:1 내지 약 5:1인 것을 특징으로 하는 방법.
제 46 항에 있어서, 상기 비는 약 3:1 내지 약 4:1인 것을 특징으로 하는 방법.
제 43 항에 있어서, 상기 추출 단계들은, 회분식 추출, 연속식 추출, 및 연속식 역류 추출로 구성된 군으로부터 선택되는 추출 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 제조물.
제 13 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 제조물.
제 23 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 제조물.
제 33 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 제조물.
제 37 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 제조물.
제 43 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 제조물.