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Verfahren zur Herstellung von Folsäure aus ihren niedermolekularen
Dialkylestern Die Erfindung betrifft die Abtrennung von Dialkylestern der Folsäure
von genetischen Verunreinigungen, Hydrolyse der gereinigten Folsäureester und Isolierung
der so erhaltenen Folsäure. Folsäure ist, wie bekannt, ein physiologisch wirksamer
Bestandteil des Vitamin-B-Komplexes. Ihre Dialkylester der Formel:
worin R eine Alkylgruppe mit bis zu einschließlich 8 Kohlenstoffatomen bezeichnet,
weisen hingegen eine verhältnismäßig geringe Vitaminaktivität. auf. Dementsprechend
erfordert jede Synthese von Folsäure,
die über ihre Dialkylester
führt, als notwendige Verfahrensstufe die Hydrolyse der Ester zur freien Säure.
Bei der Synthese von Estern der Folsäure, die auf der Kondensation von komplizierten
Säuren mit Pyrimidinen beruht, entstehen neben den Folsäureestern verschiedene stellungsisomere
Oxydationsprodukte, nicht umgesetzte Zwischenprodukte sowie Kondensations-, Polymerisations-,
Hydrolyse- und Abbauprodukte, die hier als genetische Verunreinigungen bezeichnet
werden. Viele dieser genetischen Verunreinigungen sind in ihrer Struktur nahe verwandt
mit den Folsäureestern und besitzen, wie zu erwarten, ähnliche physikalische und
chemische Eigenschaften. Bevor ein solcher roher Folsäureester verwendet werden
kann, muß er gereinigt werden.
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Es hat sich gezeigt, daß Dialkylester der Folsäure in 4 n-Salzsäure
bei Raumtemperatur durchaus löslich sind, während ein großer Teil der genetischen
Verunreinigungen dies nicht ist, was mit Rücksicht auf die verhältnismäßig geringe
Löslichkeit von Folsäure in 4 n-Salzsäure bei Raumtemperatur nicht vorauszusehen
war. Es wurde ferner gefunden, daß, wenn man eine verdünnte Salzsäurelösung eines
Folsäuredialkylesterswährend einer beträchtlichen Dauer bei Raumtemperaturen oder
darunter stehenläßt, der Ester zu Folsäure hydrolysiert wird, die man in guter Ausbeute
und hoher Reinheit aus sehr stark verdünnter Säurelösung isolieren kann. Mittels
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, unter Verwendung eines rohen Folsäuredialkylesters
als Ausgangsmaterial ungefähr 8o °/a der vorhandenen Folsäure in Form eines Produktes
mit einem Reinheitsgrad von 8o °/o oder mehr zu gewinnen.
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Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Dialkylester
der Folsäure zusammen mit den genetischen Verunreinigungen ungefähr bei Raumtemperaturen
mit einer geeigneten Menge 4 n-Salzsäure behandelt, wobei der überwiegende Teil
des Folsäureesters, jedoch nur ein ganz geringer Teil der genetischen Verunreinigungen
gelöst wird. Die Säurelösung wird von den unlöslichen Verunreinigungen befreit und
die Säurekonzentration in geeignetem Maße vermindert. Folsäure von hoher Reinheit
scheidet sich aus der Lösung ab, die man während angemessener Zeit stehenläßt, um
den Niederschlag zu altern und die Hydrolyse sowie die Ausfällung zu Ende zu führen,
so daß eine maximale Ausbeute erzielt wird.
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Die Behandlung des rohen Esters der Folsäure mit der 4 n-Salzsäure
besteht vorzugsweise darin, daß man den rohen Folsäureester mit angemessener Geschwindigkeit
zu einer kräftig gerührten 4 n-Salzsäurelösung zugibt. Wenn etwa 25 Teile 4 n-Salzsäure
pro Teil Folsäureester verwendet werden und kräftig gerührt wird, so ist eine Behandlungszeit
von etwa 15 Minuten bis etwa 2 Stunden ausreichend. Wenn etwa Zoo Teile Säure pro
Teil Folsäure verwendet werden, kann diese etwas geringer sein. Aus Gründen der
Zweckmäßigkeit und der Wirtschaftlichkeit sollte möglichst viel Folsäureester in
4 n-Salzsäure aufgelöst werden, wobei ein Verhältnis von etwa 25 bis Zoo Teile 4
n-Salzsäure pro Teil Folsäureester bevorzugt wird. Wird weniger Säure verwendet,
so ist eine vollständige Extraktion sch«ierig zu erreichen, während die Verwendung
von mehr als Zoo Teilen Säure pro Teil Ester die Extraktion nicht erleichtert. Gewöhnlich
ist der nach der Extraktion zurückbleibende Rückstand so schwierig von der Lösung
zu trennen, insbesondere wenn diese durch Filtrieren erfolgt, daß man ein Filtrierhilfsmittel,
vorzugsweise in der Endphase der Extraktion vor dem Filtrieren, zusetzt. Es verbleibt
dann eine erhebliche Menge Lösungsmittel und Endprodukt im Filterkuchen eingeschlossen,
so daß zweckmäßig eine zweite Extraktion des Rückstandes durchgeführt wird, um das
Produkt möglichst vollständig zu isolieren. Außer dem Filtrierhilfsmittel kann man
der Säurelösung aktive Kohle zusetzen, wodurch eine gewisse Entfärbung der gewöhnlich
sehr dunklen Lösung erzielt wird. Da jedoch die meisten der gelösten Verunreinigungen
bei den letzten Verfahrensstufen leichter löslich sind als Folsäure, ist die Zugabe
von aktiver Kohle nur als Eventuellmaßnahme zu betrachten.
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Wie bereits erwähnt wurde, wird die Konzentration der Salzsäurelösung
nach Entfernung des unlöslichen Materials herabgesetzt, und zwar durch Verdünnen
mit Wasser, Neutralisierung mit Alkali, vorzugsweise aber durch Kombination beider
Maßnahmen. Folsäure ist in verdünnten Salzsäurelösungen schwer löslich und fällt
aus diesen wenigstens teilweise aus. Es hat sich gezeigt, daß ein, Produkt mit bevorzugten
physikalischen Eigenschaften, wie Partikelgröße, Filtriereigenschaften, sowie Eignung
für den Handel erhalten wird, wenn die Folsäure aus Lösungen ausgefällt wird, die
etwa 2 bis io Teile Folsäure in iooo Teilen Lösung enthalten. Wenn etwa 2o Teile
Folsäureester in etwa iooo Teilen 4 n-Salzsäure aufgelöst werden, so wird die Verminderung
der Säurekonzentration vorzugsweise durch die Zugabe von etwa 3 Volumen Wasser durchgeführt,
wodurch die Salzsäurekonzentration auf etwa i n und die Folsäurekonzentration auf
etwa 6 °/ao reduziert werden. Hierauf wird genügend wäßrige Natriumhydroxydlösung
zugegeben, um die Säurekonzentration auf etwa o,o5 bis 0,4 n zu bringen. Dann läßt
man die Lösung, aus der sich bereits ein Teil der Folsäure abgeschieden hat, während
etwa 12 bis 48 Stunden stehen.
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Unter den niederen Dialkylestern der Folsäure, welche zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können, befinden sich Folsäure-dimethyl-,
-diäthyl-, -diisopropyl-, -di-nbutyl-, -diisoamyl- und Folsäurediisooctylester.
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Die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten niederen
Dialkylester der Folsäure können auf verschiedenen Wegen hergestellt werden, beispielsweise
durch direkte Veresterung roher Folsäure mit dem entsprechenden wasserfreien Alkohol
und Salzsäure nach der von B. L. Hut chings und Mitarbeitern, Journ. Am. Chem. Soc.
7o, i (z948), beschriebenen Methode.
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Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den folgenden
Beispielen, die die Erfindung in keiner Weise einschränken sollen, im einzelnen
erläutert.
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Beispiel i Ein Gemisch von 27o cm3 4n-Salzsäure, 75,39
rohem
Folsäurediäthylester mit einem Gehalt von
io g Folsäure und io g
Aktivkohle wurden während 15 Minuten kräftig gerührt. 5 g eines Filtrierhilfsmittels
wurden zugesetzt, worauf das Gemisch durch ein Bett aus der gleichen Filtriersubstanz
hindurchfiltriert wurde. Der Filterkuchen wurde zweimal extrahiert, in dem er mit
zwei Portionen von je 105 cm3 4 n-Salzsäure während je 5 Minuten kräftig gerührt
wurde, wobei jedesmal anschließend filtriert wurde. Die Filtrate wurden vereinigt,
mit 1440 cm3 Wasser von etwa 35° C verdünnt, um eine bezüglich der Salzsäure etwa
i n-Lösung zu erhalten, und bei etwa o° C während 2 Tagen stehengelassen. Der abgeschiedene
kristalline Niederschlag wurde abfiltriert und getrocknet, wobei 4,42 g eines Produktes
erhalten wurden, das einen Gehalt von 90,4 % Folsäure (40 °/o Rückgewinnung) aufwies.
Beispiel 2 Ein Gemisch von 270 cm3 4 n-Salzsäure und 75,3 g rohem Folsäure-diäthylester
mit einem Gehalt von io g Folsäure und io g aktiver Kohle wurde während 15 Minuten
kräftig gerührt. Es wurden 5 g Filtrierhilfsmittel zugegeben, worauf das Gemisch
durch ein Bett aus der gleichen Filtriersubstanz hindurchfiltriert wurde. Der Filterkuchen
wurde dann extrahiert, indem er während je 5 Minuten zweimal mit je 125 cm3 4 n-Salzsäure
kräftig gerührt wurde, wobei jedesmal filtriert wurde. Die Filtrate wurden dann
vereinigt, mit 156o cm3 Wasser von 35° C verdünnt und 2 Tage bei etwa o° C stehengelassen.
Der kristalline Niederschlag, der sich bildete, wurde abfiltriert und getrocknet.
Es wurden 4,98 g eines Produktes mit einem Gehalt von 87,9 °/o Folsäure (43,8 °/o
Rückgewinnung) erhalten.
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Beispiel 3 Ungefähr Zoo kg roher Folsäurediäthylester mit einem Gehalt
von 32,85 kg Folsäure wurden im Verlauf von 11/4 Stunden unter starkem Rühren zu
8211 4 n-Salzsäure gegeben, worauf 32,9 kg Entfärbungsholzkohle zugesetzt wurden,
das Rühren während weiterer 40 Minuten fortgesetzt wurde, dann 16,3 kg Filtrierhilfsmittel
zugesetzt wurden und das Rühren während 5 Minuten fortgesetzt wurde. Das Gemisch
wurde dann in zwei Teile geteilt, die filtriert wurden. Die Filtrate wurden vereinigt.
Jeder Filterkuchen wurde mit 250 1 4 n-Salzsäure gründlich gewaschen, abfiltriert,
nochmals mit 18914 n-Salzsäure gewaschen und abfiltriert. Die Filtrate wurden vereinigt.
Die vereinigten Filtrate (176o 1) wurden in zwei gleiche Teile geteilt, von denen
jeder zwecks Erzielung einer etwa i n-Salzsäurelösung mit 206o 1 Wasser verdünnt
und dann mit 86,6 kg Natriumhydroxyd, gelöst in 151 1 Wasser, teilweise neutralisiert
wurde, um eine bezüglich der Salzsäure etwa 0,4 n-Lösung zu erhalten. Die 0,4 n-Lösungen
wurden dann während 12 Stunden auf etwa 15° C, während 2 Tagen auf 3° C gekühlt
und dann filtriert. Die Filterkuchen wurden dann dreimal mit je 76,71 Wasser gewaschen
und durch Absaugen getrocknet. Analysen des feuchten Filterkuchens ergaben einen
Gehalt von 20,3 kg Folsäure (6i,7 °/o Rückgewinnung).
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Beispiel 4 8,4 kg roher Folsäurediäthylester mit einem Gehalt von
978 g Folsäure und daneben von etwas Bromwasserstoff, Essigsäure und anderen Verunreinigungen
wurden mit gleichmäßiger Geschwindigkeit im Verlauf einer Stunde zu 30,85
kg heftig gerührter 4 n-Salzsäure gegeben. Es wurden 2,18 kg Entfärbungsholzkohle
zugegeben, worauf während weiterer 30 Minuten gerührt wurde. Dann wurden
1,o9 kg Filtrierhilfsmittel zugegeben, worauf das Gemisch filtriert wurde. Für die
vollständige Filtrierung wurden 25 Minuten benötigt. Der Filterkuchen wurde extrahiert,
in dem er zweimal mit je einer Portion von 15,1o5 kg 4 n-Salzsäure gerührt wurde,
wobei jedesmal filtriert wurde. Die Filtrate wurden vereinigt (55 1), zwecks Erzielung
einer bezüglich der Salzsäure etwa i n-Lösung mit 2951 Wasser verdünnt und dann
durch Zugabe von io,ii5 kg Natriumhydroxyd, gelöst in 18,91 Wasser, teilweise neutralisiert,
um eine Lösung mit einer Säurekonzentration von etwa o,i n herzustellen, die dann
während 12 Stunden auf etwa 3° C gekühlt und anschließend filtriert wurde. Der Filterkuchen
wurde getrocknet, wobei 95o g eines Produktes erhalten wurden, das einen Gehalt
von 80,2 °/o Folsäure (78 °/o Rückgewinnung) aufwies.
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Folsäure von beträchtlichem Reinheitsgrad kann im wesentlichen in
der oben beschriebenen Weise auch aus dem rohen Dimethyl-, Dibutyl- oder Diisooctylester
der Folsäure erhalten werden.