[发明专利]从叔酰胺溶剂中去除酸

说明书

发明背景

三氯半乳蔗糖(4，1′，6′-三氯-4，1′，6′-三脱氧半乳蔗糖)，即一种由蔗糖制备的高强度甜味剂，可以用在许多食品和饮料应用中。

已经开发了许多用于制备三氯半乳蔗糖的不同合成途径，其中位置6处的反应性羟基首先被酰基封闭，从而形成蔗糖-6-酰化物。所述酰基典型地是乙酰基或苯甲酰基，尽管也可以使用其他的基团。所述蔗糖-6-酰化物然后氯化，从而取代位置4，1′和6′处的羟基以生成4，1′，6′-三氯-4，1′，6′-三脱氧半乳蔗糖-6-酰化物(本文中称为三氯半乳蔗糖-6-酰化物)，随后水解以去除酰基取代基并由此生成三氯半乳蔗糖。若干用于形成蔗糖-6-酰化物的合成途径涉及锡介导的酰基化反应，其示范性实例公开在美国专利号4,950,746；5,023,329；5,089,608；5,034,551；和5,470,969中，它们通过引用结合在本文中。

可以使用多种氯化试剂来氯化蔗糖-6-酰化物，且最普遍地应该使用Vilsmeier型盐，诸如Arnold试剂。一种合适的氯化方法由Walkup等(美国专利号4,980,463)公开，该专利通过引用结合在本文中。该方法使用叔酰胺，典型地N，N-二甲基甲酰胺(″DMF″)，作为氯化反应溶剂。在氯化完成后，用碱水溶液中和(“猝灭”)Arnold试剂在基础蔗糖结构部分的加合物和过量氯化试剂，从而提供水溶液中的三氯半乳蔗糖-6-酰化物，其伴随着叔酰胺溶剂和由氯化试剂反应产生的盐。三氯半乳蔗糖-6-酰化物然后脱酰基，以生成三氯半乳蔗糖。一种合适的脱酰基方法由Navia等，美国专利号5,498,709教导，其全部公开内容通过引用结合在本文中。

发明概述

在一个方面，本发明提供从包含叔酰胺溶剂的的液体中去除羧酸的方法，所述方法包括以下步骤：使所述包含叔酰胺溶剂和羧酸的液体与包含与水和所述叔酰胺溶剂均不能混溶的胺的萃取介质相接触，由此形成包含脱酸的叔酰胺溶剂的相和包含萃取介质和羧酸的相。

附图简述

图1显示按照本发明用萃取介质进行三次连续萃取的每一次后DMF样品中保留的乙酸和蔗糖-6-乙酸酯的百分比。

图2显示按照本发明的较大规模萃取的结果。

图3是适合于按照本发明使用的萃取装置和方法的示意图。

发明详述

本发明人已经发现，在制备三氯半乳蔗糖的过程中，显著量的低级羧酸可以在合成顺序的不同阶段过程中作为副产品或副产物生成。这些典型地包括乙酸(在蔗糖-6-乙酸酯用作该方法中的中间体的情形中)，和/或甲酸，其可以通过DMF水解形成，条件是在该方法中使用该溶剂，例如，从而形成Vilsmeier型盐。为了简化，以下讨论将涉及这些酸的去除。然而，可以另外地或替代地存在其他酸，这取决于制备三氯半乳蔗糖所采用的特定合成途径。其他示范性酸包括C₃-C₇一元羧酸，例如苯甲酸。按照本发明预期从叔酰胺溶剂中去除任何羧酸。不幸的是，羧酸可以引起制备装置的腐蚀，且因此，它们的存在引起问题。具体地，显著量的这些酸的存在于在该方法中使用和随后回收、纯化和再循环的叔酰胺溶剂中。

本发明提供从叔酰胺溶剂中去除所述酸的方法。可以从其中去除酸的叔酰胺溶剂的非限制性实例包括N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺、和N-甲基-2-吡咯烷酮。为了简化，本发明将针对DMF作为用于三氯半乳蔗糖合成的溶剂的应用和从DMF去除羧酸进行描述，但是从任何叔酰胺去除酸包括在本发明的范围内。

从DMF中去除酸诸如乙酸和/或甲酸中的许多可以通过蒸馏来实现。然而，本发明人已经发现需要首先尽可能多地最小化蒸馏进料中的羧酸wt％，因为这些酸可以在蒸馏器中浓缩，从而导致低pH并随之发生该装置的腐蚀。该初步除酸优选以这样的方式进行，所述方法使得最小化DMF的分解以及容许回收所述酸从而在该方法中重复使用，例如为了pH调节。

因此，本发明提供通过包括以下步骤的方法从包含DMF的液体中去除羧酸。将使用乙酸和甲酸作为实例。

(i)利用含胺的萃取介质从DMF中萃取乙酸和甲酸。

(ii)萃取介质通过用水对其进行清洗来纯化，从而萃取DMF。

(iii)纯化的萃取介质用热水清洗，以萃取乙酸和/或甲酸，从而提供(a)包含乙酸和/或甲酸的低pH水流(其可以任选地用于许多目的中的任何一种，诸如中和来自三氯半乳蔗糖合成方法的高pH废料)，和(b)部分脱酸的萃取介质。