糖精（Saccharin）， 学名 邻 苯甲酰 磺酰 亚胺 ， 化学式 为C₇H₅NO₃S，是人类最早发现的代糖类物质。 常温下为白色结晶性粉末，微溶于水。 味极甜，甜度约为 蔗糖 的300～500倍，但在高浓度时会有苦味和 金属味 。 熔点 为224℃，分解温度为228℃，每日安全摄入量（ ADI ）为0～2.5mg/kg。 糖精是一种无营养价值的 化学 合成甜味剂，可由邻 磺基 苯甲酸 与氨反应制得。 市售糖精有3种商品形式即糖精、 糖精钠 及糖精钙，被广泛应用于食品工业、医疗、香烟及化妆品等领域。 2017年10月27日， 世界卫生组织 国际癌症研究机构 将糖精及其盐类化合物列为3类致癌物。
历史
发现历史
像大多数人造甜味剂一样，第一个人造甜味剂糖精是偶然发现的。1879年，约翰·霍普金斯大学 伊拉·雷姆森 实验室的化学家康斯坦丁·法尔伯格（Constantin Fahlberg，俄裔 美国 化学家）首次发现了糖精。康斯坦丁·法尔伯格的目的原本是研究 煤焦油 中一类叫芳香族 磺酸 的化合物 甲苯 磺 胺的氧化机理，在研究过程中， 化学试剂 不小心溅到了他的手指上，后来他舔了舔手指，这种物质被他们误服。随后他发现这种物质有一种甜味，这才有了糖精的发现。他的同事 雷姆森 （Remsen）同样发现了这一现象。法尔伯格和 伊拉·雷姆森 从煤焦油中提取出 苯甲酸 磺酰 亚胺 甜味剂，实验证明其甜度为糖的300-500倍，二人于1879和1880年共同发表了文章。
1885年，已经离开 雷姆森 实验室的法尔伯格在 德国 申请了这种物质的专利，由于 专利法 的不完善，这项专利被通过，并且在美国同样有效。这样，法尔伯格在绕开了另一位发现人 雷姆森 的情况下，独自获得了糖精的专利权和获益权。他给这种物质重新命名为“saccharin”，也就是中文中的“糖精”， 伊拉·雷姆森 当时并没有在意这件事。在1886年，法尔伯格再次申请了糖精的专利，这一次专利中，法尔伯格成为了糖精的唯一发现者 。这一次 雷姆森 终于愤怒了，向整个化学界痛斥法尔伯格是一个“无赖”，并认为他应该因自己实验室发现的物质获得荣誉。在19世纪90年代末，涉及法尔伯格的一场有争议的诉讼首次引起了公众对糖精的广泛关注。
尽管糖精在被发现后不久就被商业化了，但直到2001年由皮尔逊（Pearson）的公司将其作为一种无热量甜味剂的来大规模生产，PMC专业集团（PMC Specialties Group）是一家长期关注糖精生产的公司。糖精甜味剂有很多品牌，著名的 美国 甜味剂品牌是“低糖（Sweet'n Low）”，始于1958年。
政府监管
糖精是一种食品添加剂，安全因素至关重要，已经有多个国家和国际组织对糖精的食品安全进行评估和管理，包括 世界卫生组织 （WHO）、 美国食品药品监督管理局 （FDA）、 联合国粮食及农业组织 （FAO）及世界食品添加剂联合专家委员会（JECFA）等权威机构。他们对糖精的安全情况及最大日摄入量（ADI）有严格规定，可接受日摄入量（ADI）为0-5mg/kg。
糖精在19世纪晚期被发现，至今仍在使用。然而，这种化合物并非没有争议。1906年， 美国食品和药物管理局 一直在对糖精行业施压，威利（Wiley）认为在食品中添加糖精是造假行为，因为其没有任何营养价值。 美国政府 的调查报告让人们了解到糖精是一种无卡路里的甜味剂，反而促进了糖精的流行 。 美国总统 富兰克林·罗斯福 的医生为了让他控制饮食中 糖类 的摄入量，也建议他服用糖精 。在1907年，糖精受到美国农业部（USDA）的审查和批评，从那时起，争论就没有停止过 。
1977年，在动物实验的基础上，糖精被认为是一种可能的人类致癌物，但这种怀疑现在已经被推翻了。当时在观察到 糖精钠 会增加大鼠 膀胱肿瘤 发病率的基础上， 美国食品和药物管理局 于1977年发布了一项提案，禁止将该化合物用于食品和其他用途，但由于政治压力，这一提案被 美国国会 通过的暂停。 含有糖精的药物被要求带有以下警告:“该产品含有糖精，已被确定在实验动物中导致癌症，使用本产品可能对您的健康有害”。
2002年，一项新的研究得出结论，糖精钠仅通过尿沉淀的形成引起 膀胱 表面的侵蚀和 细胞 增生，进而诱导 雄性 大鼠 膀胱损伤 。这种影响是由于一种与人类无关的生理机制，在典型的摄入水平下，人类没有患癌症的风险。后续的研究确定，与非 糖尿病 患者相比，摄入大量糖精的糖尿病患者患膀胱癌的概率不会增加，糖精与人类膀胱癌或其他恶性肿瘤发病率无显著关联。
国际癌症研究机构 （IARC）最初根据大鼠研究将糖精归为2B类（对人类可能致癌），但在2012年审查研究后，将其降为3类（对人类不具有致癌性）。
1995年， 欧洲 食品科学委员会得出结论，糖精不会对人类造成癌症风险。糖精今天在美国、 加拿大 和 欧盟 被批准使用。随后这种甜味剂在美国继续被广泛使用，成为仅次于 三氯蔗糖 和 阿斯巴甜 的第三大 人工甜味剂 。糖精作为 食品添加剂 在多数国家都是允许的，加拿大等国家已经解除了之前禁止糖精作为食品添加剂的禁令。
理化性质
物理性质
糖精常温下为白色结晶性粉末， 芳香化合物 ，稍有香气。糖精味极甜，以10000：1的质量比配制的 水溶液 仍有甜味，其稀溶液的甜度约为 蔗糖 的500倍，是人类最早发现的代糖类物质，但在高浓度时舌头上会感到苦味和 金属味 。 熔点 为224°C，分解温度为228℃。25°C下密度为0.828g/cm³，蒸汽压为1.03X10⁻⁷mmHg。微溶于水、苯、 乙醇 、 乙醚 、 氯仿 等，其 钠盐 易溶于水（室温下在水中为0.67g/ml）。
化学性质
糖精是热稳定的，不会与其他食物成分发生化学反应，易于储存。加热分解时，它会释放出 氮氧化物 、 硫氧化物 和 氧化钠 等剧毒 烟雾 ，遇酸分解并丧失甜味，产生苦锈味。糖精在酸性条件下会发生 亲核取代 。
市售糖精有3种商品形式即糖精、 糖精钠 及糖精钙，以其 钠盐 的形式为主。
制备方法
糖精的 生产方式 有很多种，报道的 化学 合成生产工艺主要是基于 甲苯 和苯甲酸类化合物。第一种是甲苯法，另一种是基于苯甲酸，如 邻氨基苯甲酸 法。
甲苯法
伊拉·雷姆森 和法尔伯格制备糖精最初的路线是从甲苯开始的，第一步是 磺化 ，通过向 氯磺酸 中加入甲苯，得到邻 甲苯磺酰氯 和 4-甲苯磺酰氯 的 混合物 。再向反应混合物中加入冰水混合物，析出白色对 甲基苯 磺酰氯 结晶。过滤出固体后将有机相 减压 蒸馏 ，收集I mm Hg 条件下96°C〜98°C的馏分，得到的油状物即为邻甲基苯磺酰氯。
磺化之后的流程是 胺化 ，然后将邻位异构体用氨处理成 邻甲苯磺酰胺 。胺化之后是氧化流程，将上一步的产物邻甲苯 磺酰 胺用 高锰酸钾 氧化、闭环，得到邻磺酰苯钾 酰亚胺 ，继续加入 碳酸氢钠 处理，最后经结晶、脱水，最终得到糖精。
“ 甲苯 法”是早期的生产工艺，因总收率较低、质量不太好，目前很少有糖精生产企业使用该法。
邻氨基苯甲酸法
1950年， 俄亥俄州 托莱多市的莫米 化学 公司研制出一种改进的合成方法。从邻 氨基 苯酸 甲酯 开始。该工艺第一步使用 邻氨基苯甲酸甲酯 在低温下与 亚硝酸钠 和 盐酸 的 重氮化反应 得到 重氮盐 ，然后用 二氧化硫 和处理重氮盐得到 磺酸 ，经过 氯 和 氨水 生成 磺酰氯 ，然后进行酸化处理，调整产物的PH最终得到糖精。
以上制造糖精方法中用到很多原料均为 石油化工产品 ，如 甲苯 、 氯磺酸 等。甲苯易挥发和燃烧，甚至会引起爆炸，大量摄入人体后会引起急性中毒，对人体健康危害较大；氯磺酸极易吸水分解产生 氯化氢 气体，对人体有害，并易爆炸；糖精生产过程中产生的 中间体 物质对人体健康也有危害，还会严重污染环境。它们在人体中长期存留、积累，不同程度地影响着人体的健康，所以生产中需注意安全问题。
应用领域
食品领域
糖精及其 钙盐 或 钠盐 最主要的作用就是作为甜味剂，用来增加食品的甜味，这三种形式的甜度没有太大的差别，所以实际应用中多选用其钠盐形式。
糖精的甜味强度取决于浓度，也取决于溶液的组成。与大多数其他甜味剂一样，与 蔗糖 溶液相比，糖精的甜味强度和浓度之间呈反比关系。例如，1%的糖精溶液的甜度约为 蔗糖 溶液的800倍，而3%的 蔗糖 溶液的甜度仅为 蔗糖 溶液的500倍。
混合各种甜味剂会导致口味改变，即使是少量的额外甜味剂也能大大减少糖精轻微的苦涩金属余味。为此，糖精和其他甜味剂的 混合物 是被广泛应用的 食品添加剂 ，如 甜蜜素 -糖精混合物，糖精- 阿斯巴甜 混合物。在食品工业中，目前很少单纯应用糖精做为添加剂，一般用 糖精钠 作为添加剂。由于糖精主要通过尿液排出，所以最适合 糖尿病 患者或超重人群作为糖的 替代品 。
电镀领域
糖精为 电镀 的 光亮剂 ，同时也是一种有效的去 应力 剂，在电镀的时候常常被用于半光亮镀 ，有一定的光亮作用。糖精具有（=C-SO₂-）的结构，所以其具有容易被 吸附 和金属 活化 度高的特点。由于 电镀镍 层为结晶型，当 阴极 被光亮剂覆盖，可以增加阴极的 极化 程度，与此同时镍的沉积也被抑制， 电极 表面原有 晶体 停止生长，离子转而形成新的晶核，新生成的晶核再次被糖精覆盖，这样周而复始可以形成大量细小 晶粒 ，使阴极表面细微光滑。
其他应用
除了上述应用外，糖精还有很多其他的应用，如作为防腐蚀镍涂料中的 增白剂 ，可用作 防腐剂 ，起到主要的防腐效果，也可作为化妆品、牙膏、 漱口水 、制药、香烟中的添加剂。
糖精还可作为动物饲料中的调味剂。苦味物质如 呕吐毒素 、药物添加剂及杂粕等会影响饲料的适口性，降低家畜的食欲，依靠传统方法很难配制出适口性较佳的饲料，可以通过添加糖精解决。
安全事宜
毒性
（1）大鼠腹腔注射 糖精钠 LD50 7100mg/kg，大鼠口服糖精钠LD50 14,200mg/kg。
（2）糖精按标准食用不会对人体产生毒副作用，基于 小鼠 长期喂养试验结果，世界 食品添加剂 联合专家委员会（JECFA）将糖精及其盐的 ADI 制定为0~5mg/kg。对于 糖尿病 患者来说，食用糖精可有效控制 糖类 摄入量，保证血糖稳定。全世界已经大规模使用糖精一百多年，还没有出现在正常使用的情况下，对人体有不良影响的记录。但是如果一次摄入大量的糖精，则会对人体产生一定影响，例如影响营养物质的消化吸收，影响肠胃 消化酶 的正常分泌，降低小肠的吸收能力，使食欲减退等。
（3）对 磺胺 过敏的人可能会对糖精产生过敏反应，因为糖精是磺胺 衍生物 ，可能会引发相关反应。如牙膏中的糖精会引起敏感人群口腔和嘴唇的 烧灼感 、 肿胀 、 皮疹 和 荨麻疹 。有少数的消费者在完全不知道糖精危害的情况下，短时间内食用大量糖精，引起 血小板减少 而造成急性大出血、多脏器损害等，引发恶性中毒事件
（4） 糖精钠 通过一种非 脱氧核糖核酸 反应机制在大鼠体内产生尿路上皮性 膀胱肿瘤 ，该机制包括尿中含有沉淀的 磷酸钙 的形成、 细胞 毒性和 细胞增殖 增强，但这一机制与人类无关，因为物种间差异，糖精并不会在人体诱发膀胱癌。
代谢情况
糖精无法被人体代谢消化吸收，除了在味觉上引起甜的感觉外，对人体无任何营养价值，食用后大部分随尿液排出体外。糖精经口摄入后0.5h后即可在尿中出现，16~24h后可全部排出体外，其 化学 结构无变化。该结果在实验中得到充分证实，约80-90%的剂量通过尿液排出，10-20%通过粪便排出。
储存运输
糖精是热稳定的，不会与其他食物成分发生化学反应，易于储存，宜存放于通风低温干燥处。
法律法规
2017年10月27日， 世界卫生组织 国际癌症研究机构 将糖精及其盐类化合物列为3类致癌物。
检测方法
目前对其检测方法有 薄层色谱法 、紫外 分光光度法 、 气相色谱法 、液相色谱法、气-液质联用法、毛细管电泳法等。