CS272741B1 - Method of 2, 3 to 4, 6-diisopropylidene-2-keto-l-gulonic acid preparation - Google Patents

Description

4. CS 272 741 Β1

Vynález es týká eposobu oxidácis 2?3s4/6-diizopropylidón-L-sorbézy na 2/3:4/6--diizopropylidón-2-ksto-L-gulónovú kyselinu v přítomnosti katalyzátorov, 2/3:4J6-diizopropylídén«L-sorboza (OAS) je medziproduktom pri výroba kyseliny as-korbovej Reichsteinovou syntézou* Oxidáciu OAS na 2/3:4/6-diizopropylidén-2-keto-L.-gu-lónovú kyselinu (DKG) možno uskutočni“ v podstatě tromi poatupmia to oxidáciou chlor-nanem sodným/ brbmnanom sodným? alebo oxidáciou vzduchom/ alebo kyalíkom za katalýzy ko=>vov podskupiny platiny. Z ekologického hladieka je najvýhodnejšia priama oxidáciaOAS na DKG vzduchom/ alebo plynom obeahujúcim kyslík. Nevýhoda chlornanovóhoi reap*brómnanového eposobu oxidácie spočívá vo vzniku velkého množstva odpadných soli.

Pri oxidácii DaS na DKG katalyzcvanej kovmi podskupiny platiny Pt sa kov používávo forma kovověj černe/ ako katalyzátor Adamaovho typu (Tetraheron 9/ 67 (1960))? ale-bo noaičového typu (Dap.pat. 76/ 113 376? Belg. pat. 851 804). Najčastejšie aa používáplatina alebo paládium a ako nosič aktivně uhlie. Katalyzátor sa připravuje tak? že so-li kovu? naadsorbované na nosiči sa redukujú formaIdehydom v alkalickom prostředí* Zdalších redukčných činidiel je vhodný vodík? hydrid bóru? hydrazin alebo mravčan v al- ’kalickom prostředí.

Podlá doteraz známých postupov aa pri přípravě aldžnových kyselin katalytickouoxidáciou postupuje tak? že cez vodný roztok cukru o pH-vyššom ako 7/5 sa v přítomnos-ti katalyzátore typu Pt/C alebo Pd/C prebubláva kyslík alebo vzduch.

Dosiahnu sa sice vysoké výtažky ale použité katalyzátory sa rýchlo dezaktivujú a kata-lyzátor sa musí praktickyxpo každéj šarži regenerovat alebo aspoň zčásti nahradit, novým.Na priebsh reakcie vplýva tiež koncentrácia kyslika v reakčnom plyne/ počiatočná kon-centrácia použivanej zásady a DAS a čistota OAs. Počiatočná koncentrácia peuživanejzásady a DAs> sa musí volit taká? aby pri reakčnej teploto nedochádz&lo k vysoXovaniutýchto látok na povrchu katalyzátore a tým aj k jeho čiastočnej dezaktivácii. Kyslíkprivádzaný do reakčnej zmesi? nesmis byť vo veífcom přebytku voči dmo/ protože nevratnédezaktivuje katalyzátor (NSR pat. 2 123 621), Doležitým faktorem z hXadiska dezaktiváciekatalyzátore je aj čistota OAS? ktorá móže obsahovat sírne a dusíkaté látky z predchád-zajúcich reakčných stupňov syntézy (čs. pat. 225491).

Uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje sposob přípravy 2/3:4/6-diizopro-pyiidén-2-keto-L-gulonovej kyseliny oxidáciou 2/3:4/6-diízopropylidén-L-sorbozy mole-kulovým kyslíkem pri teplota 80 až 135 °C a parciálnom tlaku kyslika 2 až 100 kPa zapřítomnosti katalyzátore/ kterého podstatou je/ že reakcia sa uskutečňuje vo vodnoal-kalickom prostředí o pH vyššom ako 7/5 v přítomnosti katalyzátorov typu Pd/C s obsahámPd 1 až 20 % hmot·/ aktivovaných zlúčeninami Co alebo Mn/ používanými v mólovom pomere0/2:1 až 1*1 voči Pd/ připadne v kombinácii so zlúčeninami Cd/ používanými v mólovompomere 0/1*1 až 0/2:1 voči Pd. Oosiahne sa tým výrazné zvýšenie aktivity a životnostikatalyzátore/ vysušený uskladněný katalyzátor sa nedezaktivizuje vzdušným kyslíkom audrží si povodná aktivitu aj pri viacnásobnom použiti. Katalyzátory sa použivejú v množ-stva/ odpovadajúcom 0/2 až 1 % hmot. Pd voči DAS? s výhodou 0/3 až 0/6 % hmot. Pri pří-prava katalyzátorov sa postupuje tak/ že k vyredukovanému katalyzátoru Pd/C sa přidávodný roztok příslušných soli (dusičnanov/ siranov/ chloridov) okyslený kyselinou octo-vou a vo vodnoalkalickom prostředí nerozpustné zlúčsniny Co/ Mn/ rssp. Cd sa vyzráža-jú ne povrchu katalyzátore póaobením vodných roztokov hydroxidu a/alebo uhličitanusodného a/alebo draselného do pH 12.

Vynález je bližšis objasněný na uvedených příkladech. Příklad 1

Oxidácia 2/3:4/6-diizopropylidén-L-sorbózy na 2/3:4/6-diizopropylidén-2-keto-L--gulónovú kyselinu vzduchom sa uskutočnila v-260 cm3 miešanom reaktore z titánovaj oce-le. Reakčná zmes sa miešala vrtulovým miešadlom s 2000 ot.mín"^. Reaktor sa zohrieval

I CS 272 741 B1 priklopovýrai elektrickými blokmi a teplota reakčnej zmesi sa snímala platinovým odporo-vým čidlem vloženým v termojimke v reakčnej nádobě a regulovala tranzistorovým regulá-tórom TRS 12» rlak v reaktore sa kontroloval tlakomerom a prietok oxidačného plynu ka-librovaným rotamotrom. Vzduch sa do reakčnej zmesi privádzal kapilárou eiahajúcou na dnoreaktora*

Do reaktora sa navážilo 15 g DAS čistenej přídavkem Colorexu K, s měrným povrchom i? "1 1265 m g (Cs. pat. 225 4S1); l,s g čerstvo připraveného katalyzátore Pd-Co-Cd/C; ob-aahujúceho 4,86 % hmot. Pd, 1,96 % hmot. Co a 0,7 % hmot. Cd; 150 cm3 deionizovanej vo-dy a 3;02 g NaOH. Po natlakovani reaktora vzduchom na 0,35 MPa a nastavení prietoku vzdu· ♦S 4 _ chu na 20 cm miri sa reakčná zmes vyhnala na teplotu 130 °C a intenzívně miašala. Prie-beh reakcie sa kontroloval v pravidelných intervaloch analýzou obsahu kyslíka v odplyne.Po zastaveni spotřeby kyslíka sa reakcia ukončila.

Obsah 2;3:4;6-diizopropylidén-2-keto-L-gulonovej kyseliny a nezreagovanej 2^3:4;6--diizopropylidán-L-sorbózy sa analyzoval plynovou chromatografióď po ich převedeni naprchavejsie raetyldoriváty diazometánom. Pracovalo sa metodou vnútorného Standardu. Re-akčný produkt získaný za uvedených podmienok obsahoval po 5,'5 h oxidácie 99.9 % hmot. 2,"384,6-diizopropylidén-2-kato-L-gulénovej kyseliny. Přiklad 2 3

Do reaktora, poplsaného v přiklade 1, sa navážilo 15 g Čistenej DaS, 150 cm deio-nizovanej vody," 3;02 g NaOH a 1;5 g katalyzátore Pd-Co-Cd/C vyionizovaného z pokusu vpříklade 1* Z reakčných podmienok rovnakých ako v přiklade 1 sa po 5,5 h získal reakčnýprodukt; obsahujúci 99 ;8 % hmot. 2;3:4;6»diizopropylidén»2-keto-L-gulónovej kyseliny pri100 % konverzi! 2;3s4,6-diizopropylidén-L-sorbózy (OAS). Příklad 3

Pracovný postup; použité množstvá reakčných zložiek a podmianky boli rovnaké ako vpřiklade 1 a 2 3 tým rozdielom, že oxidácia ea katalyzovala 1,'5 Pd-Co-Cd/C katalyzátore,izolovaného filtráciou z pokusu popisané v příklade 2. Prl 100 % konverzi! 2;3t4,6-dll-zopropylidén-L-sorbózy (DAS) obsahov reakčný produk 99,‘7 % hmot. 2;3:4,6-diizopropyli-dén-2-keto-L-gulSnovej kyseliny. Přiklad 4 3

Do reaktora sa navážilo 15 g čistenej OAS, 150 cm deionizovanej vody; 3;02 g NaOHa 1,’5 g vysušeného katalyzátore Pd-Co-Cd/C; oosahujúceho 4,‘86 % hmot. Pd; 1,96 % hmot.

Co a 0;7 % hmot. Cd, uskladněného 2 mesiace za přístupu vzduchu. Při rovnakom pracovnompostupe a reakčných podmlenkach ako v příklade 1 obsahoval reakčný produkt 99;9 % hmot.2;3:4;6-diizopropylidén-2-keto-L-gulónovej kyseliny. Příklad 5 3

Do reaktora sa navážilo 15 g čistenej DAS,’ 150 cm deionizovanej vody/ 3;02 g NaOHa 1,T5 g vysušeného katalyzátore Pd-Co-Cd/C,' obeahujúceho 3,'5 % hmot.iPd; 1;1 % hmot. Coa 0,4 % hmot. Cd,' uskladněného 1 mesiac za přístupu vzduchu. Při rovnakom pracovnompostupe a reakčných podmienkach ako v přiklade 1 obsahoval reakčný produkt 99,’7 % hmot.2;3Í4;6-diizopropylidén-2-ksto-L-guiónovej kyseliny pri 100 % konverzi! DAS. Přiklad 6

Pracovný postup; použité množstvá reakčných zložiek a podmienky boli rovnaké ako vpřiklade 1 e tým rozdielom, že oxidácia bola katalyzovaná 1,5 g vysušeného katalyzátoraPd-Mn-Cd/C s obsahem 4,;86 % hmot, Pd, 1,96 % hmot. Mn a 0,7 % hmot. Cd; uskladněného 2 me

Claims (2)

1. V 3 CS 272 741 B1 siace za přístupu vzduchu· Reakčný produkt při konverzi! OaS 100 %, obsahoval 99/7 %hmot. 2/3:4/6-diizopropylidén-2-keto-L-gulónovaj kyseliny· Přiklad 7 Pracovný postup/ použité množstvá reakčných zložiek a podmienky rovnaké ako v při-klade 1 8 tým rozdielom/ že reakcia bola katalyžovaná 1,5 g čerstvo připraveného kataly-zátore Pd/C a obsahom Pd 5 % hnot· Po 6 h reakcie obsahoval reakčný produkt 94,4 % hmot·2,3:4/6-diizopropylidén-2-keto-L-gulónovej kyseliny a 3/5 % hmot. nezreagovanej OAS. Přiklad 8 Pracovný postup,* použité množstvá reakčných zložiek a podmienky rovnaké ako v při-klade 1 e tým rozdielom/ že reakcia sa katalyzovala 1/5 g vysušeného katalyzátora Pd/C sobsahom 5 % hmot· Pd/ uskladněného 1 týždeň za přístupu vzduchu· Po 7,-5 h reakci! sazískal reakčný produkt obsahujúci 51,8 % hmot· 2/3s4;6rdiizopropylidén-2-kato-L-guló-novej kyseliny a 47/7 % hmot· nezreagovanej OAS. Přiklad 9 Pracovný postup,' použité množstvá reakčných zložiek a podmienky rovnaké ako v při-klade 1 a tým rozdielom/ že reakcia sa katalyzovala 1,5 g vysušeného katalyzátora Pd/Cs obsahom 5 % hmot. Pd,* uskladněného 1 mesiac za přístupu vzduchu· Po 7/5 h reakcii sazískal reakčný produkt obsahujúci len 6/9 % hmot· 2/3:4/6-diizopropylidén-2-keto-l.-guló-novej kyseliny a 92,8 % hmot, nezreagovanej OAS· PRt-DMET V- Y NÁLEZU

   1. Sposob přípravy 2/3:4/6-diizopropylidén-z-keto-L-gulonovej kyseliny oxidáciou2/3:4/6-diizopropylidén-L-sorbózy molekulovým kyslíkem pri teplota 80 až 135 °C a par-ciálnom tlaku kyslika 2 až 100- kPa za přítomnosti katalyzátore, vyznačujúci sa tým, žereakcia sa uskutečňuje ve vodnoalkalickom prostredi a pH vyššom ako 7/5 v přítomnostiheterogénneho katalyzátora na báze paládia naneseného na aktivnom uhlí s obsahom palá-dia 1 až 20 % hmot· vztiahnuté na hmotnost nosiče v množstvo 0/2 až 1 % hmot· paládiavztiahnuté na hmotnost 2;3:4/6-diIzopropyiidón-L-8orbózy, aktivovaného zlúčoninami ko-baltu alebo mangánu v narozpustnej formě vo vodnoalkalickom prostředí v molovom pornarak paládiu 0/2 až 1:1.
2. 2. Sposob přípravy podlá bodu 1/ vyznačujúci sa tým, že katalyzátor sa Sálej akti-vuje zlúčeninami kadmia v molovom pomere k paládiu 0/1 až 0/2:1.