Procédé de préparation de l'acide 2-céto-lévo-gnlonique. La présente invention a pour objet un procédé de préparation de l'acide 2-céto-lévo- gulonique qui, comme on le sait, est un pro duit intermédiaire pour la fabrication de l'acide lévo-ascorbique.
Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que l'on soumet de la lévo-sorbose à une oxydation en la chauffant avec de l'acide nitrique aqueux et en ce que l'on arrête la réaction lorsque l'oxydation a atteint le point voulu.
On peut ajouter de l'acide nitrique au mélange réactionnel ou produire cet acide dans ce mélange par exemple par l'adjonction de corps donnant cet acide, tels qu'un nitrate (par exemple du nitrate de baryum) et un acide approprié (par exemple de l'acide sul furique ddué).
Si on le désire, un catalyseur d'oxydation, approprié, peut être présent. Le contrôle de l'oxydation est important; la durée de l'oxy dation variera selon la quantité et la force de l'acide employé, ainsi que selon la tempé- rature à laquelle l'oxydation est exécutée et les différents catalyseurs utilisés.
Au moment désiré, la réaction d'oxyda tion est interrompue, par exemple par refroi dissement rapide, dilution si nécessaire et neutralisation avec un cois alcalin faible, par exemple avec du carbonate de baryum.
On effectue de préférence le chauffage au bain-marie, de telle sorte que les facteurs de vant être considérés sont la force de l'acide et la durée du chauffage. La concentration de l'acide ne doit pas être trop forte pour que l'oxydation de la lévo-sorbose ne soit pas poussée trop loin ou le processus d'oxydation trop difficile à contrôler. En conséquence, il est préférable d'avoir. une dilution telle de l'acide que le degré désiré d'oxydation soit obtenu en quelques minutes.
L'acide 2-céto-gulonique produit par l'oxydation, après avoir ,été complètement purifié, peut être estérifié et son ester être isolé du mélange d'estérification, après con centration si nécessaire. Ce produit, ainsi qu'également les liqueurs-mères sirupeuses, peuvent alors être employés pour être trans formés en acide lévo-ascorbique ou encore le mélange d'estérification peut être utilisé sans en isoler l'ester.
La transformation en acide lévo-ascorbi- que peut être effectuée (voir Ohle, Zeitschrift für Angewandte Chemie 1933, 46, 399 et Maurer und Schiedt, Ber.
1933, 66, 1054) par traitement d'une solution alcoolique du produit d'estérification ou du mélange d'esté rification avec un agent énolisant, par exem ple un alcoxyde alcalin tel que le méthoxyde de sodium et par ébullition du mélange et acidification avec de l'acide chlorhydrique alcoolique. Le produit de réaction est ensuite purifié.
L'exemple suivant illustre le procédé de l'invention: Exemple. Du lévo-sorbitol est transformé en lévo- sorbose (avec un rendement de 60 à 65 % ) par l'action de B-xylinum de la manière dé crite par Bertrand (Comp. Rend. 1904, 139, 985). La 1-sorbose cristallisée (5 gr) est dis soute dans 10 cm@ d'eau, chauffée à 90-95'C au bain-marie et additionnée de 10 cm' d'a cide nitrique (de densité 1,4).
On chauffe le mélange au bain-marie pendant 4 minutes et on le refroidit rapidement en le versant dans 40 cm' d'eau glacée, puis on neutralise la solution avec un corps basique faible, tel que du carbonate de baryum. On clarifie la solu tion en la filtrant ou en la centrifugeant, et on la concentre sous pression réduite jusqu'à ce que l'on obtienne un sirop délié. Tout sel inorganique qui se précipite pendant la con centration est enlevé par filtration, puis le sirop est versé dans une grande quantité d'alcool méthylique ou dans un autre solvant approprié.
Il se précipite du lévo-gulonate que l'on sépare, par exemple par filtration, ou par centrifugation. (Le précipitat peut être encore lavé dans de l'alcool méthylique ou un autre solvant approprié et de nouveau séparé du liquide par filtration ou centrifu gation.) Le lévo-gulonate est ensuite dissous dans de l'eau et toute matière insoluble est enlevée de la solution obtenue.
(Cette solution saline aqueuse peut encore être purifiée par concentration sous pression réduite, filtration, précipitation dans l'alcool méthylique ou dans un autre solvant approprié, séparation du pré- cipitat par filtration ou par centrifugation, extraction avec de l'eau et enlèvement de la matière insoluble.) L'acide organique est entièrement libéré par acidification de la solution saline avec de l'acide sulfurique.
Après enlèvement du sel insoluble par des moyens appropriés, comme par exemple par centrifugation, on concentre la solution aqueuse sous pression réduite.
On ajoute au résidu sirupeux de l'al cool méthylique ou un autre alcool approprié, soit seul, soit en combinaison avec un autre solvant approprié, puis on enlève le liquide volatil sous pression réduite. Cette procédure enlève simultanément l'eau et les produits d'estérification et elle est répétée deux fois ou plus jusqu'à ce que le sirop soit anhydre.
La solution aqueuse sirupeuse peut aussi être traitée d'une manière continue avec des vapeurs appropriées jusqu'à ce que toute l'eau ait été enlevée, tout sel inorganique pré cipité pendant le procédé étant enlevé par filtration.
Process for preparing 2-keto-levo-gnlonic acid. The subject of the present invention is a process for preparing 2-keto-levogulonic acid which, as is known, is an intermediate product for the manufacture of levo-ascorbic acid.
The process of the invention is characterized in that the levosorbose is subjected to oxidation by heating it with aqueous nitric acid and in that the reaction is stopped when the oxidation has reached the level of. point wanted.
Nitric acid can be added to the reaction mixture or produced in this mixture, for example by adding substances which give this acid, such as a nitrate (for example barium nitrate) and a suitable acid (for example (deduced sulfuric acid).
If desired, a suitable oxidation catalyst can be present. Control of oxidation is important; the duration of the oxidation will vary depending on the amount and strength of the acid employed, as well as the temperature at which the oxidation is carried out and the different catalysts used.
At the desired time, the oxidation reaction is stopped, for example by rapid cooling, dilution if necessary and neutralization with a weak alkali metal, for example with barium carbonate.
The heating is preferably carried out in a water bath, so that the factors to be considered are the strength of the acid and the duration of the heating. The concentration of the acid should not be too high so that the oxidation of the levosorbose is not carried too far or the oxidation process too difficult to control. Accordingly, it is better to have. such dilution of the acid that the desired degree of oxidation is obtained within a few minutes.
The 2-keto-gulonic acid produced by the oxidation, after having been completely purified, can be esterified and its ester isolated from the esterification mixture, after concentration if necessary. This product, as well as also the syrupy mother liquors, can then be used to be transformed into levo-ascorbic acid or else the esterification mixture can be used without isolating the ester therefrom.
Conversion to levo-ascorbic acid can be carried out (see Ohle, Zeitschrift für Angewandte Chemie 1933, 46, 399 and Maurer und Schiedt, Ber.
1933, 66, 1054) by treating an alcoholic solution of the esterification product or esterification mixture with an enolizing agent, for example an alkaline alkoxide such as sodium methoxide and by boiling the mixture and acidifying with alcoholic hydrochloric acid. The reaction product is then purified.
The following example illustrates the process of the invention: Example. Levosorbitol is converted to levosorbose (with a yield of 60-65%) by the action of B-xylinum as described by Bertrand (Comp. Rend. 1904, 139, 985). The crystallized 1-sorbose (5 g) is dissolved in 10 cm 2 of water, heated to 90-95 ° C. in a water bath and added with 10 cm 3 of nitric acid (density 1.4).
The mixture is heated in a water bath for 4 minutes and cooled rapidly by pouring it into 40 cm 3 of ice water, then the solution is neutralized with a weak basic substance, such as barium carbonate. The solution is clarified by filtering or centrifuging it, and concentrating it under reduced pressure until a loose syrup is obtained. Any inorganic salt which precipitates during concentration is removed by filtration, then the syrup is poured into a large amount of methyl alcohol or another suitable solvent.
It precipitates levogulonate which is separated, for example by filtration, or by centrifugation. (The precipitate can be further washed in methyl alcohol or other suitable solvent and again separated from the liquid by filtration or centrifugation.) The levogulonate is then dissolved in water and any insoluble material is removed from the liquid. the solution obtained.
(This aqueous saline solution can be further purified by concentration under reduced pressure, filtration, precipitation in methyl alcohol or other suitable solvent, separation of the precipitate by filtration or by centrifugation, extraction with water and removal of the precipitate. insoluble matter.) Organic acid is completely liberated by acidification of saline solution with sulfuric acid.
After removing the insoluble salt by appropriate means, such as for example by centrifugation, the aqueous solution is concentrated under reduced pressure.
Methyl alcohol or another suitable alcohol is added to the syrupy residue, either alone or in combination with another suitable solvent, and the volatile liquid is removed under reduced pressure. This procedure simultaneously removes water and esterification products and is repeated two or more times until the syrup is anhydrous.
The syrupy aqueous solution can also be treated continuously with suitable vapors until all the water has been removed, any inorganic salt precipitated during the process being removed by filtration.