DE1239682B

DE1239682B - Verfahren zur Herstellung von 6-O-Ascorbin-saeure- und Isoascorbinsaeuremonooleat

Info

Publication number: DE1239682B
Application number: DEH50743A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Klaeui; Dr Sidney Frank Schaeren; Dr Wolfgang Schlegel
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1962-11-14
Filing date: 1963-11-05
Publication date: 1967-05-03
Also published as: DE1692126A1; ES293498A1; CH418324A; BE639828A; FR1374746A; GB991390A; US3250790A; BR6354480D0

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C 07 c

Deutsche Kl.: 12 ο - 21

H50743IVb/12o
5. November 1963
3. Mai 1967

Die Mono- bzw. Polyveresterung von Ascorbinsäure mit den verschiedenartigsten Carbonsäuren in Gegenwart verschiedener Katalysatoren ist bekannt (vgl. die USA.-Patentschriften 2454747, 2454748, 2454749 und 2408 897, die britischen Patentschriften 579 333, 585 828, 816 245 und 869 458 und die deutschen Patentschriften 701561 und 639 766). Diesem Schrifttum sind außerdem die Löslichkeitseigenschaften dieser Ester zu entnehmen, desgleichen auch die Eignung der Ester als Heilmittel und als Stabilisierungsmittel für Nahrungsmittel. Ergänzend sei dazu auf Journal of the American Chemical Society, Bd. 63, 1941, S. 1279 ff., die USA.-Patentschrift 2159 986 und auf die in den Wissenschaftlichen Veröffentlichungen der Deutschen Gesellschaft für Ernährung, Bd. 14, Ascorbinsäure, 1965, S. 279 bis 291, genannte Literatur hingewiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den 6-O-Monoester der Ascorbinsäure mit Ölsäure herzustellen. Sieht man die vorstehend genannte Literatur auf diese Zielsetzung hin durch, so muß man erkennen, daß keinerlei Voraussage möglich ist, welcher Veresterungskatalysator bei einem bestimmten Veresterungsteilnehmer die gewünschte Monoveresterung in 6-Stellung bewirkt. Die in der deutschen Patentschrift 639 776 beschriebenen Ascorbyloleate sind nämlich Polyester, wie aus der USA.-Patentschrift 2454 749 hervorgeht. Offenbar ist Schwefelsäure besonders gut geeignet, um die 6-O-Alkylester herzustellen; zur Herstellung des Monooleats ist jedoch Schwefelsäure als Veresterungskatalysator nicht geeignet, weil sie bekanntlich mit der Doppelbindung der Ölsäure reagiert.

Es wurde nun überraschenderweise festgestellt, daß ausschließlich die endständige primäre Hydroxylgruppe der Ascorbinsäure verestert wird, wenn man die Umsetzung mit Ölsäure in Gegenwart von Bortrifluorid durchführt. Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Herstellung von 6-O-Ascorbinsäure und Isoascorbinsäuremonooleat, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man Ascorbinsäure oder Isoascorbinsäure an der endständigen primären Hydroxylgruppe mit Ölsäure in Gegenwart von mindestens 3 Mol Bortrifluorid, besonders etwa 3,1 bis 3,5 Mol Bortrifluorid je Mol Ascorbinsäure und vorzugsweise in einem inerten Lösungsmittel, wie halogenierten Kohlenwasserstoffen, besonders Methylenchlorid, bei Raumtemperatur bis 40° C verestert.

Bortrifluorid ist ein an sich bekannter Veresterungskatalysator (vgl. A. V. Topciev, S. V. Zavgorodnij, J. M. Pauskin, Borfluorid und seine Verbindungen als Katalysatoren in der organischen

Verfahren zur Herstellung von 6-O-Ascorbinsäure- und Isoascorbinsäuremonooleat

Anmelder: ·

F. Hoffmann-La Roche & Co., Aktiengesellschaft, Basel (Schweiz)

Vertreter:

Dr. G. Schmitt, Rechtsanwalt, Lörrach (Bad.)

Als Erfinder benannt:

Dr. Heinrich Kläui, Riehen;

Dr. Sidney Frank Schaeren, Bottmingen;

Dr. Wolfgang Schlegel, Riehen (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 14. November 1962 (13 334)

Chemie, 1962 [deutsche Übersetzung von A. Sitte und K. Urban, VEB-Verlag der Wissenschaften, Berlin], S. 248, 252 bis 255 und 257). In der schweizerischen Patentschrift 341506 wird zwar die Verwendung von Bortrifluorid zur Veresterung von Ascorbinsäure mit Aminosäure beschrieben. Daß die Verfahrensendprodukte kerne 6-Monoester sind, kann auf chemischem Wege leicht festgestellt werden und geht außerdem auch aus dem nachveröffentlichten USA.-Patent 3132154 hervor. Auf Grund dieses Standes der Technik konnte nicht erwartet werden, daß gerade Bortrifluorid ein geeigneter Veresterungskatalysator für das Verfahren der Erfindung ist.

Auch aus der Dissertation von Bruno Langhammer, Konstitution und Reaktionsverhalten von Ascorbinsäureestern, Mainz 1955, kann das Verfahren der Erfindung nicht entnommen werden, da Langhammers Aussage, daß 2-Benzoylascorbinsäure bei einem pH-Wert unterhalb 2 beständig ist, während bei einem pH-Wert von 5 eine Wanderung der Benzoylgruppe in die 6-Stellung eintritt, offenbar nicht auf die Veresterung selbst übertragen werden kann oder keine allgemeine Bedeutung hat, denn sie widerspricht der bekannten Methode zur Herstellung von 6-Monoestern in Gegenwart von Schwefelsäure.

Die Veresterung der Ascorbinsäure mit Ölsäure wird zweckmäßig in Gegenwart eines gegen Bortrifluorid inerten Lösungsmittels durchgeführt, vorteil-

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haft eines Kohlenwasserstoffes, wie Xylol, oder eines halogenierten Kohlenwasserstoffes, wie Chloroform oder Methylenchlorid, wobei das zuletzt genannte Lösungsmittel bevorzugt wird. Die Reaktionsdauer richtet sich nach der gewählten Reaktionstemperatur. Während die Umsetzungsdauer bei Raumtemperatur mehrere Stunden beträgt, ist die Umsetzung bei leicht erhöhter Temperatur zwischen 30 und 40° C bereits nach wenigen Stunden ,beendet.

Zur Aufarbeitung, des gewonnenen Monoesters ist es notwendig, die gebildete Ascorbinsäureester-Bortrifluorid-Komplexverbindung zu zerlegen. Dies geschieht durch die Reaktion mit einem Stoff, der nur mit dem Bortrifluorid reagiert, den gebildeten Ascorbinsäureester jedoch unbeeinflußt läßt. Diese Selektivität kann z.B. durch die Basizität und bzw. oder durch die angewendete Menge des gewählten Stoffes erreicht werden. Geeignete Mittel sind.z. B. Wasser, wäßrige Lösungen von Ammoniumsalzen, wie Ammoniumcarbonat, Ammoniumcarbamat, Ammoniumsulf at und Pyridin.

Der Zusatz des die Zerlegung bewirkenden Stoffes kann direkt zur Reaktionsmischung erfolgen; es ist jedoch auch möglich, das im Reaktionsgemisch vorhandene Lösungsmittel vorher abzudampfen und die Zerlegung nach dem Zusatz eines anderen Lösungsmittels durchzuführen, welches bei der nachfolgenden Trennung der Reaktionsprodukte von Vorteil ist. Es ist ferner zweckmäßig, die Zerlegung der Bortrifluoridkomplexverbindung unter Kühlung vorzunehmen.

Die Abtrennung des freigesetzten Esters vom Bortrifluorid erfolgt durch Lösen in einem Lösungsmittel, welches das Bortrifluorid nicht oder nur sehr beschränkt löst. Als geeignete Lösungsmittel haben sich Methyläthylketon, Tetrahydrofuran und Isopropyläther erwiesen. Der in diesem Lösungsmittel gelöste Ester wird nach dem Abtrennen der das Bortrifluorid enthaltenden Schicht durch Abdestillieren des Lösungsmittels gewonnen. Die gegebenenfalls noch vorhandene Fettsäure kann durch Waschen, z. B. mit Petroläther, entfernt werden.

Das Verfahren der Erfindung eignet sich besonders zur Veresterung von Ascorbinsäure mit technisch reiner Ölsäure, welche außer etwa 75% Ölsäure noch Linolsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure und andere gesättigte und ungesättigte höhermolekulare Fettsäuren enthält. Bei der Durchführung des Verfahrens reagieren auch diese als Nebenprodukte vorhandenen Fettsäuren mit der Ascorbinsäure unter Veresterung ihrer endständigen primären Hydroxylgruppe.

Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbare Verbindung besitzt reduzierende Eigenschaften. Bei der Verwendung von !-Ascorbinsäure als Ausgangsstoff hat der Monoester eine dem Gehalt an 1-Ascorbinsäure entsprechende Vitamin-C-Wirkung. Der Ester wirkt oxydationshemmend, so daß er zur Stabilisierung oxydationsempfindlicher Nahrungsoder Futtermittel verwendet werden kann.

Beispiel 1

In ein mit Thermometer, Rührer, Gaseinleitungsrohr und Destillationsaufsatz versehenes Reaktionsgefäß gibt man 52,8 g Ascorbinsäure, 90,0 g Ölsäure und 550 ml Methylenchlorid. Um alle Wasserspuren zu entfernen, destilliert man unter Rühren und vorsichtigem Erhitzen auf 50⁰C 200 ml Methylenchlorid ab. Die Mischung wird auf 20° C abgekühlt und der "Destillationsaufsatz durch einen Rückflußkühler ersetzt. Dann leitet man langsam Bortrifluorid in das Reaktionsgefäß ein, wobei die Menge des Gasstromes so geregelt wird, daß die Temperatur 30° C nicht übersteigt. Nach etwa 5 Stunden ist die Lösung mit Bortrifluorid gesättigt. Die dickflüssige, braungefärbte Mischung läßt man über Nacht stehen. Man kühlt die Mischung auf 5° C und versetzt sie

ίο tropfenweise mit 100 ml 15°/oiger wäßriger Natriumsulf aÜösung und 100 ml 3O°/oiger wäßriger Ammoniumcarbamatlösung und sorgt dafür, daß die Temperatur 25° C nicht übersteigt. Die gebildete dicke Paste wird mit 400 ml Methyläthylalketon versetzt

(man kann das Methyläthylalketon auch gleichzeitig mit der Natriumsulfat- und Ammoniumcarbamatlösung zusetzen). Die erhaltene Reaktionsmischung wird in der Kälte 15 bis 30 Minuten gerührt und dreimal mit je 400 ml Methyläthylketon extrahiert.

Nach gründlichem Waschen des Auszugs mit 15°/oiger wäßriger Natriumsulfatlösung, Trocknen über wasserfreiem Natriumsulfat und Filtrieren erhält man eine gelbgefärbte Lösung, die bei einer 45° C übersteigenden Temperatur bei einem Druck von 12 Torr eingedampft wird. Den Rest des Lösungsmittels entfernt man im Hochvakuum von 0,1 Torr. Man erhält einen schaumigen Rückstand, der mit 500 ml Petroläther (Siedebereich 30 bis 60° C) übersehichtet und über Nacht stehengelassen wird. Die erhaltene. Suspension wird abgenutscht, zweimal mit je 100 ml Petroläther gewaschen und der Filterrückstand im Hochvakuum von 0,1 Torr bei Raumtemperatur getrocknet. Die erhaltene 6-O-Oleoyl-ascorbinsäure ist eine leicht gelbgefärbte, amorphe hygroskopische Verbindung, die sich in Alkohol und Aceton völlig und in Wasser kolloidal löst. Im Dünnschichtenchromatogramm unter Verwendung von Kieselgel als Adsorptionsmittel und einer Mischung aus Toluol, Methanol und Essigsäure im Verhältnis 85 :12,5 :2,5 als Lauf mittel erhält man den R_£-Wert von 0,38. Durch Bestimmung des Kohlenstoff- und Wasserstoffgehaltes und durch Prüfung des Reduktionsverhaltens läßt sich nachweisen, daß ein 6-O-Monooleat entstanden ist.

Beispiel 2

Unter Verwendung von 52,8 g Isoascorbinsäure an Stelle von Ascorbinsäure erhält man nach der Arbeitsweise im Beispiel 1 die 6-O-Oleoylisoascorbinsäure als gelbbraune, amorphe, hygroskopische Verbindung, die sich in Alkohol und Aceton klar und in Wasser kolloidal löst. Im Dünnschichtenchromatogramm erhält man unter Verwendung von Kieselgel als Adsorptionsmittel und einer Mischung aus Toluol, Methanol und Essigsäure im Verhältnis 85:12,5:2,5 als Laufmittel den R_f-Wert von 0,42.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von 6-O-Ascorbinsäure- und Isoascorbinsäuremonooleat, dadurch gekennzeichnet, daß man Ascorbinsäure oder Isoascorbinsäure an der endständigen primären Hydroxylgruppe mit Ölsäure in Gegenwart von mindestens 3 Mol Bortrifluorid, besonders etwa 3,1 bis 3,5MoI Bortrifluorid je Mol Ascorbinsäure und vorzugsweise in einem inerten Lösungsmittel, wie halogenierten

Kohlenwasserstoffen, besonders Methylenchlorid, bei Raumtemperatur bis 40° C verestert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ascorbinsäure mit technisch reiner Ölsäure verestert.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 639 776, 701561; deutsche Auslegeschrift Nr. 1111186; schweizerische Patentschrift Nr. 341506; britische Patentschriften Nr. 579 333, 585 828, 245, 869 458;

USA.-Patentschriften Nr. 2159 986, 2408 897, 454 747, 2 454 748, 2 454 749, 3132154;

Journal of the American Chemical Society, Bd. 63, 1941, S. 1279;

Bulletin de la Societe Chimique de France, Bd. 1962, S. 284.