技术领域 本发明为化学合成领域,特别涉及一种偶合反应生成阿巴斯甜的工艺。 背景技术 阿斯巴甜(Aspartame), 化学名称为N-α-L- 天冬氨酰-L- 苯丙氨酸甲酯,是一种新型的合成肽类甜味剂,甜度约为蔗糖到200 倍,目前该甜味剂已在100 多个国家和地区获准使用,应用于6000 多种饮料,食品及医药等产品。阿斯巴甜由于其公认的安全性,低热高甜,口味纯净等特点,目前已成为全球高强度甜味剂的主导产品,消费量高速增长,目前全球需求超过30000 吨/ 年。 阿斯巴甜的主要生产方法之一是采用化学合成法,化学法合成阿斯巴甜主要有酸酐化、偶合、脱甲酰、酯化、中和五步主要反应构成。其中偶合反应生成N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的α-异构体与β-异构体,其中α-异构体通过后续的脱甲酰、酯化、中和反应生成阿斯巴甜,而β-异构体则要从体系中除去。因此,偶合反应就成为阿斯巴甜生产中的最重要步骤,其中提高α-异构体的收率就变得至关重要。 现有的偶合反应方法主要有两种,水相法和溶剂法。美国专利4745210号在偶合反应中以水为溶剂,碱性条件下反应,反应结束后,α-异构体/β-异构体约为75/25。中国专利(申请号:90106906.X)在偶合反应中以乙酸为溶剂,通过加入烷基酯或位阻醇,进行反应,反应结束后,α-异构体/β-异构体可以增至约80/20。但不管是水相法和溶剂法,在反应完成后α-异构体/β-异构体的比例都不是太高,严重影响了阿斯巴甜的生产成本与生产效率。同时采用水相法进行偶合反应,在反应完成后,进行固液分离时产生了大量的高盐高COD的有机废水,环保处理的成本很高。 发明内容 本发明的目的是为了弥补现有技术的不足,提供一种偶合反应生成阿巴斯甜的工艺。 在一个优选的合成工艺中,其步骤如下:将N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸和/或其甲酯、催化剂投入碳酸低级烷基酯中,在-5℃~40℃下,搅拌反应1~240小时,进行固液分离,得到固体为N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸或其甲酯的α-异构体和β-异构体;进一步的,将固体过滤后,回收母液,所述的母液为碳酸低级烷基酯、微量溶解的α、β- N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸或其甲酯,未反应完全的N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐与L-苯丙氨酸或其甲酯,和催化剂的混合物,直接用于下一批次反应。 本发明技术方案具体如下: 一种偶合反应生成阿巴斯甜的工艺,包括,将N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸和/或L-苯丙氨酸甲酯、催化剂接触反应生成N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸或其甲酯的α-异构体和β-异构体的步骤,其中,所述接触步骤在碳酸低级烷基酯中进行。 对于所述工艺中,N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸和/或L-苯丙氨酸甲酯、催化剂等化学品应理解为,其为在现有技术条件下能够满足合成要求的化学原料,即在纯度、形态、物理状态等方面满足现有技术中对该原料进行化学合成的要求。 在本发明中,合成阿巴斯甜的原料,即N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸和/或L-苯丙氨酸甲酯,在溶剂体系中即可完成阿巴斯甜的合成。而在催化剂存在的条件下,可以增加反应速度,节约成本。而该合成过程在碳酸低级烷基酯中进行的时候,可以明显提高反应体系中N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的α-异构体与β-异构体的比例。 本发明所述的工艺,其中,所述步骤还包括将反应完成的体系进行固液分离,并将母液用于下一批次的步骤。 本发明所述的工艺,其中, N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、L-苯丙氨酸和/或其甲酯、催化剂、碳酸低级烷基酯的重量比为:1︰1.09~1.25︰0~16︰5~125。 本发明所述的工艺,其中,接触反应的条件为:反应时间1-240 h,反应温度-5-40 ℃。 本发明所述的工艺,其中,所述碳酸低级烷基酯为碳酸二甲酯和/或碳酸二乙酯。 本发明所述的工艺,其中,所述催化剂为乙酸和/或丙酸。 通过以上技术方案,可达到以下有益效果。 (1)本发明实现了在阿斯巴甜制造工艺中的高选择性地合成N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸或其甲酯的α-异构体的偶合反应方法,α-异构体/β-异构体可以增至约90/10. (2)偶合反应过程产生的母液可以回收和循环使用,提高了产品收率,降低了生产成本,减少了环境污染。 本发明中,反应体系中存在碳酸低级烷基酯即可以达到目标,而对于本发明的技术原理有待进一步探明。其可能的原因为:碳酸低级烷基酯是一种无机酸酯,作为偶合反应溶剂能降低苯丙氨酸(苯丙氨酸甲酯)中的氨基的反应活性,从而提高偶合反应中的N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐的α碳原子比β碳原子相对反应速度,从而提高偶合反应中α-异构体与β-异构体的比例,提高了偶合反应的α-异构体收率。 具体实施方式 下面结合实施例对本发明做进一步说明。所列的实施例仅作阐示之用,并表明本发明的精神和范围并非限于此中的细节及其修改案。 实施例1 将10克N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、10.9克L-苯丙氨酸、25克乙酸,投入到300克碳酸二乙酯和60克碳酸二甲酯中,在-5℃下,搅拌反应120小时,HPLC检测,反应体系中N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的α-异构体和β-异构体比例为90/10,进行固液分离,得到固体α、β- N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸28.3克(含量70.2%),母液377.6克。 实施例2 将10克N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、11.5克L-苯丙氨酸、80克乙酸、80克丙酸,投入到1200克碳酸二甲酯和50克碳酸二乙酯中,在5℃下,搅拌反应72小时,HPLC检测,反应体系中N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的α-异构体和β-异构体比例为89/11,进行固液分离,得到固体α、β- N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸23.9克(含量71.2 %),母液1357.6克。 实施例3 将10克N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、11.5克L-苯丙氨酸,投入到300克实施例2的母液中,在20℃下,搅拌反应36小时,HPLC检测,反应体系中N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的α-异构体和β-异构体比例为87/13,进行固液分离,得到固体α、β- N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸30.1克(含量70.8 %),母液291.4克。 实施例4 将10克N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、11.5克L-苯丙氨酸,投入到400克碳酸二甲酯中,在5℃下,搅拌反应240小时,HPLC检测,反应体系中N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的α-异构体和β-异构体比例为90/10,进行固液分离,得到固体α、β- N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸29.2克(含量69.5%),母液392.3克。 实施例5 将10克N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、11.5克L-苯丙氨酸、20克乙酸、5克丙酸,投入到400克碳酸二甲酯中,在5℃下,搅拌反应36小时,HPLC检测,反应体系中N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的α-异构体和β-异构体比例为89/11,进行固液分离,得到固体α、β- N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸29.1克(含量69.4%),母液417.4克。 实施例6 将10克N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、11.5克L-苯丙氨酸、12.5克丙酸,投入到400克碳酸二乙酯中,在40℃下,搅拌反应12小时,HPLC检测,反应体系中N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的α-异构体和β-异构体比例为85/15,进行固液分离,得到固体α、β- N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸29.2克(含量70.5%),母液404.8克。 实施例7 将10克N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、12.5克L-苯丙氨酸甲酯,投入到300克碳酸二甲酯中,在5℃下,搅拌反应1小时,HPLC检测,反应体系中N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的α-异构体和β-异构体比例为86/14,进行固液分离,得到固体α、β- N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯30.5克(含量70.5%),母液292克。 实施例8 将10克N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐、11.5克L-苯丙氨酸、50克乙酸,投入到50克碳酸二乙酯中,在-5℃下,搅拌反应48小时,HPLC检测,反应体系中N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的α-异构体和β-异构体比例为86/14,进行固液分离,得到固体α、β- N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯28.6克(含量70.6%),母液92.9克。 实施例9 将20克N-甲酰-α-L-天冬氨酸酐投入到300克碳酸二甲酯中,在5℃下,搅拌,逐步加入25克L-苯丙氨酸甲酯反应2小时,HPLC检测,反应体系中N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的α-异构体和β-异构体比例为87/13,进行固液分离,得到固体α、β- N-甲酰-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯62克(含量70.4%),母液283克。