Подслащивающие соли

Настоящее изобретеъше относится к способам получения подслащивающих солей, соСТОЯЩИХ ИЗ ДВУХ ПОДСЛЗЩИВЗЮЩИХ КОМПОНСНтов. В частности, изобретение относится к получению в ясидкой среде подслащивающих солей, СОСТОЯЩИХ ИЗ ДВУХ КОМПОНСНТОВ - ПОДСЛЗстителей, которое предусматривает использоваНИС В КЗЧССТВС ИСХОДНЬТХ ПрОДУКТОВ ПОДСЛЗСТИтеля, источником которого является аспарагиновая кислота, и производного другой органической подслащивающей кислоты, являющейся сильным подсластителем. Изобретение относится также к новым солям подсластителям, которые обладают хорошей термической стабильностью и имеют низкое содержание влаги и, в особенности, к новой кристаллической модификации подслащивающей соли аспартама и ацесульфаминовой кислоты. Кроме того, изобретение относится к применению этих подслащиВЗЮЩИХ СОЛСЙ В ПИЩСВЫХ КОМПОЗИЦИЯХ, КОНДИтерских изделиях, сладостях, жевательной резинке и т.д. Изобретение также относится и к способам получения таких подслащивающих солей.Е-А-8604766 раскрывает способы получения солей подсластителя аспартама, являющихся производными аспарагиновой кислоты (в частности, ос-Ь-аспартил-Ь-фенилаланинметилового эфира (здесь и далее он будет указан как АРМ), а также сахариновой кислоты (3-оксо 2, 3 -дигидро-1 ,2-бензотиазол-1,1-диоксида). В Е 5-А-8604766 упоминаются также в качестве ИСХОДНЬТХ ПрОДУКТОВ ЗЦССУЛЬФЗМИНОВЗЯ И ГЛИцирризиновая кислоты. Согласно этой публикации органическую подслащивающую кислоту(очевидно на практике ее производное взято только для сахариновой кислоты) растворяют в метаноле, затем добавляют эквимолярное количество аспартама и смесь нагревают до температуры 40-50 С до получения раствора. Раствор испаряют на ротационном испарителе до получения твердого остатка заданной концентрации. Образовавшуюся соль извлекают необязательно путем добавления смешивающегося с метанолом органического растворителя, что может быть сделано либо в виде нерастворимого продукта, либо в добавленом растворителе, либо в полученной системе растворителей.Основной недостаток этого способа состоит в том, что он предусматривает использование органической кислоты. В результате его применимость по существу ограничена получением сахаринатов, поскольку другие подходящие органические подслащивающие кислоты (за исключением сахариновой кислоты) неустойчивы и поэтому трудно поддаются синтезу. Заявителем установлено, что плохие результаты получают в том случае, когда способ, описанный в Е 5-А-8604766 и проводимый аналогично методу получения этих продуктов из сахариновой кислоты, осуществляют на основе органической кислоты-подсластителя, отличной от сахарино 000281вой. До сих пор не было известно о подходящих способах получения таких солей. Кроме того,как будет показано в экспериментальной части данной заявки, заявителем было установлено,что соли, получаемые при использовании способа, описанного в Е-А-8604766, и ограниченНЪ 1 С С ТОЧКИ ЗРСНИЯ ИХ ПрШИСНШИОСТИ, ИМСЮТ относительно высокое содержание влаги и обладают ограниченной термической стабильностью. Это имеет место, в частности, для соли аспартама и ацесульфаминовой кислоты, получаемых способом, аналогичным описанному в заявке Е 5-А-86 О 4766.В настоящее время известно огромное количество сильных подсластителей. Значительное число их получают из аспарагиновой кислоты. Аспартам (ос-Ь-аспартил-Ь-фенилаланинметиловый эфир, АРМ), например, является одним из наиболее важных сильных подсластителей. Подслащивающая способность солей аспартама примерно в 200 раз выше, чем у сахара. К другим подсластителям, получаемым из аспарагиновой кислоты, относятся такие соединеНИЯ, как СООТВСТСТВУЩИС НИЗШИС ЗЛКИЛОВЫС эфиры АРМ, сложные эфиры Ь-аспартил-Всерина и Ь-аспартил-В-треонина (Агуозы е: 211.,ВиП. СЬеш. Бос. ]ар., 47, 326, 1974), сложные эфиры Ь-аспартил-В-аланинола и Ь-аспартил-Всеринола (ЫЗ-А-З,971,822), З-Ь-аспартил-Валаниламидо-2,2,4,4-тетраметилтиетаниламинКроме того, в настоящее время известно МНОЖССТВО ДрУГИХ СИЛЬНЪТХ СИНТСТИЧССКИХ ПОДсластителей, которые получают не из аспарагиновой, а из других органических кислот. В настоящей заявке их называют органическими подслащивающими кислотами. Примерами таких соединений являются такие давно известные подсластители, как ацесульфам-К (6-метил 1,2,3-оксатиазин-4(3 К)-он-2,2-диоксид, которьцй далее будет указан как АсеК; он обладает 200 кратной подслащивающей способностью по сравнению с сахаром, описан в П-А-3,689 486), сахарин-На (натрий-2,3-дигидро-3 оксабензизосульфоназол, обладающий 300 кратной подслащивающей способностью по сравнению с сахаром и цикламат-Ыа (циклогексилсульфамат натрия с 30-кратной подслащивающей способностью по сравнению с сахаром). ПОДХОДЯЩШИИ ПОДСЛЗЩИВЗЮЩИМИ СПОСОбНОстями, как оказалось, обладают в особенности натриевые, кальциевые и калиевые соли соответствующих кислот. Эти подсластители точно так же, как и АРМ применяются в большом коЛИЧССТВС В ПрОИЗВОДСТВС ПИЩСВЬТХ ПРОДУКТОВ,таких как МЯГКИС НЗПИТКИ, ДИСТИЧССКОС ПИТЗНИС,жевательная резинка, кондитерские изделия,сладости и другие. Органические подслащиВЗЮЩИС КИСЛОТЫ, О КОТОрЫХ ИДСТ рСЧЬ, СЗМИ ПОсебе МСНСС ПрИГОДНЫ ДЛЯ ПрИМСНСНИЯ В КЗЧССГВС подсластителей, поскольку они либо неустойчивы, либо проявляют не совсем подходящие вкусовые качества. Более того, органические подСЛЗЩИВЗЮЩИС КИСЛОТЫ ЛИШЬ НСЗНЗЧИТСЛЬНО растворимы в воде.Следует отметить, что возможности приМСНСНИЯ СИЛЬНЫХ ПОДСЛЗСТИТСЛСЙ В РЗЗЛИЧНЬТХ продуктах может быть ограничено рядом показателей, связанных с их химической и/или термической нестабильностью в процессе получения и/или хранения конечных продуктов, содержащих такие подсластители. Термическая устойчивость подсластителей, например, является важным критерием при выборе подходящего подсласгителя для их использования в кондитерских изделиях. Применеъше, в частности,аспартама или его производных для этой цели ограничено его сравнительно невысокой термостабильностью. В этом контексте в заявке ПЗА-4,439,460 (колонка 1, строка 30) отмечено,что недостатком солей аспартама, известных в настоящее время, является именно их недостаточная термическая стабильность, и что по этой причине они повсеместно не применяются. Отсюда Можно сделать вывод, что только сульфатнЬ 1 е (04) и органические сульфатные (11503) соли аспартама имеют достаточную термическую стабильность.В заявке Е 5-А-8604766 в действительности показано, что соли на основе двух сильных подсластителей (в твердом состоянии или в растворе) могут обладать синергическими свойствами при отсутствии горького вкуса, присущего кислоте, а также преимуществами в способности к растворению, однако такие соли, очевидно, до сих пор едва находят применение из-за своей ограниченной доступности и термостойкости.Поэтому постоянно ощущалась потребность в создании более универсального и более простого способа получения подслащивающих СОЛСЙ, СОСТОЯЩИХ ИЗ ДВУХ КОМПОНСНТОВподсластителей, образующихся из подсластителя производного аспарагиновой кислоты, и другой органической кислоты, являющейся сильным подсластителем. При этом становится возможным получить подслащивающие соли в термически стабильной форме с низким содерЖЗНИСМ ВЛЗГИ И 663 ОПИСЗННЬТХ ВЬТШС недостатКОВ, В ЧЗСТНОСТИ, В ОТСУТСГВИС ограничения, ЧТО методика получения должна быть основана на рассматриваемой органической кислоте.Неожиданно было установлено, что подслащивающие соли, состоящие из двух компонентов - подсластителей, можно получить очень удобным способом в термически стабильной форме, с низким содержанием влаги и в жидкой среде, используя в качестве исходного сырья подсластитель, полученный из аспарагиновой кислоты, и соль другой органической подслащивающей кислоты, являющейся сильным подсластителем. Способ предусматривает проведе 000281ние в жидкой среде в любом порядке стадий (а),(Ъ) И (с):(а) добавление в качестве компонента 11) подсласгителя, полученного из аспарагиновои кислоты;(Ь) добавление в качестве компонента 11) соли органической подслащивающей кислоты,соответствующей сильному подсластителю,который не является производным аспарагиновой кислоты;(а) взаимодействие компонентов, присутствующих в системе, необязательно при перемешивании в течение, по крайней мере, минуты с тем, чтобы произошло образование подслащивающей соли, и(е) выделение подслащивающей соли из реакционной смеси.Такой путь обеспечивает универсальный и простой метод получения подслащивающих солей при отсутствии недостатков из-за нестабильности большинства органических подслаЩИВЭЮЩИХ КИСЛОТ, КОТОРЬТС МОГЛИ бЫТЬ ИСПОЛЬзованЫ в качестве исходного продукта.В одном из первых разделов настоящей заявки уже был дан далеко неисчерпывающий перечень подсластителей, получаемых из аспарагиновой кислоты, которые Могут быть использованы в качестве исходного продукта в рамках предлагаемого изобретения. Эти вещества для удобства будут названы компонент (1) или исходный продукт (1). Из этой группы соединений в качестве исходного продукта (1) предпочтительно использовать аспартам и алитам, ТЗК как ПОЛУЧЗСМЬТС ИЗ НИХ ПРОДУКТЬТ СОгласно настоящему изобретению обладают хорОШИМИ ВКУСОВЬТМИ КЗЧССГВЗМИ, ТСрМИЧССКИ стабильны и имеют низкое содержание влаги.Приведенные выше примеры также содержат далеко неисчерпывающий перечень солей органических подслащивающих кислот, соотВСТСТВУЮЩИХ СИЛЬНЬТМ ПОДСЛЗСТИТСЛЯМ, не ПОЛУЧЗСМЬТМ ИЗ аспарагиновой КИСЛОТЫ И КОТОрЬТС МОГУТ бЬПЬ ИСПОЛЬЗОВЗНЬТ В КЗЧССГВС ИСХОДНОГО продукта в рамках предлагаемого изобретения. Эти вещества удобно называть как компонент(11) или исходнЬцЙ продукт (11). Соли органической подслащивающей кислоты, используемые в процессе, предпочтительно выбирают из группы, состоящей из солей калия, натрия,кальция и аммония, а также из солей вторичных или третичных аминов. Особенно подходящими ДЛЯ ЭТОЙ ЦСПИ ИСХОДНЬТМИ продуктами ЯВЛШОТСЯ соответствующие соли органических кислот,выбираемые из группы, состоящей из ацесульфаминовой, сахариновой или цшламиновой кислот.В предложенном способе исходные продукты (1) и (11) не должны быть использованы обязательно в сухом или абсолютно сухом виде. Поэтому можно, в частности, для примера ис пользовать влажную кристаллическую массу,Образующуюся в процессах получения подсластителя - производного аспарагиновой кислоты,например суспензию АРМ (2-6 вес.%) в воде,или кристаллический осадок с содержанием влаги порядка 30-70 вес.%, который получают на дополнительной стадии после разделения твердой и жидкой массы с использованием центрифуги или другой методики разделения. Кроме того, в качестве исходного продукта можно использовать и водные суспензии, содержащие диспергирующий агент, например суспензии АРМ (10-70 вес.%) в воде, выпускаемые проМЫШЛСННОСТЬЮ ПОД ТОрГОВЫМ НЗЗВЗНИСМ МП[гаЗук/еет Сизгош Ычийак.В основном заявленный способ осуществляют в любой жидкой среде. Любому специалисту будет ясно, что в данных условиях реакции среда является инертной (то есть необратимо нереакционноспособной) по отношению к исПОЛЬЗУСМЫМ ИСХОДНЫМ СОСДИНСНИЯМ И ПОЛУЧЗСмым продуктам. Поэтому жидкая среда в настоящей заявке должна рассматриваться как любая среда, которая инертна по отношению к реатентам (компонентам (1) и (11, используемым в процессе в качестве исходных соединений, конечному продукту и сильной кислоте, и которая представляет собой жидкость в вЬ 1 бранном интервале температур. Если во время одной или более стадий процесса в зависимости от выбранной жидкой среды в ней присутствует твердое вещество, которое состоит из одного или более исходных соединений (1) и (п) и/или желаемой подслащивающей соли, либо неорганической соли, образующейся при осуществлении заявленного способа, то тогда может быть использован термин "суспензия". Во многих случаях именно суспензия и будет иметь место. Это, однако, не является помехой для проводимой реакции, а наоборот - преимуществом, в том случае, когда в реакционной смеси после проведения стадии (с) присутствует, по крайней мере, 1,0 вес.% твердого вещества. Поэтому, как правило, такая суспензия содержит твердые вещества в количестве, по крайней мере, 1,0 вес.% от общей массы ясидкой среды, применяемых исходных соединений и сильной кислоты. Однако более высокое содержание твердых веществ также возможно; суспензия может содержать их в количестве до 50 или даже до 60 вес.% по отношению к общей массе жидкой среды, ПрИМСНЯСМЫХ ИСХОДНЫХ СОСДИНСНИЙ И сильной кислоты, но при этом исключается перемешивание смеси, которое становится невозможным. Поэтому точный верхний предел интервала содержаний твердых веществ едва ли может быть указан. Его определяют конкретно на практике в зависимости от способности смеСИ К перемешиванию И ВЯЗКОСТИ СИСТСМЫ В КОНце процесса, что может быть легко установлено специалистом. Способность системы к перемешиванию необязательно можно улучшить путемдобавления в нее диспергирующего агента, например гексаэтилцеллюлозы (ГЭЦ). В зависимости от выбранных жидкой среды и условий реакции процесс можно также проводить полНОСТЬЮ ИЛИ ПОЧТИ ПОЛНОСТЬЮ В растворе В ОТсутствие твердых веществ.Однако с точки зрения достижения больШСГО ВЫХОДЯ И ЧИСТОТЫ ПОЛУЧЗСМОГО КОНСЧНОГО продукта процесс предпочтительно проводить в таких условиях, чтобы в реакционной системе присутствовало, по крайней мере, 1,0 вес.% твердого вещества, при этом необязательно это может иметь место уже до стадии (с), но непременно в конце стадии (а). Твердое вещество не должно обязательно представлять собой сольподсластитель, однако может быть, в зависимости от выбранной жидкой среды, неорганической солью. Более подробно эта мысль получит объяснение ниже.С практической и экономической точки зрения жидкую среду выбирают, в частности, из группы, состоящей из воды, полярных органических растворителей, таких как низшие спирты, содержащие 1-8 атомов углерода, или кетоны, такие как ацетон или метилизобутилкетон(МИБК), или галогенированные углеводороды,содержащие 1-6 атомов углерода, или сложные эфиры (этилацетат), или простые эфиры, такие как метил-трет-бутиловьцй эфир (МТБЭ), дибутиловЬ 1 й эфир, диэтиловый эфир и тетрагидрофуран; и неполярных органически растворителей, таких как алканы (например, пентан, гексан, циклогексан, петролейный эфир), ароматические углеводороды (толуол или бензол), а ТЗКЖС СМСШИВЗЮЩИССЯ ИЛИ НССМСШИВЗЮЩИССЯ С водой растворители, такие как, например, расТВОрЫ, СМСШЗННЫС В ПОДХОДЯЩИХ СООТНОШСНИЯХ из метанола и метилэтилкетона (МЭК), МИБК или МТБЭ, или другие смеси с компонентами из ВЫШСУПОМЯНУТЫХ ЯСРЩКОСГСЙ, ВКШОЧЭЯ ВОДНЬПС среды. Если жидкая среда содержит значительное количество воды, например, по крайней мере 50 вес.% от общей массы жидкой среды, это и называется жидкой средой в рамках настоящего изобретения. Жидкая среда уже может необязательно содержать некоторое количество сильной кислоты, т.е. компонент (111).Применение водной среды считается предпочтительным. С одной стороны это потому,что тогда (в случае, если используют соли щелочных или щелочно-земельных металлов органической подслащивающей кислоты) неорганическая соль, присутствующая в конце процесса,остается в растворе, в то время как желаемую соль-подсластитель можно извлечь непосредственно из водной среды. Когда же заявленньцй способ осуществляют в водной среде, суспензию, как правило, получают уже после добавления компонента (1), причем твердые вещества большей частью также будут присутствовать в конце процесса, и поэтому процесс в водной среде обычно называют способом превращениясуспензии ("51 пггу сопуег 510 п ргосезз"). Для более общего определения, а также для того, чтобы отдать должное тем процессам, которые описываются в настоящем изобретении, в их зависимости от таких факторов, как выбранная ясидкая среда, которая полностью или большей ЧЗСТЬЮ свободна ОТ ТВСрДЫХ ВСЩССТВ И В КОТОрой желаемая подслащивающая соль остается в растворе, этот способ называют также способом транссолеобразования. В тех случаях, когда конверсию проводят, например, в метаноле или этаноле, неорганические осадки и образующаяся соль-подсласгитель остаются в растворе. В этом случае этот способ также можно назвать способом превращения суспензии ("зшггу сопуег 1 оп ргосезз").Выделение на стадии (е) желаемой подслащивающей соли из реакционной смеси осуществляют путем разделения твердой и жидкой фаз. Если соль-подсласгитель сама по себе присутствует в виде твердого вещества в конце стадии (а), проводят непосредственное разделение двух фаз и даже необязательно после того, как реакционная смесь будет до определенной степени концентрирована путем частичного испарения ясидкой фазы, предпочтительно при пониженном давлении. Если же подслащивающая соль (например, в случае проведения реакции в метаноле или этаноле) находится в растворе в конце стадии (а), а неорганическая соль присутствует в виде твердого вещества, то неорганическую соль сначала удаляют методом разделения твердой и жидкой фаз, а затем подслащивающую соль кристаллизуют из фильтрата путем охлаждения или добавления второй жидкой среды. Это осуществляют необязательно в сочетании с полным удалением жидкой фазы (например, методом распылительной сушки) или со стадией концентрирования, когда раствор частично испаряют до образования осадка. Затем осаждештую подслащивающую соль последовательно извлекают методом разделения твердой и жидкой фаз и полученную соль необязательно подвергают сушке. Во всех случаях поэтому имеет место в основном селективная кристаллизация подслащивающей соли.Удаление полностью или частично неорганической соли, образующейся в описанном выше "способе превращения суспензии", не является обязательным для настоящего изобретения. Путем подходящего выбора жидкой среды, а именно такой, чтобы в этой среде как растворимость образующейся подслащивающей соли,так и растворимость образующейся неорганической соли бЬ 1 ли сравнительно высокими даже при температуре от 20 до 40 С, полученную реакционную смесь можно (и более того, целесообразно) подвергнуть, например, распЬ 1 лительной сушке. Сравнительно высокой величины растворимости как образующейся подслащивающей соли, так и образующейся неорганической соли можно достигнуть путем использо 000281вания комбинации смешанных растворителей,таких, например, как системы вода/метанол (или этанол) при высоком содержании метанола или этанола, например, в количестве 60-95 об.%. Любой специалист может легко определить усЛОВИЯ, В КОТОРЫХ уДОбНО ПрОВОДИТЬ рЗСПЬТЛИтельную сушку без предварительного или промежуточного удаления неорганической соли.С другой стороны, применение водной среды должно быть предпочтительным в качестве жидкой фазы, поскольку, как было установлено, полученные подслащивающие соли в этом случае имеют наилучшие показатели качества, в особенности относящиеся к низкому содержанию влаги и термостабильности. Наиболее предпочтительной водной средой является сама вода также и потому, что в воде образуютСЯ бОЛЬШИС КРИСТЗЛЛЬТ, НЗЛИЧИС КОТОрЬТХ ЯВЛЯется благоприятным и выгодным фактором применяемого двухфазного разделения. Как будет показано ниже, когда заявленньцй способ осуществляют в воде, подслащивающие соли аспартама и ацесульфаминовой кислоты получают в новой, весьма подходящей кристаллической модификации. Кроме того, вода в особенности пригодна для использования в качестве жидкой среды, поскольку за исключением мельчайших количеств жидкости, конечный продукт не содержит остатков органического растворителя. Способ, заявленный в настоящем изобретении, можно легко осуществить как в водной среде, так и в среде, содержащей большее количество веществ органической природы,когда В КЗЧССТВС ИСХОДНЪТХ ПрОДуКТОВ ИСПОЛЬзуют аминные и аммонийные соли органической кислоты.Концентрации компонентов (1) и (11), применяемых в юшкой среде, не являются критиЧССКИМИ ПЗРЗМСТРЭМИ В ОЧСНЬ ШИРОКОМ ИНТСрвале значений. Очевидно, высокие концентрации будут предпочтительны, во-первЬ 1 х, для достижения экономичности способа, а также в том случае, если в системе присутствует твердый продукт в количестве более 10 вес.%, более предпочтительно 30-50 вес.%, или даже в более высоких концентрациях, например 60 вес.%. Кроме того, очевидно, что наиболее высокие ВОЗМОЯСНЬТС концентрации ПрСДПОЧТИТСЛЬНЪТ не только для так называемого "способа превращения суспензии", но также и в том случае, если способ при выбранной жидкой среде и вЬ 1 бранНОЙ температуре ПОЛНОСТЬЮ ИЛИ ПОЧТИ ПОЛНОстью осуществляют в растворе.Соотношение между исходными соединениями (1) и (11) в процессе в основном может изменяться в широких пределах. Как правило,молярное соотношение веществ (1) и (11) выбирают в интервале от 0,221 до 5: 1, более предпочтительно в интервале от О,5:1 до 2:1. В пределах указанных интервалов, как было показано, при подходящем выборе комбинации исходных соединений (1) и (11), сильной кислоты, жидкой