Verfahren zur Herstellung von Aseorbinsäure. Es ist bekannt, 2-Keto-l-gulonsäure oder Verbindungen, welche durch Einwirkung von Säuren 2-Keto-1-gulonsäure liefern - wie Ester -, in saurem Medium in Ascorbin säure überzuführen.
Diese Reaktion erfolgt bei Temperaturen von ungefähr 60<B>9</B> C an mit schnell zunehmender Geschwindigkeit, wobei eine Grenze dadurch gesetzt wird, da.ss Ascorbinsäure eine längere Erhitzung schlecht verträgt. Bei dem bekannten Verfahren wird denn auch vorgeschlagen, bei der technischen Durchführung der Reaktion in saurer Lösung die Behandlung nach Umwandlung eines Teils der 2-Keto-l-gulonsäure zu unterbre chen und die gebildete Ascorbinsäure abzu trennen, um sie gegen Zerlegung zu schützen, und mit der zurückgewonnenen 2-Keto-1- @fi,ulonsäure dasselbe Verfahren zu wieder holen.
In der britischen Palentsehrift Nr. 428815 wird noch mitgeteilt, dass die Reaktion am besten bei einem pH zwischen 3,4 und 0,8 durchgeführt werden kann.
Fernerhin ist es bekannt, 2'-Keto-l-gulon- säure oder deren Ester mit anorganischen oder organischen Basen und darauf, zur Frei machung der 1-Ascorbinsäure, mit .Säuren zu behandeln. Soweit hierbei von Estern ausge gangen wird, ,setzt man möglichst genau pro Mol Ester 1 Mol Alkali zu und arbeitet vor zugsweise in wasserfreien Lösungsmitteln.
Überraschenderweise hat sich nun heraus gestellt, dass Ester der Ketogulonsäure mit hoher Ausbeute in kurzer Zeit in Ascorbin säure übergeführt werden können, wenn man sie mit Wasser zusammenbringt und dafür Sorge trägt, dass während der Reaktion das PH des Reaktionsmediums auf einem Wert zwischen 6 und 8, vorzugsweise auf ca.7, bleibt. Unter diesen Umständen erf olgt bereits bei gewöhnlicher Temperatur eine Umwand lung dos Esters in Ascorbinsäure; vorzugs- \"; eise wählt man jedoch eine höhere Tempe ratur, um die Reaktionsdauer abzukürzen.
Die betreffende Reaktion tritt lediglich bei den Estern und nicht bei der freien Keto- L,:ttloitsäure selber auf.
Um die Umwandlung zu bewirken. kann man Pufferstoffe zusetzen oder aber während gier Reaktion durch Zusetzung alkalisch reagierender Stoffe dafür Sorge tragen, dass < las PH auf dem erwünschten Wert bleibt. Es ist dabei vorteilhaft, die Hinzufügung alka lischer Stoffe derart gleichmässig durchzu führen, dass vermieden wird, dass örtlich ein zu hohes pll besteht. Letzteres verursacht die Bildung von Ketogulonsäure, welche bei einem pll von ca. 7 praktisch nicht verändert wird.
Um das PH auf dem genannten Wert zu halten, kann man auch mit Vorteil Salze von solchen Säuren benützen, welche in freiem Zustande wasserunlöslich sind. So kann man z. B. die Reaktion herbeiführen durch Zu satz einer Seifenlösung, wobei während der Reaktion die freie Fettsäure sich in unlös licher Form abtrennt.
Bei einem pll von 7,0 wird der lIethyl- (@ster der 2-Keto-l-gttlollsäure bei einer Tem peratur von 37 C in fünf Stunden tnit, einer 40% igen Ausbeute in Ascorbinsäure über geführt. während nach 20 Stunden eine 6t)7 ö ige Ausbeute erhalten wird. Man kann ,jedoch auch erheblich höhere Temperaturen anwenden, da in dem betreffenden Medium die Ascorbinsäure verhältnismässig stabil ist.
so dass sogar Temperaturen von l40 und darüber keine Schwierigkeiten machen. So wurde hei einer Temperatur von 140 C und einem PH von 7,0 nach 1. Minute eine 80 % igt Ausbeute an Aseorbinsäure erhalten. Bei Er hitzung lediglich mit Wasser (vgl. das Schweiz.
Patent 1'r. 233688<B>)</B> betrug die Aus heute nach 1 Minute unter denselben Ver hältnissen nur -)%. während bei einem pll von 3 bez-,v. 4 naeh 1 Minute Ausbeuten von 3 bezw. 12 % erhalten wurden.
Für die praktische Anwendung sind Tem peraturen zwischen 8'0 und l20 C am besten geeignet, während ausserdem unter diesen Umständen die Beständigkeit der Ascorbin- säure .sehr gross ist, so dass@ bei längerer Er hitzung die Ausbeute nur unbedeutend zurückgeht. Wählt man niedrigere Tempera turen, so erfolgt die Reaktion langsamer, aber man hat ebenfalls den Vorteil, dass prak- iis < :h keine Zerlegung gebildeter Ascorbin säure eintritt.
Auch kann man unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens Nahrungs mittel dadurch vitaminisieren, dass man sie auf ein pH von 6-8 puffert und dann Keto- gulon Säureester zusetzt. Weiter kann man Vitamin C enthaltende Einspritzflüssigkeiten vorteilhaft in der Weise herstellen, dass man vor dem Sterilisieren in die betreffende Flüs- :Sigkeit einen Ester der 2-Keto-l-gulonsäure löst und das PH zwischen 6 und 8 hält.
Fernerhin ist es besonders' vorteilhaft, derartige Ester zu benützen, in denen die veresternde Komponente die puffernde Wir kung fördert oder zustande bringt. So kann man z. B. Ester von Ketogulonsäure mit Aminophenolen benützen.
Die Ascorbinsäure ist für therapeutische Zwecke verwendbar.
<I>Beispiel 1:</I> Eine 4%ige wässrige Lösung des Methyl- esters der 2-Keto-l-,,-ulonsäure wird auf ein pq von 7,0, mit Hilfe eines Zitronensäure- Phosphat-Puffers, gepuffert. Darauf wird die Lösung auf 140 C erwärmt. Nach 2 Minuten wird eine 84 %ige Ausbeute an Ascorbinsäure erhalten.
Derselbe Versuch ergab nach 2 Minuten bei andern pll-Werten die untenstehenden Er gebnisse
EMI0002.0086
PH <SEP> Umsetzung <SEP> nach <SEP> 2 <SEP> Minuten:
<tb> 5 <SEP> <B>6,5%</B>
<tb> 4 <SEP> <B>27%</B>
<tb> 3 <SEP> 4% <I>Beispiel 2:</I> Eine 4%ige wässrige Lösung des Methyl- esters der \3-Keto-l-gulonsäure wird auf ein pll von ca. 7,0 gepuffert und auf 60 C er wärmt.
Nach 30 Minuten wurde eine Aus beute an Ascorbinsäure von 61/'o und nach 60 Minuten von 71 % erhalten. <I>Beispiel 3:</I> Eine auf ein pH = 7,0 gepufferte 4%ige wässrige Lösung des MethylesteTs der Keto- gulonsäure wurde 5 Minuten auf 100 C er- ivärmt. Die Ausbeute an Ascorbinsäure be trug<B>89</B>% der Theorie.
Bei einem pH = 9 betrug nach 5 Minuten die Umsetzung nur 61 % .
<I>Beispiel</I> Mehrere 0,5 %ige wässrige Lösungen des Methylesters der Ketogülonsäure wurden bei verschiedenen pH-Werten während 5 Stunden auf 37 C erwärmt.
Das Ergebnis war wie folgt:
EMI0003.0017
hlr <SEP> Umsetzung <SEP> in <SEP> % <SEP> der <SEP> Theorie
<tb> 5 <SEP> 4
<tb> 6 <SEP> 14
<tb> 7 <SEP> 58
<tb> <B>7,5</B> <SEP> 62
<tb> 8,4 <SEP> 34
<tb> 9 <SEP> 30 <I>Beispiel 5:</I> Eine 10%ige wässrigeLösung des Methyl- esters der 2-Keto-l-gulonsäure wird auf ein PH = 7,0 gebracht und auf 70 C erwärmt, wobei man durch Zusatz einer Seifenlösung (Indikator Bromthymolblau) dafür sorgt; dass das pH konstant bleibt. Nach 15 Minu ten wurde eine 82 %ige Ausbeute an Ascor binsäure erhalten.
<I>Beispiel 6:</I> Eine 50%ige Lösung des Methylesters der Ketogulonsäure wird auf ein pA = 7 ge bracht und unter Durchleitung von Stick stoff auf 60 C erwärmt. Während der dabei eintretenden Umsetzung wird durch Zutrop- fen von r/_9-Normal-NaOH-Lösung das p$ konstant gehalten. In dieser Weise wird eine Ausbeute an Ascorbinsäure erhalten, welche 78 % der Theorie beträgt. Bei Anwendung verdünnter Lauge kann der Ertrag noch da durch gesteigert werden, dass dabei an be stimmten Stellenauftretende zu hohe Lauge konzentrationen besser vermieden werden.
In dieser Weise kommt man zu Ausbeuten von mehr als 90 %.