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如何合成安赛密? 1

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安赛密是一种重要的食品添加剂,在食品领域具有广泛的应用。本文将探讨安赛密的制备方法,旨在为读者提供参考依据。


简述:安赛密,化学名称为6-甲基-2,2-二氧代-1,2,3-氧硫氮杂-4-环已烯酮钾盐,英文名:Acesulfame Potassium或AcesulfameK,简称ASK,俗称AK糖或安赛密,分子式C4H4NO4SK。为非营养型甜味剂,甜度为蔗糖的200倍,是一种无毒、安全的食品添加剂,广泛应用于食品、饮料、保健、医药、日用化工等行业。


合成:

根据文献资料显示,合成安赛蜜的四种主要路线包括:(1)氨基磺酰氟-双乙烯酮法;(2)乙酰乙酰胺-三氧化硫法;(3)乙酰乙酰胺-硫酰氟法;(4)氨基磺酸-三氧化硫法。前三种路线存在原料获取困难、反应条件苛刻、不适合工业化生产等缺点。而第四种方法采用工业易得的氨基磺酸、三乙胺、双乙烯酮、三氧化硫作为主要原料,反应条件温和,收率高,产品质量优良。目前全球主要采用该方法进行合成,国内采用该方法在 -30℃下反应。下面方法四中安赛蜜低温法、常温法合成进行详细阐述。


1. 方法一:安赛蜜低温法合成

①三氧化硫的制备

在三口烧瓶中加入含 50% 三氧化硫的发烟硫酸 200ml接收瓶中加入二氯甲烷420ml加热发烟硫酸使之慢慢沸腾搅拌下用二氯甲烷吸收冷凝下来的三氧化硫可得到含三氧化硫 30% 的二氯甲烷溶液并保持吸收与存放温度不超过 0℃。


②氨基磺酸三乙胺的制备

溶于二氯甲烷内的 30g 氨基磺酸用 56g三乙胺中和同时用冰水冷至温度小于 20℃至氨基磺酸溶解后继续搅拌 1 小时得到的溶液备用。


③乙酰乙酰氨基磺酸盐的合成

在上一步得到的溶液中加入冰醋酸10ml并降温至 5℃以下缓慢滴加双乙烯酮 20g加完后继续保温在 15℃以下搅拌2h得到的溶液备用。


④ ASH 的合成

在三口烧瓶中加入已制得的三氧化硫的二氯甲烷溶液 120ml再加入二氯甲烷稀释深冷至 -30℃以下缓慢滴加乙酰乙酰氨基磺酸盐保持温度低于 -30℃保温 1小时缓慢滴加水 40ml并保持温度在-5℃再保温分出硫酸相硫酸相用二氯甲烷分两次萃取操作后合并有机相。有机相中加入水 0℃搅拌 2h分层得到有机层。


⑤ ASK 的合成

在上述分出的有机溶液中加入氢氧化钾中和至溶液 pH 值为 8~10分出水层用活性炭脱色后蒸发结晶得到产品。实验结果表明套用溶剂安赛蜜平均收率为 49%含量> 99.0%色泽白不含硫酸盐产品合格。以安赛蜜收率为49%计。

2. 方法二:安赛蜜常温法合成

①三氧化硫的制备(同低温法)


②氨基磺酸三乙胺的制备(同低温法)


③ ASH 的合成

将事先制备好的二氯甲烷溶液中的三氧化硫与双乙盐分别稀释后,冷却至-15摄氏度以下。将两种溶液分别加入两只滴液漏斗中,然后同时注入一个特制的类似薄膜反应器中。控制停留时间在2至4秒之间,并通过冷盐水冷却,以确保出口反应液的温度不超过40摄氏度。同时,向流出的反应液中加入40毫升水,并进行外部冷却。将反应溶液倒入三口瓶中继续搅拌0.5小时,保持温度在-15摄氏度左右。随后,进行分层操作,将硫酸相用二氯甲烷萃取两次,将有机相合并后加入水,再搅拌1小时后再次分层,最终得到有机层。


④ ASK 的合成(同低温法)


⑤二氯甲烷的回收

将中和以后的下层有机相取出加入三口烧瓶中加入沸石在三口烧瓶上接一只刺形冷凝管、分水器加热回流分去水分回流时间为 5h。取出回流的二氯甲烷分析使其中水分不高于 0.05%。由于三氧化硫与水会引起剧烈反应使三氧化硫的作用失效控制水分的含量十分重要。当回流二氯甲烷水分合格后再蒸去二氯甲烷控制三口烧瓶底温不超过 45℃顶温不超过 41.5℃。回收二氯甲烷要求:二氯甲烷≥ 99.5%≤ 0.05%醋酸≤ 0.01%三乙胺≤ 0.02%。实验结果表明套用溶剂安赛蜜平均收率为 44%含量> 99.0%色泽白无硫酸盐产品合格。以安赛蜜收率为 44%计。


参考文献:

[1]薛连海,朱唯唯. 安赛蜜生产控制分析方法的改进 [J]. 滁州学院学报, 2012, 14 (05): 51-52+56.

[2]江玉. 甜味剂安赛蜜的合成研究 [J]. 科技创新导报, 2008, (35): 9. DOI:10.16660/j.cnki.1674-098x.2008.35.007.

[3]冯锐. 甜味剂安赛蜜的合成研究 [J]. 四川师范学院学报(自然科学版), 1999, (01): 58-62. DOI:10.16246/j.issn.1673-5072.1999.01.010.

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