专利名称：阿斯巴甜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种阿斯巴甜的制备方法，属于阿斯巴甜的化学合成法技术领域。
背景技术：
阿斯巴甜(Aspartame)，化学名称为N-α-L-天冬氨酰_L_苯丙氨酸甲酯，是一种新型的合成肽类甜味剂，甜度约为蔗糖到200倍，目前该甜味剂已在100多个国家和地区获准使用，应用于6000多种饮料，食品及医药等产品中。阿斯巴甜由于其公认的安全性，低热高甜，口味纯净等特点，目前已成为全球高强度甜味剂的主导产品，消费量高速增长，目前全球需求超过30000吨/年。阿斯巴甜的主要生产方法之一是采用化学合成法，而我们国内采用的化学合成法，由于工艺技术及装备相对落后，关键点控制不严格等因素，导致产品质量与国外相比差距较大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种高质量、低成本的阿斯巴甜的制备方法。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为 一种阿斯巴甜的制备方法，包括如下具体步骤
①在30°C 35°C的温度条件下，将甲酸、乙酸酐、L-天冬氨酸进行投料、混合，其中甲酸、乙酸酐、L-天冬氨酸之间的重量比为0. 3 0. 5:1. 2 1. 8:0. 8 1. 2，然后在45°C 士 1°C的温度条件下进行保温反应12小时，再进行离心分离，得到N-甲酰-α -L-天冬氨酸酐和母液一。此为甲酰内酐化反应。②将步骤①得到的N-甲酰-a-L-天冬氨酸酐，在0°C 10°C的温度条件下与 L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠进行投料、混合，其中N-甲酰-α -L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸、 水、氢氧化钠之间的重量比为0. 8 1. 2:0. 8 1. 2:5^7:1. 8 2. 5，然后在3°C 5°C的温度条件下进行保温反应3飞小时，接着调pH值至0. 5^1之间，再进行高压板框分离，得到N-甲酰-α -L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸和母液二。此为缩合反应。③将步骤②得到的N-甲酰-α -L-天冬氨酰_L_苯丙氨酸，在55°C飞0°C的温度条件下，与甲醇、盐酸、水进行投料、混合，其中N-甲酰-α -L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸、甲醇、盐酸、水之间的重量比为0. 8 1. 2:0. Γ0. 3:0. 5 1:0. 2 0. 6，然后在25V 28°C的温度条件下进行保温反应168小时，再进行离心分离，得到α -L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐和母液三。此为水解酯化反应。④将步骤③得到的α -L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐，在40°C 45°C的温度条件下，与水进行投料、混合，其中α -L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐与水之间的重量比为0. 5^1. 5:15 20，然后在55°C 60°C的温度条件下进行中和反应0. 5^1小时，接着调PH值至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、成品。此为中和反应。
作为上述方案的进一步设置，所述步骤①中，甲酸、乙酸酐、L-天冬氨酸之间的重量比为 0. 4 0. 5:1. 5 1. 7:0. 9 1. 1。所述步骤②中，N-甲酰-a -L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠之间的重量比为 0. 9 1. 1 0. 9 1. 1 5. 5 6. 5 2 2. 4。所述步骤③中，N-甲酰-a-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸、甲醇、盐酸、水之间的重量比为 0. 9 1. 1:0. 2 0. 3:0. 6^0. 8:0. 4 0. 6。所述步骤④中，α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐与水之间的重量比为 0. 8 1. 2:16 18。所述步骤①中，甲酸、乙酸酐、L-天冬氨酸之间的重量比为0.425:1.6:1 ；步骤② 中，N-甲酰-a-L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠之间的重量比为1.05:1:6:2. 2 ； 步骤③中，N-甲酰-a-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸、甲醇、盐酸、水之间的重量比为 1:0. 25:0. 75:0. 52 ；步骤④中，α -L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐与水之间的重量比为 1:17。所述母液二、母液四均通过纳滤膜进行膜分离回收。所述步骤④中，造粒工序采用湿法造粒机，规格包括80-100目和150-200目。本发明阿斯巴甜的制备方法，具有以下有益效果 1、接肽
采用水法接肽方法，摒弃了原来工艺中所使用冰醋酸，由于反应溶剂改变，工艺得到简化，设备与操作要求不苛刻，中间体产品收率从原工艺平均收率94. 6%提高到现工艺平均收率96. 8%，反应溶剂的改变，使母液回收成本下降31%。在成本得到降低的同时，也解决了醋酸尾气排放造成的环境问题。2、分离
产品中若相关杂质含量高，电导率高，就会引起产品的口味变差，甜度不足，外观发黄等现象，为解决此问题，我们采用高效洗涤、过滤二合一设备，替代传统离心分离的方式，采用多次连续自动洗涤，改变原来块状料洗涤为浆状料洗涤，经在线检测达到内控标准后，以隔膜式高压板框分离压缩，含固量在80%左右，在保证原收率的前提下，成品中相关物质含量从美国FCC标准规定的彡2%下降到彡1%。电导率从平均100us/cm，下降到30us/cm。3、造粒
国内厂家几乎都以加工30-60目大颗粒产品或粉状产品包装销售，但这样对下游客户造成诸多使用上的不便，如粉尘增加，产品流动性差，溶解速度慢等。我们采用湿法粉碎造粒，抛丸整形的工艺，制造出规格统一的80-100目，150-200目粒状产品，并且可以根据用户的实际需要调整粒度分布规格，产品的流动性好，溶解速度快，不粘结，包装使用均很方便。4、回收
我们采用纳滤膜来浓缩回收各种物料，替代原来的蒸馏工艺，一方面大幅度降低了能耗，减少了酸碱等辅料的添加，并减少了排污，另一方面由于杜绝了高温高压等不利条件， 解决了在回收过程中氨基酸产生的消旋难题，中间体产品回收率提高7%，同时回收物料的质量得到提高，回用率达到100%。对最终产品的质量提高及成本下降有很大帮助。5、应用阿斯巴甜一般应用于食品行业，经过我们技术改进后，产品质量提高到医药级要求，已经开始在药品、保健品中推广使用，国内有好几家大型制药企业如哈药六厂、承德颈复康药业等采用了我们的产品。 通过本发明制得的阿斯巴甜具有以下主要技术性能
权利要求
1.一种阿斯巴甜的制备方法，其特征在于包括如下具体步骤①在30°C 35°C的温度条件下，将甲酸、乙酸酐、L-天冬氨酸进行投料、混合，其中甲酸、乙酸酐、L-天冬氨酸之间的重量比为0. 3 0. 5:1. 2 1. 8:0. 8 1. 2，然后在45°C 士 1°C的温度条件下进行保温反应12小时，再进行离心分离，得到N-甲酰-α -L-天冬氨酸酐和母液一；②将步骤①得到的N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐，在0°C 10°C的温度条件下与L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠进行投料、混合，其中N-甲酰-α -L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸、水、 氢氧化钠之间的重量比为0. 8 1. 2:0. 8 1. 2:5^7:1. 8 2. 5，然后在3°C 5°C的温度条件下进行保温反应3飞小时，接着调pH值至0. 5^1之间，再进行高压板框分离，得到N-甲酰-α -L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸和母液二 ；③将步骤②得到的N-甲酰-α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸，在55°C飞0°C的温度条件下，与甲醇、盐酸、水进行投料、混合，其中N-甲酰-a-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸、甲醇、盐酸、水之间的重量比为0. 8 1. 2:0. Γ0. 3:0. 5 1:0. 2 0. 6，然后在25°C 28°C的温度条件下进行保温反应168小时，再进行离心分离，得到α -L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐和母液三；④将步骤③得到的α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐，在40°C、5°C的温度条件下，与水进行投料、混合，其中α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐与水之间的重量比为0. 5^1. 5:15 20，然后在551 60°C的温度条件下进行中和反应0. 5^1小时，接着调pH 值至4.纩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、成品。
2.如权利要求1所述阿斯巴甜的制备方法，其特征在于所述步骤①中，甲酸、乙酸酐、 L-天冬氨酸之间的重量比为0. 4 0. 5:1. 5 1. 7:0. 9 1. 1。
3.如权利要求1所述阿斯巴甜的制备方法，其特征在于所述步骤② 中，N-甲酰-a -L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠之间的重量比为 0. 9 1. 1 0. 9 1. 1 5. 5 6. 5 2 2. 4。
4.如权利要求1所述阿斯巴甜的制备方法，其特征在于所述步骤③中，N-甲酰- a -L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸、甲醇、盐酸、水之间的重量比为0.纩1. 1:0. 2^0. 3:0. 6、 .8:0. 4 0. 6。
5.如权利要求1所述阿斯巴甜的制备方法，其特征在于所述步骤④中，α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐与水之间的重量比为0. 8^1. 2:16^18.
6.如权利要求1所述阿斯巴甜的制备方法，其特征在于所述步骤①中，甲酸、乙酸酐、 L-天冬氨酸之间的重量比为0. 425:1. 6:1 ；步骤②中，N-甲酰-α -L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸、水、氢氧化钠之间的重量比为1.05:1:6:2.2 ；步骤③中，N-甲酰-a-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸、甲醇、盐酸、水之间的重量比为1:0. 25:0. 75:0. 52 ；步骤④中，α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐与水之间的重量比为1 17。
7.如权利要求1所述阿斯巴甜的制备方法，其特征在于所述母液二、母液四均通过纳滤膜进行膜分离回收。
8.如权利要求1所述阿斯巴甜的制备方法，其特征在于所述步骤④中，造粒工序采用湿法造粒机，规格包括80-100目和150-200目。
全文摘要
本发明涉及一种阿斯巴甜的制备方法，属于阿斯巴甜的化学合成法技术领域，通过将甲酸、乙酸酐、L-天冬氨酸进行投料、反应制得N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐，然后加入氢氧化钠反应制得N-甲酰-α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸，再加入甲醇、盐酸、水反应制得α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐，接着加入水制得湿品阿斯巴甜，最后通过后处理得到成品阿斯巴甜。通过本发明得到的阿斯巴甜，解决了相关杂质含量高，电导率高，导致甜度不足，口感较差以及产品外观差，溶解性能差等问题。
文档编号C07K5/075GK102295680SQ20111024584
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者不公告发明人 申请人:绍兴县亚美生物化工有限公司