СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,4,6-ДИ-О-ИЗОПРОПИЛИДЕН- α -L-СОРБОФУРАНОЗЫ Советский патент 1995 года по МПК C07H9/04 

Изобретение относится к области химии сахаров, в частности к усовершенствованному способу получения 2,3; 4,6-ди-0-изопропилиден-α -L-сорбофуранозы (ДАС), являющейся полупродуктом в производстве витамина С, и может найти применение в химико-фармацевтической промышленности.

Известен ряд способов получения ДАС ацетонированием L-сорбозы в присутствии серной кислоты, олеума, квасцов, пирофосфата калия, медного купороса, хлористого цинка. Хотя выход ДАС достигает 80-90% общим недостатком перечисленных выше способов является их длительность (более 20 ч), а также использование больших количеств катализаторов, что затрудняет их практическое применение в многотоннажных производствах витамина С.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому эффекту является способ ацетонирования L-сорбозы ацетоном в присутствии сеpной кислоты и низших спиртов.

Согласно прототипу к суспензии L-сорбозы (16,9 мас.ч.) в ацетоне (192 об. ч. ) добавляют 98%-ную серную кислоту (41,4 мас.ч) и метанол (15 об.ч.), перемешивают при охлаждении при 10^оС в течение 60 мин. Далее реакционную смесь охлаждают до (-20) (-30)^оС и нейтрализуют 9%-ной гидроокисью натрия (401 мас. ч). Слой ацетона отделяют от водно-солевого слоя, выпаривают, остаток экстрагируют бензолом и концентрируют. Из концентрата кристаллизуется целевая ДАС с выходом 88%
Недостатками способа-прототипа являются низкий выход целевого продукта, большой объем неутилизируемых сточных вод с высокой концентрацией сульфата натрия и трудность регенерации растворителя.

Целью изобретения являются повышение выхода ДАС, упрощение процесса и снижение количества сточных вод.

Это достигается способом, заключающимся в том, что процесс ацетонирования L-сорбозы проводят при добавлении в реакционную массу из сорбозы, ацетона, серной кислоты и метанола смеси изомеров 1,2:2,3-моноацетонсорбозы (МАС) при молярном соотношении L-сорбоза: серная кислота:метанол:смесь изомеров МАС, равном 1: (0,19-0,26):(3,0-4,0):(0,3-0,4) при кипячении с последующей нейтрализацией 44-46%-ной щелочью, отделением кристаллического сульфата натрия и возвратом образующейся смеси изомеров МАС в процессе.

П р и м е р 1. В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой, вносят 9,84 г 100%-ной L-сорбозы, 2,96 г 100% -ной смеси изомеров МАС в 150 мл смеси ацетон-метанол (95:5 об.ч. что составляет 3,40 моль-экв алканола к сорбозе), прикапывают 0,7 мл серной кислоты (0,22 моль-экв к сорбозе), подогревают и кипятят 120-180 мин. Реакционную массу охлаждают до 20-25^оС, перемешивают 30-45 мин, затем охлаждают до (-10)^оС и перемешивают 60 мин, после чего вносят 1,4 мл 44%-ного раствора едкого натрия так, чтобы температура массы не превышала +10^оС, а рН 7,5-8,5. Отфильтровывают кристаллы сернокислого натрия, фильтрат концентрируют, отгоняют смесь ацетон (93%) метанол (5%) вода (1,6-2,6) при нагревании, а в конце под вакуумом 200-300 мм рт.ст. К остатку прибавляют 15-20 мл воды и отгоняют окись мезитила (<%). Массу разбавляют водой (30 мл) и целевую ДАС экстрагируют толуолом (2х50 мл); толуол отгоняют под вакуумом. Остаток светлое, подвижное масло, при стоянии кристаллизуется. Получают 14,49 г (96,3% сод. по данным ГЖХ анализа). Т.пл. 77-78^оС. [α]_D²⁰ -18^оС (С 1,4% ацетон).

Бумажная хроматография: ВАТМАН FN-60, система: н-бутанол-уксусная кислота-вода (4:1:5, верхняя фаза), R_f 0,88.

Тонкослойная хроматография: R_f 0,78. Силуфол УФ-254. Система: ацетон гексан (3:2).

Проявление: 105^оС, 30 мин, 0,5%-ный раствор кремневольфрамовой кислоты в этаноле.

ИК-спектр: (KBr,ν см^-1): 1200 (-С-0), 1370 (гем-СН₃), 3500 (-ОН).

ГЖХ-анализ: индивидуальное вещество; сод. 96% по основному продукту.

Кубовый остаток упаривают в вакууме от воды и остатков органического растворителя и получают светлое малоподвижное масло, которое после разбавления ацетон-метанольной смесью вводят на следующую операцию. Вес 3,47 г (75% сод). Плотность ρ= 1,305 г/см³.

Тонкослойная хроматография: силуфол УФ-254.

Система ацетон-гексан 3:2; проявление 105^о 30 мин, 0,5% раствор кремневольфрамовой кислоты в этаноле.

1,2 пиранозид: R_f 0,10
2,3 фуранозид: R_f 0,25
Методом препаративной хроматографии выделенный 1,2-пиранозид характеризуется: Т.пл. 142,5 143^оС.

[α]_D²⁰ -84^о (С 1,4% вода).

ИК-спектр (KBr, ν, см^-1): 1198 (-0-С), 1372 (гем-СН₃), 3350-3360 (ОН-).

Гидролизом из ДАС получен 2,3-фуранозид: Т.пл. 93^оС, [α]_D²⁰ 7,5^о (С 1,5% вода), ИК-спектр (KBr, ν, см^-1): 1200 (-О-С), 1370 (гем-СН₃), 3340-3370 (ОН-).

Примечание:
Порядок прибавления реагентов (сорбоза, МАС, кислота, растворитель) может быть произвольным.

Остальные примеры представлены в таблице. Как следует из таблицы, поставленная цель -- получение максимального выхода ДАС достигается в оптимальных температурных и временных условиях (оп 1-10), при выбранных соотношениях L-сорбоза-серная кислота-метанол-смесь изомеров МАС, равных 1:0,19-0,26: 0,3-0,4:0,3-0,4
Проведение процесса в условиях, отличных от оптимальных (примеры 2-7, таблица), приводит к снижению выхода целевой ДАС.

Таким образом, найденные условия проведения процесса ацетонирования позволили повысить выход целевой ДАС до 94-98% с качеством 94-98% снизить отходы сернокислого натрия в 25-30 раз по сравнению с прототипом, добиться упрощения процесса выделения изомеров МАС, что позволяет возвратить их в рецикл, упростить регенерацию растворителей и улучшить экологичность производства аскорбиновой кислоты.

Использование: в качестве промежуточного продукта для производства витамина С. Сущность изобретения: продукт: 2,3; 4,6-ди-O-изопропилиден- a -сорбофураноза, выход 97,7% [α]2D

-18°С (С 1,4% ацетон). Реагент 1: L-сорбоза. Реагент 2: ацетон. Реагент 3: метанол. Условия реакции: при добавлении в реакционную массу смеси изомеров 1,2- и 2,3-моноацетон-L-сорбозы при молярном соотношении реагент 1 2 3; смесь изомеров 1 0,19 0,26 3,0 4,0 0,3 - 0,4 при кипячении в присутствии H₂SO₄ с последующей нейтрализацией 44 - 46%-ной щелочью, отделением крист. Na₂SO₄ и возвратом побочной смеси изомеров 1,2 и 2,3-моноацетон-L-сорбозы в процесс. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,4,6-ДИ-О-ИЗОПРОПИЛИДЕН- α -L-СОРБОФУРАНОЗЫ путем взаимодействия L-сорбозы, ацетона и метанола в присутствии концентрированной серной кислоты с последующей нейтрализацией реакционной массы водной щелочью, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, упрощения процесса и снижения отходов сульфата натрия и сточных вод, процесс проводят с добавлением в реакционную массу смеси изомеров 1,2- и 2,3-моноацетон-L-сорбозы при молярном соотношении производное L-сорбозы: серная кислота: метанол: смесь изомеров 1 0,19 0,26 3,0 4,0 0,3 - 0,4 при кипячении с последующей нейтрализацией 44 46%-ной щелочью, отделением кристаллического сульфата натрия и возвратом образующейся побочной смеси изомеров 1,2- и 2,3-моноацетон-L-сорбозы в процесс.