一种提高纽甜质量的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于食品添加剂领域，涉及一种纽甜的合成方法，具体是用Ν-α-L-天冬氨 酸-L-苯丙氨酸1-甲酯与3,3_二甲基丁醛进行催化氢化，获得高质量纽甜的方法。
【背景技术】
[0002]纽甜(Neotame)是一种新型的非营养型高效甜味剂，其化学名为N-[N_(3,3-二甲 基丁基)-L_a-天门冬氨酰]-L-苯丙氨酸1-甲酯，其结构式如下：
[0004] 近年来人们致力于开发可以替代蔗糖的低热量或无热量的甜味剂，其中阿斯巴甜 (Ν-α-L-天冬氨酸-L-苯丙氨酸甲酯)作为一种甜度高且安全的甜味剂被广泛使用，但阿斯 巴甜的热稳定性不好，其应用收到一定限制;美国专利US5480668中公布一种新的化合物一 纽甜，其甜度是蔗糖的7000~13000倍，是阿斯巴甜的50倍，且纽甜具有类似于蔗糖的纯正 甜味及较好的稳定性，广泛应用于饮料、面包、蛋糕、乳制品、冰激凌、果冻布丁、果酱和酱菜 等加工食品中。纽甜亦可作为一种风味增强剂，可有效降低食品中香精及有机酸(柠檬酸、 苹果酸）的使用量。纽甜作为非营养型甜味剂，不仅适用于包括肥胖、糖尿病患者及心血管 病在内的人群，还适用于不能适用阿斯巴甜的苯酮尿症患者。
[0005] 纽甜的合成方法已有多种，这些方法各有优点，但也存在不足，如成本高、产品纯 度低、收率低、实验操作繁琐等。美国专利US5480668中给出一种用氰基硼氢化钠作还原剂 将阿斯巴甜和3,3_二甲基丁醛的混合溶液还原制备纽甜的方法，反应中酸性较强时有产生 氰化物的危险，不利于工业化生产;美国专利US5510508中给出用催化剂如铂碳或钯碳将3， 3-二甲基丁醛前体和阿斯巴甜的混合物在甲醇中进行氢化来合成纽甜，反应体系中须加乙 酸来调节溶液的pH。它在较低压力和较低温度时需较长的反应时间，从而导致杂质α和辟丑 甜甲酯的生成。
[0006] 中国专利CN101270092B公开了用甲酸，将阿斯巴甜和3，3-二甲基丁醛进行N-烷基 化合成反应，但是反应不彻底，同时也会产生难以分离的杂质，引入两个烷基的Ν，Ν-[二(3， 3-二甲基丁基）-L_a-天冬氨酰基]-L-苯丙氨酸甲酯，不适合于规模生产，在美国专利 US7288640中描述了用催化剂，如铂碳或钯碳将3,3_二甲基丁醛前体和阿斯巴甜的混合物 进行氢化来合成纽甜，但是收率不到60%，产品纯度也不高，只有97%左右，也不适用于工 业生产。
[0007] 中国专利CN101775066B中采用的铱基催化剂，虽然提高了对亚胺的选择性，但是 没有对亚胺进行分离，同样会产生副反应，生成难分离的杂质。在研究中发现过量阿斯巴甜 会与纽甜在高温条件下形成分子聚合，在后处理过程中导致物料粘度大，需要额外后处理 工序乙酸乙酯溶剂进行纯化去除，严得影响了纽甜的最终质量，增加了后处理成本，不利于 生产纯化及成本控制。中国专利CN103333085A提纯中间体亚胺后再合成，工序更加复杂，不 利于生产成本控制，其提到的杂质一分子阿斯巴甜上的氨基反应上了两分子3,3-二甲基， 为高压氢化过程中由过量的阿斯巴甜产生。
【发明内容】
[0008] 为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种提高纽甜质量的合成方法，所得纽 甜质量较现有技术更高，且无醛/酸残留。
[0009] 本发明是通过下述的技术方案来实现的：
[0010] 一种提高纽甜质量的合成方法，用3,3_二甲基-丁醛与Ν-α-L-天冬氨酸-L-苯丙氨 酸1-甲酯反应形成中间体亚胺衍生物，无需提纯直接在催化剂Pd/c催化氢化下合成纽甜； 反应式如下：
[0012]亚胺衍生物化学式如下：
[0014]具体包括以下步骤：
[0015] (1)将3，3-二甲基-丁醛，Ν-α-L-天冬氨酸-L-苯丙氨酸卜甲酯、甲醇，在普通反应 釜内混匀，25~36°C保温反应2~5小时，生成中间体亚胺衍生物，过滤得到滤液A;所述的3， 3-二甲基-丁醛和N-a-L-天冬氨酸-L-苯丙氨酸1-甲酯的摩尔比为1:1.09,3,3-二甲基-丁 醛与甲醇重量比为1:10-1:12;
[0016] (2)将（1)的滤液A与催化剂Pd/C-起加入到高压釜中，加入催化氢化溶剂，所述氢 气压力为0.2-0.7Mpa，在30-40°C下，氢化反应4-20h，加氢结束后放氢，得加氢反应液B; [0017] (3)在氮气加压下向⑵中反应液，注入40 %甲胺水溶液，闭釜保温反应6小时，过 滤得反应液C;所述的40%甲胺水溶液和3，3-二甲基-丁醛质量比为0.072:1-0.078:1;
[0018] (4)将步骤(3)的反应液C加入硼氢化钠，保温继续反应搅拌40~60分钟;所述的反 应液C与硼氢化钠质量比为1:0.012 :-1:0.015;
[0019] (5)保温结束控温25~50°C浓缩后，加入去离子水和碳酸氢钠，调PH值为5.3-6.0; 所述的反应液C、碳酸氢钠和水质量比1:0.33:1-1:0.4:0.8;
[0020] (6)以异丙醚、EDTA-2Na和去离子水搅拌泡洗40~60分钟后进行降温过滤操作，得 到纽甜粗品；所述的反应液C、异丙醚和EDTA-2Na重量比为1:0.4:0.036-1:0.4:0.04;
[0021] (7)步骤(6)所得粗品湿品，直接用甲醇/水作为混合溶剂30_40°C溶解，保温反应 2h；
[0022] (8)降温，加晶种缓慢析晶，离心甩料，真空干燥，得到纽甜成品。
[0023] 所述步骤(5)采用旋转蒸发仪进行浓缩，浓缩至粘稠状。
[0024] 所述步骤(7)溶解后，过滤得到滤液C，根据需要再打入30_40°C甲醇水溶液，保温 反应30分钟后过滤。
[0025]所述的步骤(8)中，通循环水降温至25°C左右，加晶种缓慢析晶，搅拌转速为40~ 60转/分，降温速度为每小时以2~4°C;温度降至_2°C~_5°C，保温2-3h后离心甩料。
[0026]本发明的有益效果在于：
[0027] 1、明显提高氢化效率和减少副反应发生，本方法可明显提高加氢反应液的纯度和 转化率，可一次结晶获得高品质的产品，无需二次结晶处理。
[0028] 2、采用甲胺与反应液中3，3-二甲基-丁醛和3，3-二甲基-丁酸氧化成盐去异味;本 发明方法有针对性地将3,3_二甲基丁酸和残留的3,3_二甲基丁醛定向去除，可极大地改善 广品的异味问题。
[0029] 3、使用硼氢化钠共同催化，使原料反应完全彻底，并使用异丙醚和EDTA_2Na溶解 去除纽甜氢化反应的其他杂质，大幅度提高加氢产品的收率，同时提高直接产品的质量；
[0030] 4、本发明的方法制备得到的纽甜，粗品收率达90%，液相纯度达99.8%。
[0031] 5、本发明的方法相对于现有技术中的合成方法，工艺原料简单，反应得到纽甜无 异味，晶型流散性好，可直接应用于食品添加剂生产使用。
[0032] 总之，本发明方法相对于现有技术，使用少量低成本的原料，高效率地定向除去产 品中的杂质，同时达到明显提尚转化率、提尚收率、提尚广品质量的目的，减少了广品重复 结晶精制的过程，在提尚广品质量的如提下综合成本明显降低。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解 本发明，但并不因此限制本发明。
[0034] 实施例1
[0035] 向5L四口瓶中加入2000ml甲醇，阿斯巴甜294克，3，3 -二甲丁醛100克，35°C保温 反应2小时，过滤滤液加入5L小高压釜内，并投入催化剂5%钯碳10克(湿基），通入氢气压力 至0.6Mpa，控温30~40°C反应4小时，氮气加压40 %甲胺水溶液7.2g投入反应釜中，保温搅 拌6小时，滤除催化剂，取滤液。
[0036]加入硼氢化钠25g，保温继续反应搅拌40~60分钟。反应液采用旋转蒸发仪进行浓 缩，浓缩至粘稠状;加入去离子水367g和碳酸氢钠2.5g，调PH值为5.4;