CN103922923B - 一种2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的工业化生产方法 - Google Patents

一种2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的工业化生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及化合物的制备方法技术领域，尤其涉及一种甜味抑制剂2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的工业化生产方法，以对甲氧基苯酚和2-氯丙酸甲酯为原料，在氢氧化钠和催化剂作用下，以水为溶剂，在60～90℃下反应6～24小时，得到产物2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸；后将2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸与氢氧化钠投入到乙醇中，加热反应即得到2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠。本发明以水为溶剂，能有效地除去生成产物中的杂质，合成、纯化处理工艺简单，且产物纯度高，适合工业化生产2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠。

Description

一种2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的工业化生产方法
技术领域
本发明涉及化合物的制备技术领域，尤其涉及一种2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的工业化生产方法。
背景技术
糖在食品领域中具有举足轻重的作用，它不但可以用作甜味剂，还可以用作防腐、保鲜、膨胀、增色、增香、分散、疏松、粘结定型等，具有细腻、润滑的口感特性，在食品加工中是一种不可缺少的基本原料。某些食品缺少糖时，其质构变差，而且保质期大大缩短；但是当含糖量较高时，则又有过甜过腻的感觉，影响食品的口感，而甜味抑制剂的出现恰好解决了“过甜过腻”的问题。
2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠为甜味抑制剂中的一种，是存在于咖啡豆中的一种天然物质，其纯品呈白色晶体粉末状，无味；在受热和焙烤过程中，即使在低PH值条件下也十分稳定，在产品保质期内，其抑制甜度的性能保持不变。1987年，美国调味品及香料生产厂商协会对2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠在点心、糖果、蜜饯和糖霜中的应用进行评估，结果表明是“公认安全物质”。但是天然的2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠提纯工艺复杂，且提纯原料价格较高，为此国内外对该物质的化学制备方法进行了研究，美国专利US4,544,565设计了该种物质的制备方法，但是该方法产率低，且得到的产品纯度低，难以达到作为食品添加剂使用的标准；中国专利CN200910273148.1一种甜味抑制剂2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的合成方法，以对甲氧基苯酚和2-氯丙酸乙酯为原料，采用无水乙醇做溶剂进行合成，该方法纯化步骤复杂、能耗高，而且生产成本高，不利于工业化生产。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种反应条件温和、合成和纯化工艺简单、成本低且适合大规模生产2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的工业化方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的工业化生产方法，其包括如下步骤：
（1）将对甲氧基苯酚、氢氧化钠、催化剂、水按质量比为1：（1～3）：（0.01～0.03）：（3～20）的比例混合搅拌，加热使混合物的温度升高至60℃～70℃后，滴加相对于对甲氧基苯酚的质量1～2倍量的2-氯丙酸甲酯，反应即得到产物2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸；
（2）将2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸、氢氧化钠按照摩尔比为1：（1～1.1）投入到有机溶剂中，加热溶解使之反应，即得2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠。
较佳地，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮或叔丁醇中的一种。
较佳地，所述有机溶剂的用量为2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸质量的5～10倍。
较佳地，所述步骤（1）后还包括对所述的产物2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸进行提纯处理，具体为：反应后的混合液用硫酸溶液调成酸性，冷却、离心，得到较纯的2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸；在以水为溶剂的反应后，直接对反应产物调节pH值，以达到提纯反应产物的目的，该过程操作简单，且成本较低。
较佳地，所述硫酸溶液的质量浓度为30％～50％。
较佳地，所述步骤（2）后还包括对所述2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的提纯，其具体工艺为重结晶。
较佳地，所述催化剂为碘化钾或碘化钠。
较佳地，所述步骤1中的所述反应的温度为60℃～90℃，所述反应的时间为6～24小时。
较佳地，所述步骤（2）中的所述加热溶解的温度为70℃～80℃。
本发明的产物2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的化合物结构式如下（Ⅰ）：
其是由对甲氧基苯酚（Ⅱ）和2-丙酸甲酯（Ⅲ）在催化剂作用下，在水相中合成；随后在碱性条件下有机溶剂中重结晶制得。
其反应式如下：
本发明采用水做溶剂，在水相中进行反应，该反应中未使用任何有机溶剂，节约了成本，同时也有利于产物的提纯处理，且该反应条件温和，工艺简单；在终反应后产物直接在有机溶剂中冷却结晶，省去了产物萃取、浓缩等工艺，且产物纯度高，能达到作为食品添加剂使用的标准；总之本发明简化了生产工序、降低了能耗，适用于大规模工业化生产2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠。
附图说明
图1.2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠标准品的HPLC图；
图2.本发明合成的2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的HPLC图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
实施例1
一种甜味抑制剂2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的工业化生产方法，具体加工步骤包括：
（1）取以下原料：对甲氧基苯酚10kg、氢氧化钠10kg、碘化钾0.12kg、水100kg，加入到反应容器中，在常温下搅拌30分钟，混合均匀后对该反应容器进行加热，使以上混合后的原料升温至60℃，并使其温度保持在60℃～70℃，向其中滴加11.85kg的2-氯丙酸甲酯，在催化剂碘化钾的作用下，对甲氧基苯酚与2-氯丙酸甲酯发生反应，保持反应时的温度在60℃～90℃，同时氢氧化钠不断与反应中产生的酸中和，使反应一直朝正反应的方向进行，反应进行12h后结束；
（2）将产物冷却至常温，向反应后的混合液中滴加质量分数30％的硫酸溶液，滴加至混合液pH为2.0时，停止滴加，随后将混合液温度降低至45℃以下，对混合液离心，即得到白色固体2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸14.28kg；
（3）随后将所得的2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸与3.05kg氢氧化钠投入到75kg乙醇中，随后加热至75℃，使2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸与氢氧化钠完全溶解，随后静置，冷却结晶，离心除去乙醇，即得白色或淡黄色固体，将该白色或淡黄色固体在60℃～90℃的真空干燥箱中干燥2小时，得白色的2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠固体12.52kg，收率为71.2％;
（4）产品检测：取所制得白色的2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠固体0.2259g用纯水溶解定容至100mL，过滤后上机检测；其中
检测仪器：岛津SPD-M10AVP检测器；
色谱柱：依利特柱HypersilODS25μm4.6mm*250mm;
色谱条件：流动相：乙腈︰纯水（用磷酸调pH值4-5）=30︰70；
流速：1.0mL/min；
进样量：2μL；
检测结果如图2所示，其中外标浓度（ESTDconcentration）为2237.276μg/mL，根据以下公式：
由此得产品纯度为99.03%，符合食品添加剂的使用标准。
实施例2
一种甜味抑制剂2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的工业化生产方法，具体加工步骤包括：
（1）将对甲氧基苯酚10kg、氢氧化钠10kg、碘化钠0.12kg、水100kg加入反应容器中，在常温下搅拌30分钟，使原料混合均匀后对反应容器加热，使混合后的原料物升温至60℃，并保持混合后的原料温度为60℃～70℃，向其中加入2-氯丙酸甲酯11.85kg，边加边搅拌，添加完2-氯丙酸甲酯后，继续加热，使反应温度保持在90℃，反应时间12h后结束；
（2）将产物冷却至常温，向反应后的混合液中滴加质量分数为50％的硫酸溶液，滴加至混合液pH为2.0时，停止滴加，随后将混合液温度降至低于45℃时离心，即得到白色固体2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸13.2kg；
（3）将所得的2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸与2.82kg氢氧化钠投入到75kg醇溶液中，此处醇溶液可选甲醇、乙醇、丙酮或叔丁醇中的一种，加热至70℃～80℃，使2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸与氢氧化钠溶解，随后静置，冷却结晶，离心脱去醇溶液，即得白色或淡黄色固体，将该白色或淡黄色固体在60℃～90℃的真空干燥箱中干燥2小时，即得白色或淡黄色的2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠，其质量为12kg，总收率为68％；
（4）产品检测同实施例1，其检测结果：产品纯度≥99.00%，符合食品添加剂的使用标准。
对比例
一种甜味抑制剂2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠的工业化合成方法，具体包括以下步骤：
首先将对甲氧基苯酚10kg、2-氯丙酸乙酯12.5kg、碳酸钾13kg、催化剂碘化钾或碘化钠0.16kg、无水乙醇65L加入反应容器中混合，加热回流反应约6h，冷却过滤，滤液蒸馏回收乙醇；
随后在上述过滤所得的滤出物中加入乙酸乙酯80L和去离子水10L，静止分层除去未反应的原料，收集水层并将水层用食品级盐酸调pH至2.0，待产生大量白色固体，分次加入***溶解水层中的固体，每次65L，共提取三次，然后将收集的***层再用去离子水32L洗涤两次以除去残留的钾离子，蒸馏除去溶剂***得白色固体2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸；
然后将所得2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸固体溶解在等摩尔的氢氧化钠水溶液中，然后在80℃条件下真空蒸馏除去水，即得2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠，其总质量为10.75kg，产率61.37％，且产品检测得产物纯度偏低，仅为95.10%，不符合食品添加剂的使用标准。
由以上实验对比可知本发明的有益效果：
（1）采用水做溶剂，在水相中进行反应，该反应中未使用任何有机溶剂，节约了成本，同时也有利于产物的提纯处理，且该反应条件温和，工艺简单；
（2）在以水为溶剂的反应产物中，直接对反应产物调节pH值，即可达到提纯反应产物的目的，该过程操作简单，且成本较低；
（3）在终反应后产物直接在有机溶剂中冷却结晶，省去了产物萃取、浓缩等工艺，且产物纯度高，能达到作为食品添加剂使用的标准；
总之本发明简化了生产工序、降低了能耗，产率高且产物纯度高，适用于大规模工业化生产甜味抑制剂2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸钠。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠的工业化生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将对甲氧基苯酚10kg、氢氧化钠10kg、碘化钾0.12kg、水100kg混合，在常温下搅拌30分钟，加热使混合物的温度升高至60℃，并使其温度保持在60℃～70℃，向其中滴加11.85kg的2-氯丙酸甲酯，在催化剂碘化钾的作用下，对甲氧基苯酚与2-氯丙酸甲酯发生反应，保持反应时的温度在60℃～90℃，同时氢氧化钠不断与反应中产生的酸中和，使反应一直朝正反应的方向进行，反应进行12h后结束；
(2)将产物冷却至常温，向反应后的混合液中滴加质量分数30％的硫酸溶液，滴加至混合液pH为2.0时，停止滴加，随后将混合液温度降低至45℃以下，对混合液离心，即得到白色固体2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸；
(3)随后将所得的2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸与3.05kg氢氧化钠投入到75kg乙醇中，随后加热至75℃，使2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸与氢氧化钠完全溶解，随后静置，冷却结晶，离心除去乙醇，即得白色或淡黄色固体，将该白色或淡黄色固体在60℃～90℃的真空干燥箱中干燥2小时，得白色的2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸钠固体，产品纯度为99.03％。
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