KR810000254B1 - 사카린(saccharin)의 정제방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

사카린(SACCHARIN)의 정제방법

본 발명은 ＂사카린＂중의 유기 불순물을 제거하여 사카린을 정제하는 방법에 관한 것이다.

인공감미료 ＂사카린＂이 인체에 유해물질일 가능성이 있다고 하여 현재 각 국에서 검토되고 있으나, 최근 유해의 주요한 원인은 ＂사카린＂자체가 아니며, 그중에 포함되어 있는 유기 불순물이라고 말하여지고 있다. ＂사카린＂중에 포함되는 불순물의 종류는 그 제조방법에 따라 다르나, ＂오르토 톨루엔 술폰아미드＂를 산화하여서 제조하는 경우, 주로 미반응 물질의 ＂오르토톨루엔 술폰아미드＂와 원료중에 미량 포함되는 ＂파라톨루엔 술폰아미드＂ 및 이 물질의 산화 생성물인 ＂파라술파모일 안식향산＂이다.

또, 제조방법의 여하게 불구하고 사카린 자체의 분해 생성물인 ＂오르토 술파모일 안식향산＂ 및 이 물질이 다시 가수분해되어 생성되는 안식향산 오르토술폰산의 암모늄염 등이 있다.

이들 중에서 원료인 ＂오르토 톨루엔 술폰아미드＂ 중에 포함되는 ＂파라톨루엔술폰아미드＂는 현재 사용되고 있는 원료중에 그 함유량이 10ppm 전후의 극소량으로 제조중에 제거되므로 ＂사카린＂중에 혼입되는 일은 거의 염려되지 않는다.

비교적 많이 포함되어 있는 불순물은 ＂오르토 톨루엔술폰아미드＂와 ＂오르토술파모일 안식향산＂이다.

보통 ＂사카린＂은 ＂오르토톨루엔 술폰아미드를 산화하여 원심분리기로 분리하고 수세하여 얻어지는 조제 사카린을 가성 알카리로 중화한 후 여과하여 얻어진 여과액을 감압농축하여 결정을 석출시키고, 다시 물로서 재결정하는 것으로 제조된다.

그러나, 이 방법으로는 사카린 중에 유기불순물이 보통 20-100ppm이 함유된다.

종래는 사카린 중에 이 정도의 유기 불순물이 함유되어 있어도 별 문제가 되지 않는 것으로 생각행ㅆ으나, 최근 이들의 유기 불순물이 인체에 대하여 악영향을 미치는 것이 인정되었다.

그리하여 본 발명자는 이들 유기 불순밀이 많아도 10ppm 이하가 되도록 제거 정제하는 것을 목적으로 하여 여러 가지의 실험을 행하였다.

먼저 물에 의한 재결정법을 검토하였던 바, 유기 불순물을 10ppm이하로 제거하기 위해서는 3회 이상의 재결정을 반복하지 않으면 안 되며, 이 경우 매회의 재결정마다 새로운 모액(母液)이 생성되므로 이 처리를 생각하면 공업적으로 실시가 불가능하다.

그리하여 사카린 자체는 물에 잘 용해되지 않지만 그것의 수용성 금속염 또는 암모늄염은 물에 쉽게 용해되고, 사카린 중에 포함된느 유기 물순물을 물에 용해되지 않는다는 사실에 따라서 사카린의 수용성 금속염 똔느 암모늄염은 용해되지 않으면서도 유기 불순물을 양호하게 용해하고, 또한 물에 대하여 서로 용해되는 것이 대단히 적은 용매를 예의 탐색하였던바, 초산 부틸, 혹은 초산부틸과 초산 에틸의 혼합 에스텔이 본 목적을 만족시키는 것을 발견하였다.

그리고 이 용매로서 유기 불순물을 추출제거하고, 수층(水層)을 농축 가공하면 유기 불순물 함유량이 120ppm이하 사카린의 결정이 얻어지는 것 및 이 결정을 물로서 재결정하면 단 1회의 재결정 조작으로서 유기불순물 함량을 일약 10ppm이하로까지 저하시킬 수 있는 것을 발견하였다.

즉 본 발명은 사카린의 수용성 금속염 또는 암모늄염의 수용액에 초산부틸 혹은 초산부틸과 초산에틸의 혼합 에스테르를 첨가하여 사카린 중에 포함되어 있는 유기 불순물을 추출 제거하는 공정, 수층을 농축 냉각하여서 유기 불순물 함량이 120ppm이하로 된 결정을 석출시키는 공정, 및 그 결정을 물로서 재 결정하여 유기 불순물 함량을 10ppm 이하로하는 공정을 결정시킨 것을 특징으로하는 사카린의 정제 방법에 관계된는 것이다.

본 발명에 있어서 추출용매로서 초산부틸 단독 또는 이것과 초산에틸과의 혼합 에스테르를 사용하는 것을 필수로 하고 이것에 의해 유기 불순물이 효과적으로 추출되며, 계속하여 수층을 농축 냉각하면 유기불순물 함량이 120ppm이하의 사카린 결정이 얻어진다.

초산부틸, 초산에틸, 혼합 에스테르를 사용할 경우, 초사에틸을 초산부틸에 대하여 일정용량 이하로 할 필요가 있다.

초산 에틸이 일정용량 이상인 혼합 에스테르나, 혹은 초산에틸을 단독으로 사용할 경우에는 초산 에틸이 물에 대하여 어느 정도 상당한 상용성(相容性)을 가지고 있기 때문에 불순물의 추출 분리 효과가 나쁘게 되어 소기의 목적을 달성하기 어렵게 된다.

초산 부틸은 불순물에 대하여 충분한 용해력을 보유함과 아울러, 물에 대하여 거의 용해되지 않고, 또한 비등점도 비교적 높으며, 회수 가 용이하다는 등의 안정성 및 경제성에 있어서 우수하다.

본 발명에 있어서 조제(粗製) 사카린의 수용성염 또는 암모늄염이 사용되나, 수용성염으로서는 나트륨, 칼륨등의 알카리 금속여의 다른 칼슘, 철염(鐵鹽) 등의 각종 수용성 금속염이 포함된다. 보통 식품 첨가물 혹은 약국방 규정에 의한 나트륨염의 형태로서 사용하는 것이 호적하다.

본 발명은 구체적으로 다음과 같이 하여서 행해진다.

먼저 사카린 염류의 수용액중에 적당한 분량의 상기한 추출용매를 첨가하여 추출조작을 행하면 사키린 염류는 용매중으로 추출 이행되는 일 없이 불순물, 특히 ＂오르토＂ 또는 ＂파라톨루엔 술론아미드＂＂오르토 술파모일 인식향산＂등 대부분의 유기 불순물이 용매중으로 추출되기 때문에 잠시 방치한 후 용매층과 수용액층으로 분액한다. 다음에 용애층을 제거하고 수용액층을 감압농축하여 적당량의 물을 제거하고 냉각하면 사카린 염류의 결정이 석출되고 이를 여과 분별하여 결정을 체취한다.

이하 이 결정을 제1결정이라 칭한다.

이 제1결정을 여과분별할 때에 얻어지는 모액 중에는 석출되지 않은 사카린염이 악직도 상당히 함유되어 있으므로 다음 차례의 조제사카린 용매에 의한 유기 불순물의 추출 공정으로 되돌려서 반복 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기한 추출 공정에 있어서 분액에 의하여 얻어진 용매층에서 추출용매를 증류시켜 회수하여 반복 사용하는 것이 바람직하다.

다음에 채취한 제1결정은 유기 불순물의 함유량이 120ppm이하로 제거되어 있을 필요가 있으며, 이것은 초산부틸, 또는 초산에틸과의 혼합 에스테르를 추출용매로 하여서 사용하는 것에 의해 가능하게 된다.

이이서 이 제1결정을 물로서 재결정하면 유기 불순물이 10ppm이하로 제거된 제2결정이 얻어진다.

제1결정중의 불순물 함유량은 120ppm이상으로서 1회의 재결정 조작으로 10ppm이하로 할 수는 없다.

상기 제1결정에서 재결정에 의하여 제2결정을 얻을 경우에, 물 대신 제2결정을 여과 감별하여 얻어진 모액을 사용할 수가 있지만, 이 경우 그 모액중에 유기 불순물이 축적되어 있어서 제2결정의 순도를 높일 수가 없으므로 재결정 공정에 사용하기 전에 그 모액중의 유기 불순물을 추출용매로서 제거한 후에 사용하는 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면 재결정 공정에 있어서 정제 사카린의 회수율을 높일 수가 있어서 공업적으로 유리하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 사카린을 손실하지 않고 유기 불순물의 함유량을 종래 불가능 하였던 극소량까지 공업적으로 제거하여 정제할 수가 있다.

이하 본 발명의 실시예를 다음과 같이 열거한다.

[실시예 1]

2ℓ의 비이커에 산호하여 얻어진 조제 사카린 800g을 30％ 가성소다액에서 냉각하면서 액체 온도를 이하로 유지하여 중화하고, pH 8.0으로 한다.

다음에 이 액을 여과하여 수산화크롬, 기타의 불용해물을 제거하고, 여과액을 희박황산으로서 pH6으로 조정한다.

이 여과액 1ℓ(비중 1200)를 2ℓ의 3구 플라스크에서 교반기와 환류 냉각기를 장비한 플라스크로 옮기고 초산부틸 400㏄를 가하여서 상온으로 2시간 교반하여 충분히 추출조작을 행한후, 분리 깔대기에 액체를 옮기고 1시간 방치하면 수용액층과 용매층으로 분리된다.

이 분리된 수용액층을 체취하여 2ℓ의 분기 플라스크에 옮기고 200㎜Hg의 감압하에서 농축하여 약 360㏄의 물을 제거한 후에 농축을 중지하여 농축액을 비이커에 옮기고 교반하면서 냉각하여 결정을 석출시킨다.

충분하게 결정이 석출된 때에 여과 선별하여 제1결정 180g을 얻었다. 다음에 제1결정을 증류수 70㏄로 교반하면서 온도를 60℃까지 가열하여 용해하고, 교반하면서 방치 냉각하여 제2결정을 석출시킨후, 여과 수세하여 채취하고 건조하였다.

[결과]

결정 석출량 불순물 함유량

제 1결정 180g 70ppm

제 2결정 90g 2ppm

[실시예 2]

실시예(1)과 동일하게 조제 사카린을 30％ 가성소오다로 중화한 후 여과 선별한 액 1ℓ에 초산부틸 200㏄와 초산에틸 200㏄를 혼합한 혼합용매를 가하여서 실시예(1)와 동일하게 조작하여 결정을 석출시켰다.

[결과]

결정 석출량 불순물 함유량

제 1결정 210g 100ppm

제 2결정 109g 5ppm

[실시예 3]

실시예(1)로서 얻어진 제2결정의 모액 120㏄에 60㏄의 초산부틸을 가하여 실시예(1)과 동일한 추출조작을 행하여서 얻어진 수용액에 실시예(1)과 동일하게 추출 조작하여서 얻어진 제1결정 160g을 가하여 교반하면서 온도 65℃까지 용해한 후 방치 냉각하여 제2결정을 얻었다.

[결과]

결정 석출량 불순물 함유량

제 2결정 100g 6ppm

[실시예 4]

실시예(1)에 있어서 초산부틸 400㏄ 대신에 초산부틸 1000㏄를 사용한 것 외에는 동일한 조건으로 조제 사카린을 정제하였다.

[결과]

결정 석출량 불순물 함유량

제 1결정 176g 120ppm

제 2결정 87g 4ppm

[실시예 5]

실시예(1)과 동일하게 조제 사카린을 30％ 가성소오다로 중화한 후 여과 선별한 액체 1ℓ에 초산부틸 400㏄와 초산에틸 400㏄를 혼합한 혼합용매를 가하여서 실시예(1)과 동일하게 조작하여 결정을 석출 시켰다.

[결과]

결정 석출량 불순물 함유량

제 1결정 208g 100ppm

제 2결정 106g 8ppm

[실시예 6]

실시예(3)에 있어서 60㏄의 초산부틸 대신에 100㏄의 초산부틸을 사용한 것 외에는 실시예(3)과 동일한 조건으로 정제 사카린의 결정을 얻었다.

[결과]

결정 석출량 불순물 함유량

제 2결정 99g 6ppm

[비교예 1]

실시예 1에 있어서 초산부틸 대신에 토루엔을 사용한 것 외에는 동일하게 실시하여 조제 사카린을 정제한다.

그 결과 유기 불순물의 함량은 제1 결정에 있어서 775ppm, 제2 결정에 있어서 65ppm이었다.

[비교예 2]

실시예 1에 있어서 초산부틸 대신에 메틸에틸 케톤을 사용한 것 외에는 동일하게 실시하여 조제 사카린을 정제한다.

그 결과 유기 불순물의 함량은 제1 결정에 있어서 420ppm, 제2결정에 있어서 34ppm이었다.

Claims (1)

1. 조제 사카린의 수용성 금속염 또는 암모늄염의 수용액에 초산부틸 혹은 초산부틸과 초산에틸의 혼합 에스테르를 가하여 사카린 중에 포함되어 있는 유기 불순물을 추출 제거하는 공정과, 수층을 농축, 냉각하여 유기 불순물 함량이 120ppm이하인 결정을 석축시키는 공정 및 그 결정을 물로써 재결정하여 유기 불순물 함량을 10ppm이하로 하는 공정을 결합한 것을 특징으로 하는 사카린의 정제방법.