CN113788749A - 一种甜味抑制剂2-（4-甲氧基苯基）丙酸钠的工业化制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种甜味抑制剂2‑(4‑甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法及应用。本发明以常规的对羟基苯甲醚和1‑氯丙酸为原料，在水中经过一步取代制得产品2‑(4‑甲氧基苯基)丙酸钠，同时有效地回收了原料对羟基苯甲醚。本发明改善了生产工艺，减少了不必要的原料，以水为反应液，几乎无三废排放，生产成本大大降低，使每公斤生产成本小于180元。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法及应用。
背景技术
甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠(又称：降甜添加剂或降甜剂)已被收入食品添加剂国家标准GB2760中，同时也被美国FEMA、***JECFA等权威机构批准使用。它能够有效抑制甜味，可广泛应用在月饼馅料、糖果、巧克力、果酱、冰淇淋等二十三项高糖食品中，起到降低甜度、改良口感、提高品质、优化成本的作用。
对于2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的合成方法，文献中曾报道了几种方法。方法一是以对羟基苯甲醚和1-氯丙酸乙酯为原料，首先经过取代反应，再水解去酯基反应制得。工艺流程如下：
方法二是利用相转移催化剂进行催化反应制得。工艺流程如下：
方法三是利用红细泡工程法制得产品(CN 101735037 A；CN 102010326 A；CN102094049A)。但这些工艺流程存在较大的缺陷：反应路线长，成本高；工艺复杂，操作繁琐；相转移催化剂产生大量的副产物，污染大。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法及应用，目的在于解决现有技术中的一部分问题或至少缓解现有技术中的一部分问题。本发明主要解决了成本高，三废多，操作复杂等技术问题。设备简单，操作方便，降低了污染，节约了原料，减少了生产成本。
本发明是这样实现的，一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法，包括以下步骤：
S1：将1-氯丙酸与氢氧化钠水溶液于15℃以下(优选0-15℃)混合；之后加入对羟基苯甲醚，于50-60℃条件下反应；
S2：反应结束后降温，用乙酸乙酯萃取；水相调节至酸性，析出白色固体2-(4-甲氧基苯基)丙酸；
S3：2-(4-甲氧基苯基)丙酸与氢氧化钠水溶液混合，加热至固体溶解，去除水分后，得到白色固体2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠。
进一步地，步骤S1中对羟基苯甲醚，氢氧化钠和1-氯丙酸的摩尔比是1:1.2:2，水与对羟基苯甲醚的质量比是4:1。
进一步地，步骤S1中反应时间为6-10h。
进一步地，步骤S2中降温至室温。
进一步地，步骤S2中水相调节至pH值为3。
进一步地，步骤S3中2-(4-甲氧基苯基)丙酸与氢氧化钠的摩尔比为1：1。
进一步地，步骤S3中在60℃旋转蒸发仪上蒸发去除水分。
进一步地，步骤S2中乙酸乙酯萃取的有机相浓缩后得到粗品原料对羟基苯甲醚。
本发明还提供了如上述的一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法在制备2-(4-甲氧基苯基)丙酸或2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠中的应用。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
1、原料简单，易得，并得到有效回收；
2、溶剂为水，反应中几乎不产生三废；
3、投料和后处理操作简单；
4、反应条件温和，所需的设备要求简单；
5、收率高，成本低。
附图说明
图1是2-(4-甲氧基苯基)丙酸的核磁图；
图2是2-(4-甲氧基苯基)丙酸的液相图；
图3是2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的液相图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，各实施例及试验例中所用的设备和试剂如无特殊说明，均可从商业途径得到。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
根据本申请包含的信息，对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本发明的精确描述进行各种改变，而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解，本发明的范围不局限于所限定的过程、性质或组分，因为这些实施方案以及其他的描述仅仅是为了示意性说明本发明的特定方面。实际上，本领域或相关领域的技术人员明显能够对本发明实施方式作出的各种改变都涵盖在所附权利要求的范围内。
为了更好地理解本发明而不是限制本发明的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。本发明中，“约”指给定值或范围的10％以内，优选为5％以内。
本发明下述各实施例中未特别限定温度时，则均为常温条件。常温是指四季中自然室温条件，不进行额外的冷却或加热处理，一般常温控制在10～30℃，最好是15～25℃。
本发明披露了一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法及应用。本发明改善了生产工艺，减少了不必要的原料，以水为反应液，几乎无三废排放，生产成本大大降低，使每公斤生产成本小于180元。本发明以常规的对羟基苯甲醚和1-氯丙酸为原料，在水中经过一步取代制得产品2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠，同时有效地回收了原料对羟基苯甲醚。本发明的具体合成工艺如下：
上述工艺中直接以简单易得的原料对羟基苯甲醚，氢氧化钠和1-氯丙酸为原料，在水中经过一步取代制得产品2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠。
工艺过程：对羟基苯甲醚、氢氧化钠和1-氯丙酸的摩尔比是1:1.2:2，水与对羟基苯甲醚的质量比是4:1。常压下反应温度为50-60℃，时间6-10小时。冷却，用乙酸乙酯萃取两次，浓缩得原料对羟基苯甲醚，水相用浓盐酸调节pH值至3，有大量白色固体析出，过滤得产品2-(4-甲氧基苯基)丙酸。
所得的固体2-(4-甲氧基苯基)丙酸溶入等摩尔的氢氧化钠水溶液，然后在60℃旋转蒸发仪上蒸去水，即得甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠。
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
在反应釜中加入21kg1-氯丙酸，并在搅拌中滴加16.3kg氢氧化钠溶解在84升的水溶液，保持温度低于15℃，然后加入20kg固体对羟基苯甲醚。加料完后，温度升到60℃左右，搅拌10小时。停止反应，降至室温，用20升乙酸乙酯提取一次，浓缩有机相得原料对羟基苯甲醚5.6kg。水相用浓盐酸调节pH值到3，室温静止，大量白色固体析出，烘干得产品2-(4-甲氧基苯基)丙酸23.4kg，收率大于74％，纯度大于99％。
2-(4-甲氧基苯基)丙酸的核磁检测图谱如图1所示，液相图如图2所示。
碱性条件下提取的有机相浓缩后得到粗品6.6kg原料对羟基苯甲醚，静止成固体，用少量石油醚洗涤，得纯品对羟基苯甲醚3.6kg。产品2-(4-甲氧基苯基)丙酸实际合成收率91％。
在反应釜中加入4.28kg氢氧化钠和60升水，搅拌下加入21kg 2-(4-甲氧基苯基)丙酸，加热至固体全溶，然后蒸发去除水，得白色固体2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠22kg，收率94％。
2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的液相图如图3所示。
实施例2
氮气保护下，在反应釜中加入21kg1-氯丙酸，并在搅拌中滴加16.3kg氢氧化钠溶解在84升的水溶液，保持温度低于15℃，然后加入20kg固体对羟基苯甲醚。加料完后，温度升到60℃左右，搅拌10小时。停止反应，降至室温，用20升乙酸乙酯提取一次，浓缩有机相得原料对羟基苯甲醚5.6kg。水相用浓盐酸调节pH值到3，室温静止，大量白色固体析出，烘干得产品2-(4-甲氧基苯基)丙酸25kg，收率79.1％，纯度大于99％。
碱性条件下提取的有机相浓缩后得到的5.3kg原料对羟基苯甲醚，静止成固体，用少量石油醚洗涤，得纯品对羟基苯甲醚3.2kg。产品2-(4-甲氧基苯基)丙酸实际合成收率94％。
在反应釜中加入4.28kg氢氧化钠和60升水，搅拌下加入21kg2-(4-甲氧基苯基)丙酸，加热至固体全溶，然后蒸发去除水，得白色固体2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠22kg，收率94％。
实施例3
氮气保护下，在反应釜中加入21kg1-氯丙酸，并在搅拌中滴加16.3kg氢氧化钠溶解在84升的水溶液，保持温度低于15℃，然后加入20kg固体对羟基苯甲醚。加料完后，温度升到50℃左右，搅拌8小时。停止反应，降至室温，用20升乙酸乙酯提取一次，浓缩有机相得原料对羟基苯甲醚5.6kg。水相用浓盐酸调节pH值到3，室温静止，大量白色固体析出，烘干得产品2-(4-甲氧基苯基)丙酸23.1kg，收率73.1％，纯度大于99％。
碱性条件下提取的有机相浓缩后得到的5.6kg原料对羟基苯甲醚，静止成固体，用少量石油醚洗涤，得纯品对羟基苯甲醚4.1kg。产品2-(4-甲氧基苯基)丙酸实际合成收率92％。
在反应釜中加入4.28kg氢氧化钠和60升水，搅拌下加入21kg2-(4-甲氧基苯基)丙酸，加热至固体全溶，然后蒸发去除水，得白色固体2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠22kg，收率94％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将1-氯丙酸与氢氧化钠水溶液于15℃以下混合；之后加入对羟基苯甲醚，于50-60℃条件下反应；
S2：反应结束后降温，用乙酸乙酯萃取；水相调节至酸性，析出白色固体2-(4-甲氧基苯基)丙酸；
S3：2-(4-甲氧基苯基)丙酸与氢氧化钠水溶液混合，加热至固体溶解，去除水分后，得到白色固体2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠。
2.根据权利要求1所述的一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法，其特征在于：步骤S1中对羟基苯甲醚，氢氧化钠和1-氯丙酸的摩尔比是1:1.2:2，水与对羟基苯甲醚的质量比是4:1。
3.根据权利要求1所述的一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法，其特征在于：步骤S1中反应时间为6-10h。
4.根据权利要求1所述的一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法，其特征在于：步骤S2中降温至室温。
5.根据权利要求1所述的一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法，其特征在于：步骤S2中水相调节至pH值为3。
6.根据权利要求1所述的一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法，其特征在于：步骤S3中2-(4-甲氧基苯基)丙酸与氢氧化钠的摩尔比为1：1。
7.根据权利要求1所述的一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法，其特征在于：步骤S3中在60℃旋转蒸发仪上蒸发去除水分。
8.根据权利要求1所述的一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法，其特征在于：步骤S2中乙酸乙酯萃取的有机相浓缩后得到粗品原料对羟基苯甲醚。
9.如权利要求1-8任一所述的一种甜味抑制剂2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠的工业化制备方法在制备2-(4-甲氧基苯基)丙酸或2-(4-甲氧基苯基)丙酸钠中的应用。
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