DE19734086C1 - Verfahren zur Herstellung von L-Ascorbinsäure - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von L- Ascorbinsäure durch Umsetzung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit konzentrier­ ter Mineralsäure bei Temperaturen zwischen 40 und 80°C ohne Zusatz von organischen Lösungsmitteln.

Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von Ascorbinsäure in einem Schritt durch Umsetzung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit einer Säure. In der US 2,185,383 ist die Umsetzung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit konzentrierter Salzsäure und Essigsäure als Lösungsmittel beschrieben. In der japani­ schen ungeprüften Anmeldung 58-177986 ist ein Verfahren zur Herstel­ lung von L-Ascorbinsäure beschrieben, bei dem zuerst eine Lösung von Natrium-2-Keto-L-Gulonsäure in Ethanol und Aceton mit Salzsäure neutra­ lisiert wird. In derjapanischen geprüften Anmeldung 48-15931 wird die Umsetzung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit einer Mineralsäure in einem inerten Lösungsmittel und in Gegenwart einer oberflächenaktiven Sub­ stanz beschrieben. Ebenso wird die Herstellung von L-Ascorbinsäure aus­ gehend von 2-Keto-L-Gulonsäureanhydrid in Gegenwart einer ober­ flächenaktiven Substanz in WO 87/00839 beschrieben. In EP 0 324 261 und in GB 2,205,567 wird die Umsetzung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit ei­ ner Säure in einem Gemisch inerter Lösungsmittel in Gegenwart einer oberflächenaktiven Substanz beschrieben.

Die Umsetzung von 2-Keto-L-gulonsäure mit 36%iger Salzsäure ist in der DE 29 39 052 beschrieben. Hier wird nach einer Reaktion bei 100°C und nach Abdestillieren der Salzsäure die L-Ascorbinsäure in einer Ausbeute von 87% erhalten. Überraschenderweise ergaben Untersuchungen im Rahmen der L-Ascor­ binsäuresynthese, daß hohe Ausbeuten erzielt werden, wenn die Reaktion bei Temperaturen zwischen 40 und 80°, insbesondere zwischen 50 und 70°C, durchgeführt wird.

Als insbesonders bevorzugt hat sich zur Durchführung der Reaktion ein Temperaturbereich von 57 bis 63°C erwiesen.

Das erfindungsgemäße neue Verfahren ermöglicht es, L-Ascorbinsäure durch Lactonisierung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit konzentrierter Mineral­ säure in hohen Ausbeuten zu erhalten, die nicht niedriger liegen, als die in den schon bekannten Verfahren.

Als besonders vorteilhaft erweist sich, daß bei den niedrigeren Temperatu­ ren die Zersetzung der erhaltenen Ascorbinsäure wesentlich langsamer erfolgt, als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren (z. B. DE 29 39 052; Verfahren bei 100°C).

Als weiterer Vorteil erweist sich der damit verbundene geringere Energie­ verbrauch und somit eine geringere Umweltbelastung.

Darüberhinaus erweist es sich als vorteilhaft, im Vergleich zum Stand der Technik, daß ohne organische Lösungsmittel gearbeitet werden kann.

Vorteilhaft erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren, wenn die 2- Keto-L-gulonsäure und die Salzsäure in einem Mengenverhältnis von 3 : 1 eingesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die 2- Keto-L-gulonsäure und die Mineralsäure im Verhältnis 3 : 1 eingesetzt wer­ den.

Die Konzentration kann aber in weiten Bereichen variiert werden. Es ist sowohl eine konzentriertere als auch eine verdünntere Fahrweise durch­ führbar. Das Gewichtsverhältnis 2-Keto-L-gulonsäure/konzentrierte Mineralsäure kann z. B. zwischen 10 : 1 und 1 : 10 liegen. Besonders bevorzugt ist der Be­ reich zwischen 2 : 1 und 4 : 1, ganz besonders vorteilhaft ist ein Verhältnis von 3 : 1.

Mineralsäure bedeutet z. B. Salzsäure, Phosphorsäure oder Schwefelsäu­ re. Bevorzugt werden die konzentrierten Mineralsäuren eingesetzt.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren, wie beschrieben, da­ durch gekennzeichnet, daß als Mineralsäure konzentrierte Salzsäure ver­ wendet wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren, wie beschrieben, da­ durch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch, bestehend aus 2-Keto-L- gulonsäure und konzentrierter Mineralsäure, auf die gewünschte Reakti­ onstemperatur erhitzt.

Bei Durchführung der Reaktion über 60°C kann unter Druck gearbeitet werden. Die Reaktionszeit liegt üblicherweise zwischen 1 und 5 Stunden, insbe­ sondere zwischen 2 und 4 Stunden, besonders bevorzugt ist eine Reakti­ onszeit von ungefähr 3 Stunden.

Die Aufarbeitung erfolgt nach an sich bekannten Methoden, z. B. durch Fil­ tration, Entfernen des Lösungsmittels, Extraktion und/ oder Kristallisation. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren liegen die Ausbeuten an L-Ascorbinsäure in der Regel über 90%, so daß aufwendige Reini­ gungsschritte entfallen können.

Vor- und nachstehend sind alle Temperaturen in °C angegeben. Die Gehaltsbestimmungen (Reinheit) erfolgten z. B. durch iodometrische Bestimmung des Ascorbinsäuregehaltes im massemäßig erfaßten Roh­ produkt.

Beispiel 1

100 g 2-Keto-L-Gulonsäure werden in 300 g 37%ige Salzsäure eingetra­ gen. Danach wird der Ansatz auf 58° aufgeheizt und 3 Stunden bei dieser Temperatur gehalten.

Nach Entfernung der Salzsäure und Aufarbeitung erhält man eine Ausbeu­ te an L-Ascorbinsäure von 91,4% d. Th.

Beispiel 2

100 g 2-Keto-L-Gulonsäure werden in 300 g 37%ige Salzsäure eingetra­ gen. Danach wird der Ansatz auf 59-60° aufgeheizt und 3 Stunden bei die­ ser Temperatur gehalten.

Nach Entfernung der Salzsäure und Aufarbeitung erhält man eine Ausbeu­ te an L-Ascorbinsäure von 90,2% d. Th.

Beispiel 3

100 g 2-Keto-L-Gulonsäure werden in 300 g 37%ige Salzsäure eingetra­ gen. Danach wird der Ansatz auf 59-60° aufgeheizt und ca. 1,5 Stunden Stunden bei dieser Temperatur gehalten.

Nach Entfernung der Salzsäure und Aufarbeitung erhält man eine Ausbeu­ te an L-Ascorbinsäure von 88,4% d. Th.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Ascorbinsäure aus 2-Keto-L-Gulonsäure zwischen 40 und 80°C, dadurch gekennzeichnet, daß man mit konzentrierter Mineralsäure ohne Zusatz von organischen Lösungsmitteln umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die 2-Keto-L-Gulonsäure und die Mineralsäure im Verhältnis 3 : 1 eingesetzt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralsäure konzentrierte Salzsäure verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch, bestehend aus 2-Keto-L-Gulonsäure und konzentrierter Mineralsäure, auf die gewünschte Reaktionstemperatur bringt.