[发明专利]乙酸的回收方法

说明书

本发明涉及从母液中回收乙酸的方法，更具体讲，涉及从生产N-甲酰基天冬氨酸酐的母液中回收乙酸的方法。

α-L-天冬氨酰基-L-苯基丙氨酸甲酯(aspartame)是一种甜味剂，它比蔗糖更甜约100-200倍。因而在饮料、食品等领域中，广泛地用作蔗糖的代替品。

人们已经提出了许多方法用于aspartame的合成。方法之一包括：在乙酸溶剂中，将N-保护的天冬氨酸酐与L-苯基丙氨酸或其甲酯反应，随后将反应产物酯化。该方法详见美国专利3,933,871号和4,810,816号。如上所述，合成aspartame的原料包括：N-保护的天冬氨酸酐，具体地说是N-甲酰基天冬氨酸酐。该酸酐通常通过将一定量的天冬氨酸、甲酸和乙酸酐反应制得。该反应也可以在共溶剂或金属催化剂存在下进行。美国专利3,933,871号；4,526,985号；4,550,180号；和4,810,816号公开了几种生产N-甲酰基天冬氨酸酐的方法。

合成N-甲酰基天冬氨酸酐所产生的混合物包括N-甲酰基天冬氨酸酐晶体，该晶体存在于母液中。在实施中，可以将晶体从母液中分离出来，然后再与L-苯基丙氨酸(或其甲酯)反应，也可以将L-苯基丙氨酸直接加入该晶体/母液混合物中。前种方法特别有利，因为最终它能获得较高的aspartame收率，并且最终产物较纯，这是由于母液中的杂质没有转移到晶体中去的缘故。

分离出晶体后剩余的母液包括乙酸、乙酸酐、甲酸、甲酸乙酸酐和由天冬氨酸衍生的高沸点成分，其中乙酸占主要量。考虑到乙酸的价值，有必要从母液中回收较纯的乙酸。有一种方法包括从母液剩余物中分离出天冬氨酸衍生的物质，然后由四组分分馏方法分离乙酸。这个方法不可取，因为它太昂贵、太麻烦。

因而，本领域亟需一种从含有乙酸、甲酸、乙酸酐和甲酸乙酸酐的母液中回收乙酸的简单方法。

本发明提出了一种从含有乙酸、甲酸、乙酸酐和甲酸乙酸酐的母液中回收乙酸的简单方法。在优选的方案中，该方法包括的步骤有：

(a)将母液加热至约70℃或高于70℃，在此温度保持约1小时至24小时，使所述全部甲酸乙酸酐转化为乙酸和一氧化碳气体，并且使存在于母液中的所述乙酸酐或所述甲酸之中初始为化学计量较少的那一种物质完全耗尽，这样得到的混合物包括乙酸和乙酸酐或甲酸中未耗尽的那一种；和

(b)从步骤(a)得到的混合物的剩余物中分离出乙酸。

具体方案是针对生产N-甲酰基天冬氨酸酐的母液。按照该方案，通常用过滤的方法从母液中分离出N-甲酰基天冬氨酸酐晶体，然后按照前述的方法处理该母液，从而制备乙酸。通常母液还含有高沸点的天冬氨酸衍生的成分。通过简单蒸馏，可以很容易地将这些成分与乙酸分开。

分离完毕后，得到的乙酸可以用于多种化学用途，包括用于生产α-L-天冬氨酰基-L-苯基丙氨酸甲酯，即aspartame。

本发明的目的之一是提供一种从含多种成分的母液中回收乙酸的简单方法。

本发明的第二个目的是提供一种从生产N-甲酰基天冬氨酸酐的反应介质中回收乙酸的方法。

本领域普通技术人员很容易理解本发明的这些目的和其它目的，因为下面将给出优选方案的详细说明。

在优选方案的说明中，为了清楚起见而使用了特定的术语。使用这些术语意指包括按相似的方式、为了相似的目的、达到相似效果的所有技术等效物或方案。

本发明提供一种从含乙酸、乙酸酐、甲酸和甲酸乙酸酐的母液中回收实质上纯的乙酸的简单方法。具体地说，本发明方法可以用来从制备N-甲酰基天冬氨酸酐的反应介质即母液中回收乙酸。

如上所述，N-甲酰基天冬氨酸酐的生产方法是本领域公知的，实例见美国专利3,933,871号；4,526,985号；4,550,180号和4,810,816号。鉴于有所需要，这些专利作为本发明的参考资料。

生产N-甲酰基天冬氨酸酐的母液主要含乙酸，以及少量的乙酸酐、甲酸和甲酸乙酸酐。上述这些组分称为“低沸点组分”。该母液通常还含有少量天冬氨酸衍生的物质，即N-甲酰基天冬氨酸酐、由天冬氨酸衍生的二肽等。这些组分称为“高沸点组分”。

关于低沸点组分，它们之间存在着如反应式1所示的平衡关系。

              (1)

(甲酸)  (乙酸酐)    (乙酸) (甲酸乙酸酐)