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 化學合成法以天冬氨酸和苯丙氨酸為原料，通過氨基保護、內酐、縮合、水解、中和等步驟合成。保護基團不同，甲酯化次序不同，可以有各種不同的合成方法。如采用甲酰基作為保護基團和后甲酯化的工藝路線，其向250mL燒瓶中投入27mL95%的甲醇和0.2gChemicalbook氧化鎂，待氧化鎂溶解后，加入100mL98%的醋酐，此時溫度逐漸升至40℃。加入67gL-天冬氨酸，升溫至50℃，攪拌保溫反應2.5h，補加15mL98%的醋酐，繼續保溫反應2.5h，加入16mL異丙醇，繼續反應1.5h，反應結束后冷至室溫。

合成影響因素（乙醇），有研究表明，阿斯巴甜在水中溶解度一般較小，約為1%（25℃），但隨著溶劑中乙醇含量的不斷增加，阿斯巴甜的溶解度也逐漸上升，當阿斯巴甜在乙醇水溶液中溶解度到達峰值時，隨著乙醇繼續加入，阿斯巴甜溶解度會逐漸降低。

合成影響因素（溫度），常溫下配置相同甜度的阿斯巴甜溶液和白砂糖溶液，密封并分別用不同的溫度加熱30min，進行感官評價，判斷加熱是否對阿斯巴甜溶液甜度產生影響。在100℃到120℃之間平均取5組溫度作為阿斯巴甜測量溫度，發現隨著溫度的升高，阿斯巴甜的甜度逐漸下降，高至120℃時，阿斯巴甜的甜度趨近于零，此結果也從一定程度上證明了阿斯巴甜在高溫條件下不穩定，應避免高溫條件下存放。