CS275890B6 - Sposob přípravy L-ribózy - Google Patents

Description

Vynález sa týká spósobu přípravy L-ribózy.

L-ribóza nachádza použitie nielen pri syntéze vyšších biologicky aktívnych sacharidov ale aj v medicínskéj praxi. V dósledku praktického použitia sa přípravě L-ribózy venuje zvýšená pozornost’.

L-Ribóza sa doteraz připravovala z L-arabinózy cez medziprodukty 2,3,4-tri-o-acetyl-Uarabinozylbromid—> 3,4-di-o-acetyl-L-arabinol—»L-arabinol (W.C.Austin, F.L.Humoller: J.Am.Chem.Soc. 56, 1152 (1952), 66, 1152 (1964); F.L.Humoller: Methods in Carbohydrate Chemistry Vol. I, 83-87 (1962)). V.Bilik,. J.Čaplovič připravili L-ribózu zo zmesi L-arabinózy, L-ribózy v pomere 2:1 chromatografiou na katexe v bárnatej forme (čs. autorské osvedčenie 149472).

Uvedené metody přípravy L-ribózy mali nedostatky v tom, že výťažok medziproduktov syntézy bol nízký, dochádzalo k zamorovaniu prostredia,zariadenie na výrobu a odstránenie škodlivin bolo nákladné a konečné produkty nedosahovali požadované čistotu.

Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje sposop přípravy L-ribózy podlá vynálezu tak, že sa použije ako východzia surovina L-arabinóza, ktorá sa vyrába z odpadných repných rezkov (V.libeňský čs. autorské osvedčenie 129 664). Je známe, že keď sa vodný roztok L-arabinózy podrobí zahrievaniu za přítomnosti molybdenanových ionov dochádza k epimerizácii na L-ribózu (V.Sílik: Chem. Zvěsti 26, 372 (1972); E.L.Clark Jr., M.L.Hayes, R.Barker: Carbohydr. Res., 153, 263 (1986)). V tomto případe dochádza i ku vzniku L-xylózy a L-lyxózy. Následkem čoho je velmi obtiažne z tejto zmesi separovat’ čisté L-ribózu. Úprava reakčných podmienok mala za následek zníženie výtažku konečného produktu. Autoři tohto vynálezu skémali možnost’ transformácie vodného roztoku L-arabinózy na ktorý sa pfisobilo molybde'nanovými iónmi za tepla a dospěli k tomuto vynálezu, keď zistili lepšie zéžitkovanie východzej látky a delenie L-ribózy z reakčnej zmesi kombinovanou metodou, pomocou aromatického aminu ako aj pomocou ionomeniča, ktorý bol uvedený do cyklu s kovom. Dospěli k zisteniu, že sa přednostně vytvára kryštalický N-fenyl-L-ribozylamín a že pentózová zmes dává ostré eluačné zóny, ktoré svedčia o dohřej vzájomnej separácii. _

Tento vynález v podstatnej miere odstraňuje uvedené nevýhody přípravy L-ribózy, spočívajéci v tom, že sa 15 až 25 % vodný roztok L-arabinózy s výhodou 20 % roztoku uvedie do styku s ionomeničom s funkčnými kvartérnymi skupinami benzyltrimetyl amóniovými, ktorý sa modifikuje molybdenanovými iónmi pri teplote 90 až 100 °C, s výhodou 95 °C po dobu 4 až 6 h, s výhodou 5 h. Zo vzniknutej zmesi L-ribózy, L-arabinózy, L-lyxozy, L-xylózy pomocou aromatického aminu, s výhodou anilínu, sa připraví kryštalický N-fenyl-L-ríbozylamín, z ktorého sa L-ribóza uvolní hydrolýzou vodnou parou. Hydrolýza N-fenyl-L-ribozylamínu vodnou parou má výhodu v tom, že nevznikajé inkrusty, nie sé potřebné ďalšie ékony ako neutralizácia, premývanie, zahusťovanie ako pri hydrolýze kyselinami, čo sa prejaví vo váčšom výtažku a kvalitě konečného produktu. Matečný léh, ktorý obsahuje L-ribózu, L-arabinózu, L-lyxózu, L-xylózu sa chromatograficky selektívne dělí na koloně s ionomeničom s funkčnými sulfoskupinami, ktorý bol modifikovaný jedno, dvoj alebo troj valentným kovom, s výhodou striebra za použitia 40 až 60 % vodného roztoku etanolu, s výhodou 50 % vodného roztoku etanolu.

Navrhovaný spósob přípravy L-ribózy oproti doterajším spósobom přípravy je účinnější a hospodárnější. Zariadenie je dostupné, technologické operácie sé jednoduchšie, nenáročné na energiu. Nezreagovaná východzia L-arabinóza sa móže v celom množstve použit do ďalšej reakcii ako aj ionomenič po jednoduchej aktivácii. Tým sa podstatné zvýši výtažnost L-ribózy a séčasne sa získajé ďalšie krystalické vzácné sacharidy L-lyxóza a L-xylóza o vysokej čistotě.

Příklad 1

L-Arabinóza (10 kg) sa rozpustí vo vodě (40 1) přidá térnymi benzyltrimetyl amóniovými skupinami s naviazanými a mieša v reaktore pri teplote 95 °C po dobu 5 h. Reakčná sa ionomenič s funkčnými kvarmolybde^nanovými iónmi (1 kg) zmes sa filtráciou oddělí od

CS 275890 B 6 2 ionomeniča, odfarbí prídavkom aktívneho uhlia (0,2 kg) a zahustí na odparka pri tlaku 100 kPa a teplota 40 °C na sirup (11,8 kg) a krystalizuje z etanolu (35,5 1). Vykrystalizovaná L-arabinóza (5,8 kg) sa vrátí spát’ do reakcie a postupuje sa vyššie uvedeným spfisobom. Táto reakcia sa opakuje celkove 3 krát. Roztoky po odkryštalizovaní L-arabinózy sa odsolia na ionomeniči s funkčnými kvartérnymi skupinami benzyltrimetylamóniovými v acetátovej formě na kolóne o dlžkb 200 cm a priemere 10 cm, tak, aby odsolený roztok nepřevyšoval vodivost’ 70 /US a zahustí na sirup (9 kg).

K zmesi L-ribózy, L-arabinózy, L-lyxózy, L-xylózy (9 kg) sa přidá voda (29 1), anilín (4,7 1), etanol (8,6 1), kyselina octová (0,02 1). Mieša sa pri teplote 5 °C 1 h. Postupné začne krystalizovat’ N-fenyl-L-ribozylamín. Po 24 h sa odfiltruje na nuči a premyje vodou (50 1).

Vlhký N-fenyl-L-ribozylamín (26 kg) sa rozmieša vo vodě (150 1) a rozkládá v destilačnom zariadení vodnou parou 1 h. Roztok sa zbaví anilínu odfarbí “prídavkom aktívneho uhlia (0,4 kg) a filtrát odsolí na kolonách s ionomeničom s funkčnými sulfoskupinami v hydrogénovej forme a ionomeničom s funkčnými kvartérnymi benzyltrimetylamóniovými skupinami v acetátovej formě s dlžkou 200 cm a priemerom 10 cm. Roztok sa zahustí na odparke při tlaku 100 kPa a teplote 40 °C na sirup a lyofilizuje (7,2 kg). Lyofilizát sa rozpustí v etanole (14,5 1) vykrystalizuje L-ribóza (3,7 kg). Opakovanou kryštalizáciou sa získá ďalšia L-ribóza (1,7 kg). L-Ribóza mala optické otáčavosť /cC/^+ 20° (c = 2 voda), teplotu topenia 83 °C.

Roztok po odstranění N-fenyl-L-ribozylamínu (50 1) sa rozkládá v destilačnom zariadení vodnou parou 1 h. Po odstranění anilínu sa roztok přečistí už vyššie uvedeným spůsobom. Zmes L-ribózy, L-arabinózy, L-lyxózy, L-xylózy (0,8 kg) sa rozpustí v 50 % vodnom roztoku etanolu (0,8 1) a nanesie na kolonu naplněnu ionomeničom s funkčnými sulfoskupinami v striebornej forme (Dowex 50 WX 8 o zrnitosti 0,07 až 0,13 mm) a dlžkou kolony 2 m a priemere 0,12 m. Ako eluačné činidlo sa použije 50¾ vodný roztok etanolu. Pomocou zberača frakcií pri prietoku 40 ml . h ¹ sa jednotlivé frakcie analyzujú s kyselinou 3,5-dinitrosalicylovou spektrofotometricky při 575 nm, ako aj vzestupnou chromatografiou na papieri . (Whatman No 1) v sústave octan etylnatý : pyridin : voda v objemovom pomere 8:2:1 a detegujú alkalickým dusičnanom strieborným.

Frakcia 1 obsahovala L-xylózu (140 g), frakcia 2 obsahovala L-lyxózu (75 g), frakcia 3 obsahovala L-arabinózu (238 g), frakcia 4 obsahovala L-ribózu (215 g). Frakcie sa jednotlivo zahustili na odparke pri tlaku 100 kPa a teplote 40 °C na sirup, přečistili prídavkom aktívneho uhlia (50 g) a krystalizovali z etanolu.

L-Xylóza mala optické otáčavosť /oú- 20° (c = 2 voda), teplotu topenia 149 °C a získala sa v 21 % výtažku.

L-Lyxóza mala optické otáčavosť ⁺ 13° (c = 2 voda), teplotu topenia 104 °C a získala sa v 11 % výtažku.

L-Arabinóza mala optické otáčavosť I <£ + 1,04° (c = 2 voda), teplotu topenia 163 °C a získala sa v 36 % výtažku. . ,

L-Ribóza mala optické otáčavosť /οί/θθ + 20° (c = 2 voda), teplotu topenia 82 °C a získala sa v 32 ¾ výtažku.

L-Ribóza má použitie v chémii, biochemii sacharidov, génovom inžinierstve a medicine.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spósob přípravy L-ribózy, vyznačujúci sa týni, že sa 15 až 25¾ vodný roztok L-arabinózy uvedie do styku s iononieničom s funkčnýnii kvartérnymi benzyltrimetylamoniovými skupinami s naviazanými molybdénanovými ionmi pri teplote 90 až 100 °C po dobu 4 až 6 hodin vniknutá zmes L-ribózy, L-arabinózy, L-lyxózy, L-xylózy sa uvedie do styku s aromatickým amínom pričom vznikne krystalický N-fenyl-L-ribozylamín, z ktorého sa L-ribóza uvolní hydrolýzou vodnou parou.
2. 2. Spósob podTa bodu 1, vyznačujúci Sa tým, že sa 20¾ vodný roztok L-arabinózy uvedie do styku s iononieničom s funkčnýnii kvartérnymi benzyltrimetylamóniovýnii skupinami s naviazanými molybdénanovými iónmi při teplote 95 °C po dobu 5 hodin.
3. 3. Spósob podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že aromatickým amínom je anilín.
4. 4. Spósob podl’a bodu 1, vyznačujúci sa tým, že sa matečný lúh obsahujúci L-ribózu, L-arabinózu, L-lyxózu,'L-xylózu chromatograficky selektívne dělí na koloně s iononieničom s funkčnýnii sulfoskupinami, ktorý bol modifikovaný jedno, dvoj alebo trojvalentným kovom za použitia 40 až 60 ¾ vodného roztoku etanolu. .
5. 5. Spósob podlá bodu 4, vyznačujúci sa tým, že sa selektívne chromatografické delenie uskutečňuje v striebornej forme za použitia 50¾ vodného roztoku etanolu.