本发明是关于一种用作甜味剂的新型胍化合物，该胍化合物是1′-N-〔N′-2-氨基-6-恶-顺式-茚满（4-氰基苯亚胺基）甲基〕-5-氨甲基四唑，特别是高甜度异构体，另外，本发明还涉及甜味组合物、含该胍化合物的食品、食品增甜方法以及制备该新胍化合物的方法。 某些胍衍生物作为甜味剂已为现有技术，然而，某些先前已知的甜味剂尤其是甘氨酸衍生物类由于环化作用而不稳定。
本发明的胍化合物比现有技术的化合物稳定，原因是其中含有四唑部分，相反大多数现有的胍化合物中都含有羧酸部分。四唑防止了含有羧基分子所存在的环化问题。本发明的胍化合物还具有高度甜味，从而使之成为特别需要的化合物。该胍化合物具有两种异构体形式，另一个优点是其高甜度异构体甚至当没有完全与低甜度的异构体分离时仍有足够的甜味以产生所需要的化合物。
本发明披露了一种新型甜味化合物，该化合物是1′-N-〔N′-2-氨基-6-恶-顺式-茚满（4-氰基苯亚胺基）甲基〕-5-氨甲基四唑，特别是其高甜度的异构体（作为申请的目的，甜度约为蔗糖甜度20，000倍的该化合物异构体被称为“高甜度异构体”（more sweet isomer），另一种甜度低于蔗糖甜度400倍的异构体则为“低甜度异构体”（less sweet isomer））。
该化合物可以单独或与其它甜味剂以混合物的形式作为甜味剂用于食品，特别是充气软饮料。
本发明之胍化合物的分子结构式如下：
本发明包括内向与外向两种顺式茚满。现已确认内向异构体是高甜度异构体。较好的化合物应有一定量基本提纯的高甜度异构体。然而，在异构体混合物中，可以使用适量足以产生为特定用途所需之甜度的高甜度异构体。例如当需要甜度为蔗糖甜度10，000倍时，则异构体混合物中仅需要含有大约50%的高甜度异构体即可。
本发明也包括生理上可接受的胍盐类，如硫酸盐、磷酸盐、柠檬酸盐、盐酸盐、钠、钾、铵、钙和镁盐。
另外，本发明还涉及含有用本发明的化合物作为甜味剂或者将其与其它甜味剂如糖类甜味剂或高效甜味剂混合用作甜味剂的食用产品，本发明还提供了食用产品如食品、饮料、糖果、口香糖、甜食、药品、兽医制剂等的增甜方法。
本发明还包括该化合物与其它甜味剂和/或者与生理上可接受的载体（可为添充剂）共用。合适的载体包括聚葡萄糖、淀粉、麦芽糖糊精、纤维素、甲基纤维素、麦芽糖醇、羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、微晶纤维素、海藻酸钠、果胶、树胶、乳糖、麦芽糖、葡萄糖、亮氨酸、甘油、甘露醇、山梨醇、碳酸氢钠、磷酸、柠檬酸、酒石酸、反丁烯二酸、苯甲酸、山梨酸、丙酸以及它们地钠、钾和钙盐、其混合物或所有上述物质的混合物：
能与本发明化合物共用的合适甜味剂包括糖类或高效甜味剂如蔗糖，玉米糖浆，果糖、高果糖玉米糖浆、天冬酰苯丙氨酸甲酯、alitame、新橙皮苷二氢查耳酮、氢化异麦芽糖、卡哈苡苷、右旋糖、甘草甜、木糖醇、双氧恶噻嗪、糖精（钠、钾或钙）、三氯半乳糖蔗糖（TGS或sucralosemonellinthaumatin和其它胍甜味剂以及它们的混合物。
本发明还涉及此化合物的制备方法，尤其含大量异构体混合物的高甜度异构体的制备方法。该化合物可利用公开文献的已知方法类似地合成，这些已知方法已由Petersen在论文中作了总结（S.Petersen，Methoden Der Organishe Chemie（Houben-Weyl）Vol.Ⅷ，P.180-8）.下列文献又进一步描述这一技术（C.Maryanoff，R.C.Stanzione，J.N.Plampin.和J.E.Mills.J.Org.Chem.1986，51，1882-4）;J.Med.Chem.，1978，NO.21，PP.773-781;Chem.Ber.1966，99，1252-7;GB1587258;J.Org.Chem.，1970，35，PP.2067-2069;Cnem.Ber.1967，100，PP.591-604以及J.fur Prakt.Chem.1977，319.PP.149-157。
下面的实施例详细描述了高甜度异构体完全分离的方法。
1′-N-〔N′-2-氨基-6-恶-顺式茚满（4-氰基苯亚胺基）甲基〕-5-氨甲基四唑的合成
步骤1：3，4-二羟甲基环己烯的制备
将含有76.0g（0.50mol）顺式-1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐的400ml四氢呋喃（THF）溶液于0℃下滴加到含25.0g（0.658mol）氢化锂铝的悬浮液中，滴加完毕，反应体系回升到室温。搅拌1小时，用乙醚稀释反应物，冷却至0℃，用50%KOH处理直到形成白色固体，加入硫酸镁并将反应物过滤，其固体物用乙醚充分洗涤，减压下浓缩成淡黄色油，将其蒸馏（bp＝126℃/0.6mm）得到34.2g（48%）无色油，当在冰箱中保存时即固化（mp＝37～38℃），PMR（CDCl3）δ5.61（S，2H），4.58（br S，2H），3.73～3.60（m，2H），3.60-3.48（m，2H）以及2.20～1.95（m，6H）。CMR（CDCl3）δ125.5，63.6，37.8和26.9。IR（纯样）3329，3025，2892，1438和957Cm-1。
步骤2：6-恶-顺式-2-茚满
将上述所得的二醇（25.8g，182mol）溶于150ml二甲基亚砜（DMSO），暴露在空气中加热回流，加热过夜后，反应物冷却，用水稀释并用石油醚萃取两次，含石油醚的萃取物用硫酸镁干燥，减压下浓缩得到暗桔黄色液体，蒸馏得到15.5g（69%）的无色液体（bp＝75～77℃/18mm）。PMR（CDCl3）δ5.69（t，J＝1.6HZ，2H），3.89（dd，J＝7.8，6.2Hz，2H），3.54（dd，J＝7.8，5。6Hz，2H），2.43～2.16（m，4H）和2.03-1。89（m，2H）·CMR（CDCl3）δ，124.9，73.2，35.3和24.1.IR（纯样）3025，2928，2855，1437，1135，1122和1056Cm-1。
步骤3：6-恶-顺式-茚满-2-醇的制备
将含4.0g（32.3mmol）上面制备的烯烃溶液冷却到5℃，用11.8ml（11。8mmol）1M甲硼烷四氢呋喃（THF）溶液处理，加入完毕，撤离冰浴，反应物在室温下搅拌1小时，过量甲硼烷通过小心加入水除去直至气体释放消失，然后加入4.1ml（12.3mmol）氢氧化钠并滴加4.1ml（36.2mmol）30%H2O，如需要时用冰浴冷却，反应物加热到50℃持续1小时以保证充分氧化，冷却后用乙醚萃取，醚层经干燥，减压下浓缩得到2.6g（56%）无色液体，水层用CHCl3（2X）再次萃取又得到2.1g（44%）醇，将其与开始的产品混合，总得率为100%，核磁共振分析（NMR）证实该醇是外向与内向异构体的混合物。PMR（CDCl3）δ3.9-3.77（m，3H），3.70-3.55（m，2H），2，78（brs，1H），2.58-2。10（m，2H）和1，93-1。28（m，6H）。CMR（CDCl3）δ（主要异构体）72.6、70。8、66.1、37.5、37.3、32.7、32.3和23.3，（少部分异构体）74.2、69.2、69.0、38.5、36.5、35.6、30.1和21.9，IR（纯样）2932、2865、1488、1451、1125、1074、1023和887Cm-1。
步骤4：6-恶-顺式-茚满-2-酮的制备
向含有10.5g（48.7mmol）氯铬酸吡啶嗡和15g寅式盐（Celite）的90ml二氯甲烷溶液的悬浮液中很快地加入含4.6g（32.4mmol）上述醇的10ml二氯甲烷溶液。反应物立即变成暗棕色，搅拌3小时后，用乙醚稀释反应物，并通过florosil滤垫过滤，滤液在减压下浓缩得到3.85g（85%）淡黄色油。PMR（CDCl3）δ4.0-3.9（m，2H），3。7-3.6（m，1H），3。54-3.46（m，1H），2.74-2.16（m，6H）2。12-1。97（m，1H）和1.90-1。76（m，1H）。CMR（CDCl3）δ212.0，73。7，73。4，40。9，37.6，37.5，36.7和24，9。IR（纯样）2932，2854，1720，1480，1460，1418，1324，1245，1079，1045和926Cm-1。
步骤5：6-恶-顺式-茚满-2-肟的制备
4.1g（29.3mmol）上述制备的酮的25ml无水乙醇溶液用2.04g（29.3mmol）盐酸羟胺的10ml水溶处理，接着用2.03g（14.7mmol）碳酸钾的15ml水溶液处理，反应物加热回流并搅拌2小时，冷却后反应物在减压下浓缩，用乙醚萃取，醚层经干燥，减压浓缩得到3.9g（879）淡黄色油，该磁共振分析表明为顺式和反式异构体的混合物。PMR（CDCl3）δ9.80（br s，1H），3。95～3.87（m.2H），2.72-3.46（m，2H），2。7～2.58（m，1H），2.57-2.28（m，4H），2.26-2.12（m，1H），1.95-1.77（m，1H），1.70-1.50（m，1H），CMR（CDCl3）δ（主要异构体）159.6，73.6，73.5，37.3，37.1，30，2，23.3，22.8，（少部分异构体）158.6，72.6，72.2，37.65，37.60，28.4，25.5，23.1。
步骤6：2-氨基-6-恶-顺式-茚满的制备
将3.8g（24.5mmol）上述制备的肟的30ml无水四氢呋喃（THF）溶液于0℃下加入到2.81g（73.9mmol）氢化锂铝的70ml无水THF悬浮液中，反应物加热回流并搅拌过夜，冷却到0℃后用乙醚稀释，反应物用6N KOH处理直到形成白色固体，将该固体物过滤且用乙醚充分洗涤，滤液在减压下浓缩得到3.2g（94%）黄色油，核磁共振分析表明内向/外向异构体为1∶1混合物。PMR（CDCl3）δ3.90～3。75（m，2H），3.69-3.58（m，2H），2.90～2.80（m，0.5H），2.72～2.60（m，0.5H），2.56～2.00（m，2H），1.90～1。30（m，7H）和1.20-1。05（m，1H）.CMR（CDCl3）δ（主要异构体）74.5，68.6，49.4，38.8，37.1，36.4，31.1和22.6，（少部分异构体）37.7，69.9，45.6，38.0，37.8，34.7，73.7和25.3。IR（纯样）3351，2928，2862，1598，1449，1054和891Cm-1。
步骤7：N-2-（6-恶-顺式-茚满）-N′-4-氰基苯基硫脲的制备
将4-氰苯基异硫氰酸酯（4.0g，25.0mmol）溶于75ml乙酸乙酯，上述制备的2-氨基-6-恶-顺式-茚满（3.1g，22.0mmol）在室温下搅拌下加入到反应混合物中，10分钟后形成沉淀。反应混合物搅拌过夜并过滤得到3.5g（53%）的白色固体。该固体用乙腈重结晶得到1.9g富含内向异构体的产品，样品用热乙腈进行研制，冷却后过滤得到1.0g（15%）白色固体，高压液相色谱（30%CH3CN）表明纯度大于98%，mp＝195～196℃。PMR（DMSO-D6）δ9.79（br s，1H），8.08（m，1H），7.74（S，4H），4.18～4.02（m，1H），3.78～3.66m，2H），3.6～3.48（m，2H），2.4～2.15（m，2H），1.96～1.69（m，4H）和1.43～1.18（m，2H）。CMR（DMSO-D6）δ178.7，144.2，132.6，120.9，119.1，104.3，73.5，67.7，51.6，37.8，35.8，31.8，26.0和21.9。
步骤8：N-2-（6-恶-顺式-茚满）-N′-4-氰苯基-S-甲基异硫脲的合成
将1.0g（3.32mmol）上面获得的硫脲和0.52ml（d＝2.28，8。35mmol）碘甲烷混合物在20ml丙酮中搅拌过夜，第二天早晨出现固体，过滤得到1.35g（90%）白色固体。生成的固体用5ml 1N氢氧化钠溶液溶解，产生的碱性混合物用二氯甲烷萃取，二氯甲烷层用饱和NaCl洗涤，用无水Na2SO4干燥，CH2Cl2层在减压下浓缩得到0.95g（95%）白色固体（mp＝150-151.5℃）.PMR（CDCl3）δ7.54-6.93（ABq，J＝8.4Hz，4H），4.59（br s，1H），3.88-3.60（m，5H），2.46-2.74（m，1H），2.24（S，3H），2.08-1.750（m，5H）和1.34-1.17（m，2H）。CMR（CDCl3）δ154.2，153.0，133.1，123.0，119.8，105.0，74.4，68.6，50.8，38.5，36.3，33.3，27.5，22.4和14.2。
步骤9：1′-N-〔N-2-氨基-6-恶-顺式-茚满（4-氰苯亚胺基）甲基〕-5-氨甲基四唑的制备
将5-氨甲基四唑（0.50g，5.05mmol），氢氧化钠（0.2g，5.00mmol）和1.5ml水的混合物加入到N-2-（6-恶-顺式-茚满）-N′-4-氰苯基-S-甲基异硫脲（0.95g，3.02mmol）的15ml无水乙醇溶液中，该混合物加热回流20小时，冷却后此混合物浓缩至干，残余物溶解于15ml水中，产生的水溶液用乙醚（2×20ml）洗涤，再用1N盐酸溶液中和使PH达到7。5，所需的胍化合物沉淀下来，通过过滤得到0.87g（79%）的题目中的化合物。PMR（DMSO-D6）δ7.87-7.41（ABq，J8.5Hz，4H），4.60（S，2H），3.74-3.44（m，5H），2.36-2.22（m，1H），2.22-2.10（m，1H），1.89-1.62（m，4H）和1。50-1.20（m，2H）。CMR（DMSO-D6）δ158.1，153.2，142.8，133.6，122.1，118.8，106.0，73.4，67.5，50.4，37.6，35.4，34.2，26.3和21.6。IR（KBr）2238，1658，1626，1600，1577和1510Cm-1。对C18H22N8O（1.1H2O）分析计算值为C55.98，H6.31，N29.01，实测结果为C55.84，H6.28，N28.89。对该化合物作高压液相色谱（HPLC）分析发现含有大于99%的高甜度异构体（确认为内向异构体），品尝该化合物，发现其甜度约为蔗糖甜度的20，000倍。