AT213907B

AT213907B - Verfahren zur Abtrennung von 1,4- Zuckersäurelakton aus einem Gemisch von 1,4- und 3,6- Lakton

Info

Publication number: AT213907B
Application number: AT631757A
Authority: AT
Original assignee: Kemball Bishop And Company Ltd
Priority date: 1956-09-28
Filing date: 1957-09-27
Publication date: 1961-03-10

Description


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  Verfahren zur Abtrennung von   1, 4- Zuckersäurelakton aus einem  
Gemisch von 1, 4-und 3, 6- Lakton 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von 1, 4-Zuckersäurelakton in praktisch reinem Zustand aus einem Gemisch der 1, 4- und 3, 6-Zuckersäurelaktone. 



   In früheren Forschungsarbeiten über dieses Gebiet wurde vorgeschlagen, das 1, 4-Lakton aus einer Lösung der freien Zuckersäure und der beiden Laktone auskristallisieren zu lassen, indem man die Lösung mit einem Kristall des reinen   1, 4-Laktons beimpfte ;   nach anderen Angaben sollte das 1, 4-Lakton auch durch fraktionierte Kristallisation eines Laktongemisches aus Aceton erhalten werden können. Das erstgenannte Verfahren zur Herstellung von 1, 4-Lakton kann nicht als brauchbar angesehen werden und das andere Verfahren der fraktionierten Kristallisation eignet sich nicht zur grosstechnischen Produktion des   1, 4-Laktons.    



   Die Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, dass bei der grosstechnischen Gewinnung von 1, 4-Zukkersäurelakton niedermolekulare aliphatische Alkohole vorteilhaft zur selektiven Extraktion des   1, 4-Lak-   tons aus einer trockenen Mischung von 1, 4- und 3, 6-Lakton verwendet werden können, und besteht darin, dass das in nahezu trockener fester Form befindliche Gemisch der Laktone mit einem aliphatischen Alko-   hol mit   2-5 C-Atomen im Molekül, vorzugsweise n-oder i-Propylalkohol, bei gewöhnlicher oder schwach erhöhter Temperatur längere Zeit in Berührung gehalten wird, worauf die alkoholische Lösung von den ungelösten festen Stoffen abgetrennt und das   1, 4-Lakton au :   der Lösung durch Kristallisation gewonnen wird.

   DerAlkohol soll dabei vorzugsweise praktisch wasserfrei sein, doch ist die Gegenwart geringer Wassermengen, wie sie üblicherweise in den käuflichen Alkoholen enthalten sind, nicht unbedingt schädlich. 



   Es wurde gefunden, dass die relative Löslichkeit von   1, 4- und 3, 6-Zuckersäurelakton   in den vorstehend erwähnten Alkoholen einem Verhältnis von etwa 12 : 1 bis zu 20 : 1 entspricht, wobei die bereits erwähnten beiden Propylalkohole vorzuziehen sind, da beide günstige Löslichkeitsverhältnisse für das 1, 4und 3, 6-Lakton von 13 : 1 bis 17 : 1 zeigen, das   1, 4-Lakton   genügend leicht lösen, um das Verfahren zufriedenstellend und wirtschaftlich durchzuführen, und günstig liegende Siedepunkte haben ; obwohl diese Lösungsmittel genügende Mengen an 1, 4-Lakton zu lösen vermögen, sind sie für die Wiederverarbeitung und Kristallisation nicht zu zähflüssig. Überdies sind die Propylalkohole wohlfeil erhältlich. 



   Die erfindungsgemässe Behandlung des Laktongemisches mit den erwähnten aliphatischen Alkoholen soll vorzugsweise bei Raumtemperaturen erfolgen, da bei erhöhten Temperaturen die Möglichkeit der Zersetzung besteht, und einige Stunden dauern. Nach Abtrennung der alkoholischen Lösung des   1, 4-Lak-   tons vom verbleibenden festen Rückstand wird sie sodann durch Verdampfen konzentriert, wobei zweckmässig Wasser zugegeben wird, um die Veresterungsmöglichkeit auf ein Minimum herabzusetzen und die Kristallisation des 1, 4-Zuckersäurelaktons in Form des Monohydrats zu bewirken. 



   Die Wassermenge wird vorzugsweise so bemessen, dass ein azeotropes Gemisch erhalten wird, was bei Propylalkohol mit einem Gehalt von 8-10   Gel.-%   Wasser der Fall ist. 



   Die Lösung wird zweckmässig mit einem Kristall des reinen   1, 4-Laktons beimpft, woräuf   alsbald das Auskristallisieren einsetzt und das 1, 4-Lakton sehr leicht in hoher Reinheit aus der Lösung erhalten werden kann. 



   Aus der Mutterlauge können nach dem Eindampfen weitere Mengen an 1, 4-Lakton durch Extraktion nach dem oben angegebenen Verfahren gewonnen werden. 

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   Ein geeignetes Ausgangmaterial kann zweckmässig in der Weise gewonnen werden, dass man eine wässerige Lösung eines Salzes der Zuckersäure über ein Kationenaustauscherharz leitet und eine wässerige Lösung der freien Zuckersäure durch längeres Stehenlassen und anschliessendes Konzentrieren laktonisiert, wobei eine Lösung mit etwa gleichen Anteilen an freier Säure. 1, 4- und 3, 6-Lakton erhalten wird. Nach dem Konzentrieren kristallisiert nach Zugabe eines Impfkristalls ein Gemisch der beiden Laktone aus. 



   Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung. 



   . Beispiel 1: 800 ml i-Propylalkohol werden mit 200 g eines Gemisches aus 1,4- und 3,6-Zuckersäurelakton vermischt, welches etwa 40   Gel.-%   an 1, 4-Lakton enthält. Das Gemisch wird dann 16 Stunden bei Raumtemperatur belassen. 



   Die i-Propylalkohol-Lösung wird dann vom Ungelösten abfiltriert und durch Verdampfung unter vermindertem Druck bei einer Temperatur von 35-400C auf ein Volumen von 140 ml eingeengt. Während des Verdampfens scheidet sich bereits eine körnige weisse Kristallmasse aus der Lösung aus. Die von der Mutterlauge abgetrennten Kristalle bestehen   ausdem 1, 4-Lakton   von hohem Reinheitsgrad. 



   Die Mutterlauge (82 ml) ist eine übersättigte Lösung und enthält 17, 9 g   1, 4-Lakton.   



   Das Gewicht des ausgeschiedenen   1, 4-Laktons   beträgt 53, 0 g, das des bei der Extraktion ungelöst gebliebenen   3, 6-Laktons 120   g. 
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 den bei Raumtemperatur gehalten wird. 



   Die i-Propylalkohol-Lösung wird dann   vom Ungelösten   abfiltriert und nach Zugabe von soviel Wasser, 
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 nige, weisse Kristallmasse aus der Lösung aus. Die Kristalle werden von der Mutterlauge abgetrennt und bestehen aus   1, 4-Lakton   von hohem Reinheitsgrad. 



   Das Gewicht des ausgeschiedenen kristallinen l, 4-Lakton-Monohydrats beträgt 377 g, das des bei der Extraktion ungelöst gebliebenen 3, 6-Laktons 570 g. 



   Die übersättigte Mutterlauge enthält 130 g wasserfreies   1, 4-Lakton   (durch Versuch ermittelt). 



   Die nachstehende Tabelle zeigt die Verhältnisse der   Löslichkeiten   von reinem 1, 4-bzw. 3, 6-Zuckersäurelakton, in Gewichtsteilen ausgedrückt, in 100 ml ihrer gesättigten Lösungen in verschiedenen Alkoholen. 
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<tb> 
<tb> 



  Alkohol <SEP> Löslichkeit <SEP> Löslichkeitsverhältnis
<tb> 1. <SEP> 4- <SEP> Lakton <SEP> 3. <SEP> 6-Lakton <SEP> 1. <SEP> 4 <SEP> : <SEP> 3. <SEP> 6-Lakton
<tb> Äthylalkohol <SEP> 21. <SEP> 30 <SEP> 1. <SEP> 67 <SEP> 12, <SEP> 7 <SEP> 
<tb> n-Propylalkohol <SEP> 5, <SEP> 09 <SEP> 0, <SEP> 39 <SEP> 13, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> i-Propylalkohol <SEP> 7, <SEP> 56 <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP> 16, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> n-Butylalkohol <SEP> 2, <SEP> 60 <SEP> 0, <SEP> 18 <SEP> 14, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> i-Butylalkohol <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 0, <SEP> 12 <SEP> 15, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> sek.-Butylalkohol <SEP> 3, <SEP> 41 <SEP> 0, <SEP> 17 <SEP> 20,0
<tb> tert. <SEP> -Butylalkohol <SEP> 7. <SEP> 10 <SEP> 0.

   <SEP> 38 <SEP> 18, <SEP> 7 <SEP> 
<tb> tert.-Amylalkohol <SEP> 6, <SEP> 41 <SEP> 0, <SEP> 33 <SEP> 19, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> 
 
Man ersieht aus dieser Tabelle, dass die tatsächliche Löslichkeit des   1, 4-Laktons in Äthylalkohol   sehr viel grösser ist als die Löslichkeit in den anderen aufgezählten Alkoholen, das Löslichkeitsverhältnis aber geringer ist als bei den Propylalkoholen ; überdies sind die konzentrierten Lösungen des 1, 4-Laktons in Äthylalkohol ziemlich zähflüssig. 



   Das 1, 4-Zuckersäurelakton hat sich als geeignetes Prophylaktikum bei Blasenkrebs erwiesen. 

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Abtrennung von 1, 4-Zuckersäurelakton aus einem Gemisch von 1, 2- und 3, 6-Lakton, dadurch gekennzeichnet, dass das in nahezu trockener fester Form befindliche Gemisch der genannten Laktone mit einem aliphatischen Alkohol mit 2-5 C-Atomen im Molekül, vorzugsweise n-bzw. i-Propyl- alkohol bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter Temperatur längere Zeit in Berührung gehalten wird, worauf die gebildete alkoholische Lösung vom Ungelösten abgetrennt und das l-Zuckersäurelakton aus der Lösung durch Kristallisation gewonnen wird. <Desc/Clms Page number 3>

2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass ein praktisch wasserfreier Alkohol verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallisation durch Eindampfen der mit Wasser verdünnten alkoholischen Lösung unter vermindertem Druck, zweckmässig bei einer Temperatur von ungefähr 35-40oC, erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoholische Lösung mit Wasser bis zur Bildung eines azeotropen Gemisches verdünnt wird.