Способ выделения химически чистой @ -рибозы из ее водного раствора,содержащего примеси @ -арабинозы, @ -рибоно- @ -лактона,рибита и хлористого натрия Советский патент 1984 года по МПК C07H3/02 

Изобретение относится к химии, бо лее конкретно к имии углеводов, . в частности к способу пол5гчения В рибозы, используемой- в производстве витаминов и лекарственных веществ. Известен ряд способов вьщеления хи.мчески чистой Г-рибозы из смеси моносахаридов с помощью хроматографических f1J и 2 и химических 3j методов. В основе химического способа разде ление смеси Б -рибозы и D-арабинозы лежит способность и,ис -гликольной гру пировки D -рибозькобразовьгоать эфир с борной кислотой З J. Однако ЭТОТ;способ не позволяет вьщелять D -рибозу из смеси, содержа щей другие компоненты с цис-гликольно группировкой. Хроматографические методы позволя ют разделять сложные смеси, содержащие сахара как си,мс-, так и стрслнсгликольными группировками, и обеспечивают чистоту целевого продукта, однако являются дорогостоящими, слож ными в аппаратурном оформлении и мал производительными . Данные о разделении смеси, содержащей 2-рибозу, D-арабинозу,Б -рибоно- -лактон, рибит и хлористьш натрий. указанными методами в литературе отсутствуют. Целью изобретения является выделение химически чистой Б -рибозы и ее водного раствора,содержащего помимо D-рибозы, D-арабинозу, рибит,) -рибоно-у-лактон и хлористый натрий Раствор, образующийся при восстановлении В-рибоно- -лактона амальгамой натрия 4, используется в производстве рибофлавина (витамина Bj) и может быть использован для получения химически чистой D -рибозы. Поставленная цель достигается тем что согласно предлагаемому способу обрабатывают водный раствор, содержащий D-рибозу, рибит,D -рибоно-улактон, D -арабинозу и хлористьй нат рий, фенилгидразином (или его солью) S молярном отношении фенилгидразина и D -рибозы 0,9-1,1 в течение 1,53 ч при 20-25°С, поддерживая рН 4-6, а целевой продукт вьщаляют перегидра зонированием. Вькод химически чистой 2 -рибозы 60-75%. Так, изменение рН от 3 до 7 (см. ;таблицу) существенно влияет на выход феннягидразона D -рибозы. Уменьшение выхода наблюдается при снижении рН от 4 до 3 и при увеличении от 6 до 7. Первое связано с возрастанием скорости гидролиза фенилгидразона в кислотных средах (). Понижение выхода при приближении к нейтральным значениям рН (рН 6) обусловлено снижением скорости реакции и образованием продуктов окисления фенилгидразина. Таким образом, оптимальное значение рН среды реакции, обеспечивающее максимальный выход целевого продукта (75-85%), лежит в интервале рН 4-6. Варьирование отношения концентраций фенилгидразина и D -рибозы, Сф/Ср, (см. таблицу) также оказывает существенное влияние на выход фенилгидразона D -рибозы. При этом снижение выхода с 78 до 53% наблюдается при уменьшении Сф/С от 0,9 до О,8, что объясняется недостатком, исходного вещества (фенилгидразина),необходимого для прохождения реакции. Увеличение от 1,1 до 1,2 практически не .влияет на величину определяемого выхода фенилгидразона, однако при Сф/Ср 1,2 фенилгидразон содержит значительную (до 10%) примесь фенилозазона Ц-рибозы, что делает невозможным дальнейшее использование этого продукта для выделения из него чистой D-рибозы. Таким образом,оптимальное значение реакции, обеспечивающее максимальный - выход химически чистого целевого продукта (75-85%), лежит в интервале Сф/Ср 0,9-1,1. Изменение длительности процесса, Т (см. таблицу) в меньшей степени влияет на выход целевого продукта. Од- . нако уменьшение от 1,5 до 1 ч нецелесообразно, так как сопровождается снижением выхода фенилгидразона с 77 до 63%. Увеличение времени реакции с 3,0 до 3,5 ч и более на первый взгляд практически не приводит к снигсению определяемого выАода фенилгидразона. Однако в последнем случае фенилгидразон оказывается загрязненным продуктом окисления фенилгидразина. Это снижает его качество настолько, что не позволяет в дальнейшем использовать его для получения химически чистой D -рибозы. Таким образом, оптимальное время реакции, обеспечивающее максимальный выход химически чистого целевого продукта, лежит в интервале 1,5-3,0 ч.

J 1

Температура t, реакции получения фенилгидразона D -рибозы (см. таблицу) также влияет на выход и качество продукта. Снижение температуры с 20 до 15с приводит к уменьшению выхода с 83,7 до 82%.

Повьшение температуры реакции с 25 до 30 С также ведет к снижению выхода продукта с 83 до 79%, так как образующийся при этом фенилгидразон ) -рибозы оказывается загрязненным продуктами окисления фенилгидразима и фенилозазоном 2) -рибозы и не может быть использован в дальнейшем для получения из него химически чистой i

38-4

D -рибозы. Таким образом, оптимальное значение реак1ши, обеспечивающее максимальньш выход химически чистог-о целевого продукта (7,5-85%), лежит в интервале 20-25°С (комнатная температура) .

Разложение фенилгидразона D -рибозы известными приемами позволяет с выходом 85-93% получить кристаллическую D -рибозу. Общий выход D-рибозы по разработанному двухстадийному способу составляет, таким образом, 6075 в расчете на D -рибозу, содержащуюся в исходном 10%-ном водном растворе.

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ХИШЧЕСКИ ЧИСТОЙ D -РИБОЗЫ ИЗ ЕЕ ВОДНОГО РАСТВОРА, СОДЕРЖАЩЕГО ПРИМЕСИD-АРАБИнозы, D -РИБОНО-ТГ-ЛАКТОНА, РИБИТА и ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ, отличающийся тем, что указанный раствор обрабатывают фенилгидразином (или его солью) в молярном отношении фенилгидразина и В-рибозы 0,9-1,1 в течение 1,5-3 ч при 20-25 0 и рН 4-6 с последукицим вьделением В -рибозы из ее труднорастворимого фенилгидразона перегидразонированием. i W CZ

Влияние рН

0,98

25 25 25 25 25 0,98 0,98 0,98 0,98

Влияние соотношения

25 25 25 25 25

Влияние времени реакции

5 0,98

25 25 25 5 0,98 5 0,98

32 75 85 79 37

3 3

Ср

53 78 85 71 73

3 3 3 3

1,0

65 77 85 1,5 2,23

Влияние температуры реакции Пример 1. Получение фенилгид разоиаГ-рибозы. , К 2,5 л водного раствора В -рибозы (содержащего 92,5 г/л Б -рибозы, 20,4 г/л рибита, 21,6 г/л D -рибоно-j-лактона, 4,4 г/л 2}-арабинозы, 110 г/л.ЫаС1, имеющего рН 3)при перемешивании добавляют, ПОРЦ1-1ЯМИ Na2CO ;j до рН 4-6, перемешивают 0,5 ч проверяют рН и при необходимости добавляют дополнительное количество соды, а затем приливают 137 мл (150 г, 1,385 моль) фешшгидразииа (соотношение феннлгидразин/1)-рибоза 0,9) , перемешивают при комнатной температуре 1,5-3 ч, затем реакционную массу охлаждают до Ос, вьщерживают 0,5 ч и фильтруют,осадок прмывают на филь-i. тре последовательно 200 мл охлажденкод воды (5°С)5 200 мл холодного спир та () и 500 мл эфира, сушат на воздухе. Т.пл, 122-123°С. у П р и м е р 2. К 2,5 л водного раствора,, содержащего 231 г (1,54 моль В рибозы при перемешивании добавляют :200 г (1,385 моль) гидрохлорида или ,240 Г1 (1,385 моль) сульфата фенилгидразина, перемешивают до полного растворения и порциями добавляют соду до рН 4-6. перемешивают при комнат ной температуре 3 ч, охлаждают, до .Вьтавший осадо1 отфильтровьюают и про .мывают на фильтре озСлажденной водой спиртом и эфиром, сушат на вбзкуке. Выкод фенилгидразонаВ-рибозы 310 г (85%). Т.пл. 122-123 С.

Продолжение таблии(Ы Пример 3, Пол5 1ение химически чистой D -рибозы. К раствору 29 г (0,0834 моль) фенилгидразона D-рибозы в 100 мл Н20 и 30 мл спирта при перемешивании, поддерживают температуру 45С, добавляют раствор 20 мл (21 г, 0,198 моль) бензальдегида в 38 мл. спирта, вьщерживают при этой температуре 4 ч, охлаждают до 0°С и отфильтровывают осадок бензальфенилгидразона. Фильтрат экстрагируют 2 раза равными объемами эфира или бензола, осветляют активированньм углем и упаривают в вакууме при температуре не вьш1е 45°С. К прозрачному, слегка желтоватому сиропу добавляют 100 мл диоксана, охлаждают до 10°С и вносят затравку кристаллической В -рибозы (0,05 г), В течение 48 ч сироп превращается в монолитную белую массу, ее измельчают, отфильтровывают, промывают на фильтре 20 мл диоксана. Сушат в вакууме. Выход 12 г (91%) Т.пл. 94-95°C,oiJj) 21,3 в воде. Получаемая предлагаемым способом )-рибоза содержит не менее 98% основного вещества. Об этом свидетельствуют данные элементного анализа (вычислено,%: С 40,0- Н 6,7, найдено,%: С 40jOi Н 6,7j точность анализа ±0,3%) и данные тонкослойной хроматографии на пластинках SiSufoJ-UV-254 в двух системах (н-бутанол-вода-уксусная кислота 4:1:1 н-пропанол-0,2 н. раствор аммиака; точность t5%). Образцы

7 11160388

полученнойD-рибозы, не дают де-тирует максимальный выход и высокую

прессии температуры плавления с ана-химическую чистоту фенилгидразона

литически чистойф-рибозой фирмыЦ-рибозы, что в свою очередь обеспе SCHUCHARDT ФРГ. Чистота получае-чивает максимальный выход кристаллимого продукта соответствует 98,510,5%.. 5ческой химически чистой ТЭ-рибозы,

Таким образом, соблнвдение оптималь-получаемой при разложении фенилгидраных значений параметров реакции гаран-зона известными приемами.