專利名稱：制備取代的噻嗪-4-酮-2，2-二氧化物無毒鹽的方法及裝置的制作方法
6-甲基-3，4-二氫-1，2，3-噁噻嗪-4-酮-2，2-二氧化物(以下稱為Acesulfam-H)由于它有強烈的甜味，一些時候以來人們將它以鉀鹽形式(以下稱為Acesulfam-K)用作食品領(lǐng)域的甜化劑。
已知有一些制備Acesulfam-K的不同方法(可參閱Ange-wandte Chemie(應(yīng)用化學(xué))，22(1973)，第965至973頁)。目前特別有意義的是在一種溶劑中，最好在二氯甲烷中首先使氨基磺酸，最好是使溶解的氨基磺酸鹽和雙烯酮反應(yīng)成乙酰乙酰氨基化合物的方法。作為氨基磺酸鹽，在這種情況下一般使用堿金屬鹽或銨鹽，最好是三烷基銨鹽。與雙烯酮反應(yīng)時按反應(yīng)方程式產(chǎn)生乙酰乙酰氨基磺酸鹽(1)
(M＝堿陽離子，最好是三(C1-C6)-烷基銨)然后在一定的反應(yīng)條件下使最好溶解在二氯乙烷中的乙酰乙酰氨基化合物(1)和SO3的溶液，最好是和SO3在二氯甲烷中的溶液進行反應(yīng)并同時環(huán)化;在此情況下最好使用過量的SO3(對此可參閱EP-公開說明書155，634;159，516;217，076和218，076)。以此方式產(chǎn)生一種環(huán)化產(chǎn)品，從該環(huán)化產(chǎn)品通過在水解器中與水反應(yīng)(水解)產(chǎn)生Ace-sulfam-H，所謂的“甜化劑酸”(11)
不僅環(huán)化而且水解都是快速進行的強烈放熱反應(yīng)。
反應(yīng)混合物分離成有機相，最好是二氯甲烷相和硫酸相。甜化劑酸(11)絕大部份(約4/5)在有機相中，約1/5溶于硫酸相中。硫酸相幾乎含有作為硫酸鹽的全部堿或銨量，最好含有作為硫酸鹽的三烷基胺，最好含有硫酸三烷基氫銨。硫酸相經(jīng)過從還存在的溶劑中，最好是從二氯甲烷中分離出來之后還可在其它地方繼續(xù)使用。
分離以所希望的鹽(111)的形式存在的甜化劑酸，實用的是按上述EP-公開說明書218.076中所說明的方法進行。首先用溶劑，最好是用二氯甲烷在一個萃取器中從硫酸相萃取其中含有的甜化劑酸。將這里使用過的溶劑與含有絕大部份甜化劑的正常溶劑合并，然后用少量的水在一個萃取器中從這些合并的溶劑相中萃取溶于溶劑相中的微量硫酸鹽并與萃取水一起送回到在水解器內(nèi)與水成為甜化劑的環(huán)化產(chǎn)品反應(yīng)中。用堿金屬水溶液，最好是用氫氧化鉀水溶液從剩下的、在溶劑中幾乎無硫酸鹽的甜化劑酸溶液中提取出以所希望的形式，最好是以鉀鹽形式存在的甜化劑酸。按常用的方法，例如通過蒸發(fā)或用別的溶劑進行沉淀將甜化劑(111)的水溶液加工成結(jié)晶的純甜化劑(111)。
剩下的溶劑是水飽和的，并含有大部份在反應(yīng)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，如丙酮，三烷基胺和假如使用氨基磺酸三烷基銨時產(chǎn)生的甜化劑酸三烷基銨鹽，不確定的高沸點的溶解態(tài)的樹脂。
受到污染的這種形式的溶劑不可再使用。在環(huán)化階段具有SO3的混合物和雜質(zhì)形成一些不溶解的暗色固體化合物，造成管道堵塞。此外還和丙酮產(chǎn)生的滲透到甜化劑溶液中的帶色第二產(chǎn)物。從這樣的溶液中不能再分離出無色的甜化劑。甚至在由氨基磺酸鹽和雙烯酮制備乙酰乙酰氨基化合物(1)時也不能使用這種受到了污染的溶劑，因為乙酰乙酰氨基化合物的產(chǎn)量降低并產(chǎn)生嚴(yán)重染色的副產(chǎn)品。這些都影響直到以后得到的甜化劑溶液并妨礙從溶液中分離出無色的固體Acessulfam鹽(lll)。
因此，這種用來與SO3混合和制備乙酰乙酰氨基化合物的溶劑只允許含有微量雜質(zhì)。從使甜化劑酸中和成其鹽之后產(chǎn)生的粗溶劑中回收純?nèi)軇┮笤O(shè)備費用高和能量消耗多，因為在合成時由于產(chǎn)量和甜化劑酸在溶劑中的有限溶解度的原因只能使用很稀的溶液。例如甜化劑酸在以后可用堿液中和的二氯甲烷溶液中的濃度一般只約為2至3重量%。因此在蒸餾提純粗溶劑以回收可再使用的純?nèi)軇r可在考慮到所需的回流比為每公斤制成的甜化劑最多比100公斤溶劑的情況下進行蒸發(fā)。
對迄今常用的方法來說，這種溶劑的提純要在兩個以上的蒸餾中進行。在此情況下必須將最后一個塔中產(chǎn)生塔底物進行燃燒。此塔底物含有三烷基胺，沸點較高的組分，如丙酮，未說明的高沸點物;固體殘留物，如樹脂和微量甜化劑酸的鹽，還含有約70%作為固體殘留物的水溶增溶劑的溶劑。進一步的蒸發(fā)，亦即盡可能回收溶劑是不可能的，因為通常出現(xiàn)造成機械故障的固體物質(zhì)粘附。
考慮到此已知方法的這些缺點，因此任務(wù)特別在于提供一種制備Acesulfam鹽的方法，該方法允許最多使用兩個蒸餾塔從粗溶劑中回收使用過的溶劑，并且至少盡可能避免燃燒產(chǎn)生的副產(chǎn)物和殘留物。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一種方法，用這種方法可避免排放出含有溶劑的塔底物流，并且還允許在取消用于分離高沸點溶劑和殘留物的特殊蒸餾塔的情況下選擇一個或最多兩個蒸餾塔進行溶劑回收，得到適合于制備乙酰乙酰氨基化合物(1)和適合于制備有SO3的混合物的純?nèi)軇?br> 因此，本發(fā)明涉及一種制備Acesulfam鹽的方法，該方法通過氨基磺酸鹽和雙烯酮反應(yīng)制成乙酰乙酰氨基磺酸鹽(1)，通過至少約等摩爾量SO3的作用使乙酰乙酰氨基磺酸鹽(1)成環(huán)(而且至少此成環(huán)反應(yīng)在作為惰性溶劑的鹵代脂族烴的存在下進行)，用水處理此(有機相的)環(huán)化產(chǎn)品，使得到的Acesulfam-H(11)轉(zhuǎn)化成無毒鹽(111)的形式，該方法的特征在于在蒸餾分離產(chǎn)生的粗溶劑時，分離出水和低沸點溶劑及回收可再使用于制備化合物(1)和/或(11)的足夠純的溶劑之后，將剩下的含溶劑的蒸餾殘留物不用進一步在裝置中提純就可直接送回到反應(yīng)器中進行環(huán)化反應(yīng)。
最好將含溶劑的蒸餾殘留物送回到用水處理有機相的容器(水解器(5)中，然后送回到相分離器(11)和/或萃取器(13)中;見后面的

圖1。
Acesulfam鹽，最好是Acesulfam-K(111)的制備按這里涉及的如在上面提到的EP-公開說明書155.634，159.516，217.024和218.076中所說明的已知方法進行。因此在多數(shù)為0至100℃，最好是在20至40℃的溫度下，在一種惰性溶劑中，最好在同樣是一種鹵代脂族烴中，尤其是在二氯甲烷中通過最好是氨基磺酸的一種鹽，尤其是三烷基銨鹽和雙烯酮反應(yīng)首先制成乙酰乙酰氨基化合物(1)，然后用使用量超過等摩爾的SO3進行環(huán)化反應(yīng)得到一種作為不再離析中間產(chǎn)品的SO3加合物，這里作為溶劑最好使用和第一階段一樣的溶劑，尤其是二氯乙烷。這里溫度一般在-20至40℃之間，最好在-10至15℃之間。緊接著將此SO3加合物水解成甜化劑酸，這里水解溫度通常為20至50℃，最好是35至45℃。然后用合適的堿液，最好是用氫氧化鉀溶液使甜化劑酸在中和階段轉(zhuǎn)化成無毒鹽(111)，最好為鉀鹽。
作為溶劑使用的鹵代脂族烴最好是與水形成共沸物的最多有4個碳原子的鹵代脂族烴，例如二氯甲烷，三氯甲烷，1，2-二氯乙烷，三氯乙烯，四氯乙烯，三氯氟乙烯等，其中特別優(yōu)選的是二氯甲烷。
按本發(fā)明的優(yōu)選實施形式，不僅對乙酰乙酰氨基-N-磺酸鹽(1)而且對SO3都可使用同樣的溶劑，最好是二氯乙烷。
乙酰乙酰氨基-N-磺酸鹽(1)對SO3的摩爾比雖然可能是約1∶1，但可供選擇的是1至20倍的SO3過量，較好的是約3至10倍，最好是4至7倍的摩爾過量。
在按1比1以上的摩爾比使用乙酰乙酰氨基磺酸鹽(1)和SO3的優(yōu)選情況下，在環(huán)化反應(yīng)時產(chǎn)生一種“SO3加合物”，由這種加合物通過水解一定釋出Acesulfam-H(11)。實用的是按約2至6倍的摩爾量(與所使用的過量SO3相比)加入水或冰和/或加入稀硫酸進行水解。對這種水解來說，不僅可使用水而且可使用來自串連的萃取器(18)和一般濃度為2至20重量%的稀硫酸。
水解之后出現(xiàn)二相混合物或(如果已產(chǎn)生Acesulfam-H)出現(xiàn)三相混合物。Acesulfam-H(11)基本上溶在有機相和硫酸相中。然后回收有機相。
然后最好在上述萃取器(18)中通過用水萃取將從硫酸相中分離出的有機相或相應(yīng)合并的有機相進行提純，這里首先可從有機相中萃取其中含有的硫酸。
有機相對水萃取相的體積比一般約為(20-5)∶1。即使用很少水量也常常能達到效果顯著的提純。
最簡單的萃取是在帶攪拌器的燒瓶中或在攪拌鍋中將兩相進行攪拌;作為專門的設(shè)備原則上可考慮所有的工業(yè)萃取設(shè)備，例如混合沉清器，多孔塔板塔，填料柱，卡爾柱(Karr-Kolonne)等。為了加強萃取相之間的接觸也可考慮一些混合元件例如靜態(tài)混合器。
同時用硫酸萃取過的Acesulfam-H組分，視所使用的水量而定，一般約為在有機相中總共含有的Acesulfam-H量的2%和30%之間。對整個方法的經(jīng)濟意義來說，將水相送回到SO3加合物的水解反應(yīng)中是重要的。
通過用堿中和可從經(jīng)過提純的有機相中或從經(jīng)過提純的合并有機相中得到Acesulfam-H的無毒鹽(111)。作為堿這里可考慮那些具有無毒陽離子的堿。被優(yōu)先選用的是鉀堿(KOH，KHCO3，K2CO3等的溶液)，尤其是KOH。
Acesulfam-H的中和及從含有Acesulfam-H的已被提純的有機相中得到Acesulfam-H的無毒鹽，有好處的是通過已被提純的有機相或相應(yīng)合并的有機相與堿水溶液的強化接觸來實現(xiàn)。此強化接觸一般在如前面已加以說明的常規(guī)設(shè)備中按常規(guī)方法的萃取方式進行。這里也可使用混合元件，例如靜態(tài)混合器。
中和時一般加入堿量直到水相達到pH值約為5至12，最好是達到約8至11為止。然后按常規(guī)方法(通過結(jié)晶)從水相中得到Acesulfam-H鹽。
按優(yōu)選的實施形式是只在一個蒸餾塔中蒸餾分離溶劑，最好是蒸餾分離二氯甲烷。按其它的優(yōu)選實施例形式是將含有溶劑的蒸餾殘留物送回到系統(tǒng)的一個以上的部位，尤其是送回到相分離器(11)和/或萃取器(13)中。
另外一種優(yōu)選的實施形式規(guī)定使用溶解在二氯甲烷中的乙酰乙酰氨基磺酸三烷基銨鹽作為乙酰乙酰氨基磺酸鹽;必要時以同樣的方式在作為溶劑的二氯乙烷中通過多于等摩爾量的SO3的作用進行環(huán)化，使環(huán)化反應(yīng)后作為SO3加合物產(chǎn)生的未加以說明的環(huán)化產(chǎn)物在水解器中水解成Acesulfam-H;在一個串接的相分離中分離成有機相和含有硫酸的水相，然后在萃取器中用二氯甲烷萃取此水相，并將此二氯甲烷和來自相分離器中的有機相一起輸送到另外一個萃取器中用水洗去硫酸和殘余磺酸鹽;通過用堿中和從這樣提純過的有機相中得到Acesulfam-H的無毒鹽，并在一個串接的相分離器中分離成鹽水溶液和二氯甲烷相;將此二氯乙烷相需要時經(jīng)過至少另一個萃取階段輸送到蒸餾塔中。
優(yōu)選的是在本發(fā)明方法的范圍內(nèi)用以下方式分離和回收溶劑(二氯甲烷)在蒸餾塔的底部或蒸餾塔的底部上方將粗溶劑導(dǎo)入蒸餾塔中;從這個蒸餾塔中放出除這部分溶劑以外還含有固體副產(chǎn)物以及高沸點物的蒸餾殘留物并送回到裝置中，最好送回到水解器(5)，相分離器(11)和/或萃取硫酸相的萃取器(13)中;在這個蒸餾塔的頂部排出水、少量溶劑和可能與這種溶劑一起存在的低沸點溶劑，而使溶劑的主要部分循環(huán)返回到蒸餾塔中;從蒸餾塔的中部，即從處于溶劑回流的下方和輸入塔中的粗溶劑入口上方的一塊中間塔板處放出達到純度的溶劑，并把這種溶劑再送回到裝置中，最好送回到制備化合物(1)和/或(11)以及制備SO3溶液的反應(yīng)器中。當(dāng)然也可將這部分經(jīng)過提純的、一般最多含有2重量%雜質(zhì)，較好是含有1重量%雜質(zhì)，最好是只含有0.9至0.1重量%雜質(zhì)的溶劑引入裝置的后面一些位置。
本發(fā)明提供節(jié)一些出人意料的優(yōu)點。這樣就大大降低了設(shè)備費用，因為只需要一個蒸餾塔或最多兩個蒸餾塔而不用三個蒸餾塔。此外還不產(chǎn)生含溶劑的蒸餾殘留物，否則為消除(燃燒)這些殘留物還需要特殊設(shè)備。此外也降低了蒸餾提純粗溶劑的能量消耗。
本發(fā)明的可行性是令人驚異的。因為如果使副產(chǎn)物，如丙酮和聚合的固體物質(zhì)返回裝置中，以往估計總循環(huán)中的濃度升高，這種濃度升高一直到最終產(chǎn)品(Acessulffam鉀鹽溶液)都起顯著作用?？衫^續(xù)加工成純的固體Acesulfam鉀鹽的Acesufam鉀鹽溶液中的一些雜質(zhì)給Acesulfam鉀鹽的提純造成困難或如果這些雜質(zhì)是在溶液中嚴(yán)重著了色的聚合物，就使提純不可能。
此外，以往估計，從在所述的蒸餾塔中的一塊中間塔板處排出的溶劑含有水量比實際發(fā)現(xiàn)的多得多;但從此中間塔板處放出的溶劑中的含水量卻比在蒸餾塔的底部和頂部的低得驚人。
此外，本發(fā)明還涉及實施本發(fā)明方法的裝置，該裝置的主要組成組成部分有使化合物(1)和SO3進行環(huán)化反應(yīng)的反應(yīng)器(3);制備甜化劑酸(11)的串接的水解器(5);和水解器(5)連接的、分離有機相和硫酸相的分離器(11);用溶劑萃取已被分離出來的硫酸相的萃取器(13);用水萃取來自(11)和(13)的合并有機相的另一個萃取器(18);使甜化劑酸(11)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的鹽(111)的中和器(22);使鹽(111)的水溶液和溶劑分離的分離器(25)和蒸餾塔(32)。
相分離器(36)最好和蒸餾塔(32)連接。余汽冷凝水從蒸餾塔頂部轉(zhuǎn)入分離器(36)中并在里被分離成水相和溶劑相。把溶劑相再送回蒸餾塔中。從一般具有15至50塊塔板，最好具有20至30塊塔板的蒸餾塔的一塊中間塔板處排出純?nèi)軇Ｗ詈脧恼麴s塔底(底部)將含有溶劑的蒸餾殘留物送回到水解器(5)，相分離器(11)和/或萃取器(13)中。此蒸餾殘留物一般至少含有10重量%，較好是50至98重量%，最好是含有75至95重量%的溶劑。
現(xiàn)根據(jù)圖1說明本發(fā)明的方法通過管道1將溶解在二氯甲烷中的SO3溶液輸入反應(yīng)器(混合器)(3)中，通過管道(2)把溶解在二氯甲烷中的乙酰乙酰氨基三烷基銨鹽溶液輸入反應(yīng)器(3)中。通過管道(2′)給此溶液計量添加用作稀釋的二氯甲烷。通過此二氯甲烷的一部分蒸發(fā)帶走反應(yīng)熱，蒸發(fā)的二氯甲烷和液體產(chǎn)物通過管道(4)一起到達裝有攪拌器的水解器(5)中。通過管道(6)給水解器(5)輸入水，水解(水化)步驟的反應(yīng)熱也通過二氯甲烷蒸發(fā)帶走。二氯甲烷蒸氣通過管道(7)到達冷凝器(8)，冷凝液通過管道(9)流回到水解器(5)中。水解器(5)中的液體混合物通過管道(10)到達相分離器(11)。將相分離器(11)中下面的硫酸相通過管道(12)加到萃取器(混合沉清器)(13)中，在此萃取器(13)中用來自管道(14)的二氯甲烷攪拌硫酸相以萃取甜化劑酸。使硫酸相通過管道(15)從萃取器(13)中排出。溶有甜化劑酸的二氯甲烷通過管道(16)離開萃取器(13)。使相分離器(11)中的二氯甲烷相通過管道(17)排出并和來自管道(16)的二氯甲烷一起進入萃取器(18)。通過下面的管道(19)把水輸入萃取器(18)以萃取已溶解的硫酸鹽，此水通過管道(20)離開萃取器(18)之后被引入水解器(5)。通過管道(21)將萃取器(18)中的二氯甲烷相引入攪拌的中和器(22)中，通過管道(23)給此中和器(22)導(dǎo)入氫氧化鉀水溶液，其量通過攪拌中和器(22)中的pH值加以控制。通過管道(24)將此混合物引入相分離器(25)中。上面的相是Acesulfam鉀鹽水溶液，使此溶液通過管道(26)排出。下面的二氯甲烷相通過管道(27)被引入混合澄清器(28)中，在此混合澄清器(28)中用通過管道(29)加入該混合澄清器(28)中的少量水再洗滌二氯甲烷相。將此洗滌水通過管道(30)和氫氧化鉀水溶液一起引入中和器(22)中。從混合澄清器(28)中排出的二氯甲烷相是粗二氯甲烷，通過管道(31)將此粗二氯甲烷導(dǎo)入蒸餾塔(32)的底部。蒸餾塔(32)的蒸發(fā)液體通過管道(33)進入冷凝器(344)，兩相冷凝液通過管道(35)進入相分離器(36)。使在相分離器(36)中分離出來的水相通過管道(37)排出，將二氯甲烷相作為回流通過管道(38)送回到蒸餾塔(32)中。在蒸餾塔(32)的底部將含有副產(chǎn)物的二氯甲烷通過管道(14)轉(zhuǎn)移到萃取器(13)中從硫酸中萃取甜化劑酸。從在蒸餾塔中的一塊中間塔板處通過管道(39)導(dǎo)出純的二氯甲烷，再使用此純二氯甲烷來和SO3混合和/或制備乙酰乙酰氨基磺酸三烷基銨鹽溶液。
對比實施例1
只使用未回流加工的純的新鮮二氯甲烷。
輸出流量均為每小時的流量。
將11.0公斤SO3溶于溫度為+5℃的46.0公斤二氯甲烷中的溶液通過管道(1)輸入反應(yīng)器(3)中。通過管道(2)把含有6.6公斤乙酰乙酰氨基磺酸三烷基銨鹽，1.0公斤不同成分的聚合組分和少量沒有經(jīng)過反應(yīng)的原料的15公斤0℃的二氯甲烷溶液導(dǎo)入反應(yīng)器(3)中。通過管道(2′)用12.0公斤二氯甲烷稀釋此溶液。此溶液是在一個不銹鋼攪拌鍋中先加10.0公斤二氯甲烷，再加入2.5公斤氨基磺酸，2.8公斤三乙胺，0.1公斤醋酸，當(dāng)上述組分完全溶解后，緊接著小心地加入2.2公斤雙烯酮制成的。將反應(yīng)器中產(chǎn)生的混合物通過管道(4)輸入所謂的水解器(5)(攪拌鍋)中。此混合物作為在二氯甲烷中的溶液含有不能準(zhǔn)確地說明的環(huán)化產(chǎn)物，形成的副產(chǎn)物和通過反應(yīng)熱蒸發(fā)的二氯甲烷。
通過管道(6)把8.0公斤水計量加到水解器(5)中。20.0公斤被反應(yīng)熱蒸發(fā)的二氯甲烷通過管道(7)進入冷凝器(8)，而冷凝液則通過管道(9)回流到水解器(5)中。將保持恒定液位的水解器(5)中的液體混合物通過管道(10)引入相分離器(11)。下面的硫酸相通過管道(12)流入混合澄清器(13)。使30.0公斤純的新鮮二氯甲烷通過管道(14)進入混合澄清器(13)。通過管道(15)排出26.0公斤硫酸相。此硫酸相含有41%硫酸，31%水，21%三乙基銨硫酸氫鹽，0.5%醋酸，1%丙酮，0.1%甜化劑酸，3%未說明的有機化合物和1%已被溶解的二氯甲烷。通過管道(16)把來自混合澄清器(13)中的二氯甲烷相加到管道(17)中。通過管道(17)從相分離器(11)排出100.5公斤二氯甲烷，該二氯甲烷除了其它組分外還含有0.2%水，2.4%甜化劑酸和0.4%硫酸鹽。把來自管道(16)和(17)的合并的二氯甲烷液流輸入萃取器(18)中，通過管道(14)使2.7公斤水從下進入此萃取器中，萃取水通過管道(20)被送回到水解器(5)中。將萃取器(18)中的二氯甲烷相通過管道(21)輸入中和器(22)(攪拌鍋，外夾套水冷卻);通過管道(23)把約10%的氫氧化鉀水溶液送入中和器(22)，控制中和器(22)中的pH值為9。產(chǎn)生的二相混合物通過管道(24)引入相分離器(25)中。通過管道(27)從相分離器(25)中將下面的二氯甲烷相輸入混合澄清器(28)，通過管(29)用6.4升水在混合澄清器(28)中洗滌此二氯甲烷相。洗滌水和氫氧化鉀溶液一起通過管道(30)進入中和器(22)中。
通過管道(31)排出99.0公斤二氯甲烷。此二氯甲烷含有0.15%水，0.1%三乙胺，0.4%丙酮和0.5%聚合物。通過管道(26)排出17.6公斤Acesulffam甲鹽溶液為相分離器(25)的上層相。此淡黃色溶液含有1%二氯甲烷，17%Acesulfam鉀鹽，0.3%硫酸鉀，0.5%丙酮，0.1%三乙胺和＜0.5%未知的化合物。
將甜化劑溶液濃縮至原來體積的約30%，冷卻和過濾，得到無色的Acesultam甲鹽固體物質(zhì)。
對比實施例2
通過用粗二氯甲烷而不用純二氯甲烷稀釋乙酰乙酰氨基磺酸三乙基銨鹽溶液來供給用于反應(yīng)的粗二氯甲烷。
試驗裝置和數(shù)都和對比實施例1相同，但為了稀釋管道(2)中的乙酰乙酰氨基化合物，不是用通過管道(2′)的純二氯甲烷而是用來自實施例1中管道(31)的12.0公斤粗二氯甲烷來進行稀釋。
在按對比實施例1濃縮通過管道(26)獲得的、當(dāng)時已染成深色的Acesulfam鉀鹽溶液時，得到已染成黃色的Acesulfam鉀鹽固體物質(zhì)，只要通過重新溶解并用吸收劑繼續(xù)處理此溶液才能獲得無色的Acesulfam鉀鹽。
實施例3試驗裝置和上述對比實施例一樣。但現(xiàn)在通過管道(31)把來自混合澄清器(28)中的粗二氯甲烷引入蒸餾(32)的底部進行再加工。
通過管道(31)將99.0公斤粗二氯甲烷導(dǎo)入蒸餾塔(32)的底部(45塊多在塔板，用于取出液體的中間塔為第30塊塔板)。
粗二氯甲烷的組成符合于對比實施例1中的粗二氯甲烷，其它各物料流量首先也和對比實施例1的各物料流量相符。
調(diào)節(jié)蒸餾塔(32)的底部加熱使得通過蒸發(fā)管(33)在冷凝器(344)(冷水冷卻)中產(chǎn)生110.0公斤餾出物，該餾出物通過管道(35)引入相分離器(36)中。通過管道(37)排出0.13公斤水。下面的有機二氯甲烷相作為回流通過管道(32)被送回蒸餾塔中。在中間塔板處通過管道(39)排出66.0公斤純二氯甲烷。此二氯甲烷含有雜質(zhì)140ppm水，40ppm丙酮，＜30ppm三乙胺;可將此二氯甲烷再用作制備乙酰乙酰氨基化合物和稀釋反應(yīng)前的溶液以及制備SO3溶液的溶劑。
從蒸餾塔(32)通過管道(14)排出29.7公斤物料，使用該物料在混合澄清器(13)中從硫酸相萃取甜化劑酸并將此物料通過管道(16)再輸入通過管道(17)的二氯甲烷相中。
在管道(14)中的來自蒸餾塔(32)的底部物料主要由二氯甲烷組成，該二氯甲烷含有300ppm水，1.4%丙酮，0.3%三乙胺和1.7%聚合物。
當(dāng)所有各物料流量處于濃度平衡時，經(jīng)過連續(xù)幾天試驗之后，塔底部物料流量(14)表明丙酮濃度上升到2%，但沒有出現(xiàn)聚合物和其它組分的濃度升高。排出的硫酸含有2%丙酮，0.5%丙酮的縮合產(chǎn)物和未說明的一些有機化合物。
通過管道(26)排出17.6公斤Acesulfam鉀鹽溶液，此淺黃色溶液含有17%Acesulfam鉀鹽，1%二氯甲烷，0.3%硫酸鉀，0.6%丙酮，0.1%三乙胺，＜0.5未知化合物。濃縮此溶液至原來體積的30%，冷卻和過濾之后得到無色的Acesulfam鉀鹽固體物質(zhì)。
如果把蒸餾塔的塔底物料引入水解器(5)中，原則上得到同樣的結(jié)果。在此情況下也可使用例如蒸餾塔(32)的塔頂產(chǎn)物在萃取器(13)中從硫酸相中萃取甜化劑酸。對這種方案來說，相分離器(32)就不一定必要。
權(quán)利要求
1.通過氨基磺酸鹽和雙烯酮反應(yīng)成乙酰乙酰氨基磺酸鹽(1)，乙酰乙酰氨基磺酸鹽(1)與至少約當(dāng)量的SO3反應(yīng)成環(huán)(至少成環(huán)化反應(yīng)在作為惰性溶劑的鹵代脂族烴的存在下進行)，用水處理此環(huán)化產(chǎn)物并使獲得的Acesulfam-H(11)轉(zhuǎn)化成為無毒鹽的形式來制備Acesulfam鹽的方法，其特征在于在蒸餾分離產(chǎn)生的粗溶劑時，經(jīng)過分離水和低沸點溶劑以及回收適合于制備化合物(1)和/或(Ⅱ)時再使用的有足夠純度的溶劑之后，將剩下的含溶劑的蒸餾殘留物不用另外提純就直接輸入進行環(huán)化反應(yīng)的反應(yīng)器之后的裝置中。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于使用二氯甲烷為溶劑。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于蒸餾分離只在一個蒸餾塔中進行。
4.按權(quán)利要求1至3的至少一項所述的方法，其特征在于將含溶劑的蒸餾殘留物送回到裝置的至少一個部位，最好送回到用水處理環(huán)化產(chǎn)物的容器中，送回到與這個容器串接的相分離器中和/或在這個容器之后的萃取器中。
5.按權(quán)利要求1至4的至少一項所述的方法，其特征在于使用乙酰乙酰氨基磺酸三烷基銨鹽作為乙酰乙酰氨基磺酸鹽;最好在作為溶劑的二氯甲烷中通過多于等摩爾量SO3的作用進行環(huán)化;使環(huán)化反應(yīng)后產(chǎn)生的SO3加合物在一個水解器中水解成Ace-sulfam-H;在一個串接的相分離器中分離成有機相和含有硫酸的水相，然后在一個萃取器中用二氯甲烷萃取此水相，并將此二氯甲烷和來自相分離器中的有機相一起送回到另一個萃取器中用水洗滌;通過用堿中和從有機相中得到Acesulfam-H的無毒鹽然后提純，并在一個串接的相分離器中分離成鹽水溶液和二氯甲烷相;將此二氯甲烷相必要時經(jīng)過至少另一個萃取后輸送到蒸餾塔中。
6.按權(quán)利要求1至5的至少一項所述的方法，其特征在于在蒸餾塔的底部或底部上方將粗溶劑導(dǎo)入蒸餾塔中，將除這部分溶劑以外還含有固體副產(chǎn)物以及高沸點溶劑的蒸餾殘留物從此蒸餾塔中排出并送回到處理環(huán)化產(chǎn)物的容器中，送回到與容器串接的相分離器中和/或在此容器后面的萃取容器中萃取硫酸相;從這蒸餾塔的頂部排出水、少量溶劑和可能與這種溶劑一起存在低沸點溶劑，而使溶劑的主要部分循環(huán)返回到蒸餾塔中;從蒸餾塔的中部，即從處于溶劑回流的下方和輸入塔中的粗溶劑入口上方的一塊中間塔板處放出到達純度的溶劑，并把這種再送回到裝置中。
7.按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于將達到純度的溶劑送回到反應(yīng)器中。
8.按權(quán)利要求1至7的至少一項所述的方法，其特征在于將含溶劑的蒸餾殘留物送回到水解器中。
9.按權(quán)利要求1至8的至少一項所述的方法，其特征在于將含溶劑的蒸餾殘留物送回到在水解器后面萃取器中，萃取在水相中還存在的Acesulfam-H化合物。
10.按權(quán)利要求1至9的至少一項所述的方法，其特征在于來自蒸餾塔中的蒸餾殘留物至少還含有10重量%，最好是至多98重量%的溶劑。
11.實施本發(fā)明方法的裝置，該裝置的主要組成部分有使乙酰乙酰氨基磺酸鹽(1)和SO3進行環(huán)化反應(yīng)的反應(yīng)器(3)，制備甜化劑酸(11)的串接的水解器(5)，和水解器(5)連接的、分離有機相和硫酸相的相分離器(11)，使甜化劑酸(11)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的鹽(111)的中和器(22)，使鹽(111)的水溶液同溶劑分離的分離器(25)和蒸餾塔(32)。
12.按權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于此裝置還有一個用溶劑萃取已分離的硫酸相的萃取器(13)以及另外一個用水萃取來自(11)和(13)的合并有機相的萃取器(18)。
13.按權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于相分離器(36)和蒸餾塔(32)連接，冷凝的蒸汽混合物從蒸餾塔塔頂轉(zhuǎn)入相分離器(36)中，并在其中分離成水相和溶劑相。
14.按權(quán)利要求11至13的至少一項所述的裝置，其特征在于蒸餾塔(32)有15至50塊理論塔板。
全文摘要
本發(fā)明涉及Acesulfam鹽的制備方法。該方法主要是使氨基磺酸鹽與雙烯酮反應(yīng)生成乙酰乙酰氨基磺酸鹽(I)，在惰性溶劑鹵代脂族烴中使乙酰乙?；撬猁}(I)和SO此外本發(fā)明還涉及實施本發(fā)明方法的裝置。
文檔編號C07D291/06GK1077712SQ9310265
公開日1993年10月27日 申請日期1993年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月17日
發(fā)明者G·羅施爾, H·利特瑞, A·恩格曼, W·D·考夫曼, B·勞格威茲, H·D·施納貝爾 申請人:赫徹斯特股份公司