DK162229B - Fremgangsmaade til rensning af riboflavin - Google Patents

Description

i

DK 162229 B

Opfindelsen angår en forbedret fremgangsmåde til finrensning af råt riboflavin (vitamin ) ved oxidativ behandling af det rå riboflavin i mineralsyreopløsning, fortrinsvis i salpetersur opløsning.

5

Riboflavin (I) fremstilles som bekendt sædvanligvis (jvf. f.eks. W.H. Sebrell et R. S. Hariss, "The Vitamins; Chemistry, Physiologie, Pathology, Methods", 2. oplag, bind V, 1972, Academic Press, side 22) ved kondensation af en 10 N-(D)-ribityl-2-arylazo-4,5-dimethylanilin (II) med barbi tursyre (III) ad syntetisk vej.

1! xC Yi- xx%£·

0 0 II III I

20

Rib = D-ribityl

Ar = aryl, f.eks. phenyl

Herved opnår man et råprodukt, der ved siden af ca. 92-96 25 vægt-% I også indeholder forskellige urenheder, herunder f.eks. barbitursyre, dibarbitursyre, lumiglavin og lumi-chrom.

Også kondensationen af N-(D)-ribityl-4,5-dimethyl-anilin-30 derivater med barbitursyrederivater til riboflavin er allerede beskrevet i ovennævnte litteratur.

Da man kun med besvær kan fremstille rent riboflavin ved krystallisationsoperationer ud fra råvaren, underkaster 35 man som beskrevet i USA patentskrift nr. 2 324 800 det rå riboflavin en oxidativ behandling i vandigt-surt miljø, hvorefter man fraskiller eventuelt bundfald og fortynder

DK 162229 B

2 den tilbageblevne opløsning med en stor vandmængde. Herved udfælder riboflavinet i form af gule nåle, der nu kun behøver at frafiltreres og vaskes.

5 Som angivet i det ovennævnte USA patentskrift opløser man det rå riboflavin i en med ikke over to volumendele vand fortyndet, ikke-oxidativ mineralsyre, såsom saltsyre, svovlsyre eller orto-phosphorsyre, oxiderer forureningerne ved behandling af den mineralsure opløsning med oxida-10 tionsmidler, såsom chlor, hydrogenperoxid eller chlorsyre, frafiltrerer udskilte, uopløselige produkter og hælder reaktionsopløsningen i et overskud af vand med henblik på udskillelse af riboflavinet. I det angivne USA patentskrift har man allerede foreslået anvendelsen af 15 vandig salpetersyre som et samtidigt surt og oxiderende middel. De relativt lange reaktionstider samt den utilstrækkelige renhedsgrad af det fremkomne riboflavinbund-fald er en ulempe ved den kendte fremgangsmåde. Således foregik f.eks. rensningen af riboflavinet med 46 vægt-% 20 salpetersyre ved 50-60 °C i løbet af 3 timer. Derpå frafiltrerede man udskilte forureninger, og den klare opløsning hældtes i 75 °C varmt vand, hvorved der fremkom en amorft bundfald. Det var derfor nødvendigt endnu at omrøre den vandige suspension i nogle timer ved 90 °C med 25 henblik på udvinding af en ren krystallinsk masse. Bortset fra, at yderligere ca. 15% af det anvendte riboflavin går tabt derved, er denne arbejdsmåde tidsrøvende og i teknisk henseende besværlig. På lignende måde forholder det sig med de Øvrige udførelsesformer i det citerede USA 30 patentskrift, f.eks. ved anvendelse af saltsyre og hydrogenperoxid eller chlor.

Desuden kender man fra japansk offentliggørelsesskrift nr. 10151/1968 en fremgangsmåde til fremstilling af ribo-35 flavin ved omsætning mellem II og III, hvorved det fremkomne rå-riboflavin renses ved opløsning i fortyndet saltsyre, tilsætning af hydrogenperoxidopløsning, påføl-

DK 162229 B

3 gende opvarmning, frafiltrering og udhældning i varmt vand. Det er ved denne fremgangsmåde en ulempe, at der ved det fremkomne riboflavin endnu hæfter en ubehagelig lugt på trods af rensningen, hvilken lugt er uheldig ved 5 anvendelse af vitaminet, især i forbindelse med menneskelig ernæring.

Det var derfor opfindelsens formål at eliminere de angivne ulemper ved forbedring af den oxidative fremgangsmåde 10 til rensning af råt riboflavin.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der er af den i indledningen til krav 1 angivne art, er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

15

Overraskende opnås formålet ved opfindelsen, når man så hurtigt som muligt i 20-70 vægt-% vandig salpetersyre opvarmer en opløsning af råt riboflavin til den temperatur, ved hvilken man kan iagttage et tydeligt farveomslag af 20 opløsningen fra grønlig til gulorange.

Det har også vist sig, at man ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnår de bedste resultater, når man straks eller efter forudgående afbrydelse af oxidationsreaktion-25 en ved tilsætning af koldt vand leder reaktionsblandingen i 90-100 °C varmt vand og yderligere lader den derved dannede suspension henstå i ca. 10-30 minutter ved denne temperatur.

30 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen beror på den overraskende iagttagelse, at den oxidative ødelæggelse af forureningerne finder sted indenfor få sekunder i et snævert afgrænset temperaturinterval, uden at det følsomme riboflavin selv angribes nævneværdigt, sådan som det er til-35 fældet i forbindelse med de hidtil kendte fremgangsmåder.

4

DK 162229 B

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen gennemføres ved anvendelse af vandig salpetersyre som samtidigt surt og oxida-tivt middel. Bortset fra, at fremgangsmåden i teknisk henseende lettere lader sig gennemføre med salpetersyre, 5 opnår man herved noget bedre udbytter og et noget renere riboflavin. Overraskende opnår man også et rent og fuldstændigt lugtløst produkt, således at man kan undlade en vask af slutproduktet med methanol, hvilket f.eks. er uundgåeligt ved anvendelsen af vandig saltsyre og el-10 ler ^2°2' I modsætning dertil anbefaler man i henhold til USA patentskrift nr. 2 324 800 især anvendelsen af saltsyre og CI2 eller saltsyre med et andet oxiderende middel, der 15 ved vekselvirkning med saltsyre frembringer C^.

Oxidationstemperaturen, dvs. temperaturen for farveomsla-get, der desuden ledsages af en kraftig skumning, er i et vist omfang afhængigt af arten og koncentrationen af sy-20 ten og oxidationsmidlet. Ved anvendelsen af vandig salpetersyre som surt og oxidativt middel er oxidationstemperaturen en funktion af salpetersyrekoncentrationen. Jo mindre denne er, desto højere er oxidationstemperaturen og omvendt.

25

Den følgende tabel anskueliggør denne sammenhæng, hvorved der i det enkelte tilfælde dog kan forekomme afvigelser i afhængighed af oprindelsen af det rå riboflavin.

30 35

DK 162229 B

5

Salpetersyre Temperatur for koncentration farveomslaget

vægt-% °C

5 20 98 30 94 40 87 46 84 50 78 10 62,5 72

Lavere HNOg-koncentration end 20 vægt-% vil man i reglen ikke vælge, for at det ikke skal være nødvendigt at opvarme for højt, og højere koncentrationer end 70 vægt-% 15 er i almindelighed mindre hensigtsmæssige, fordi der derved sker en delvis ødelæggelse af riboflavinmolekylet.

Kun ved at arbejde i en lukket reaktionsbeholder under tryk kan man anvende salpetersyrekoncentrationer under 20 20 vægt-% og højere temperaturer end 100 °C.

Mængden af salpetersyre eller koncentrationen af riboflavin i den vandige salpetersyre kan variere indenfor vide grænser. Det er naturligvis mest økonomisk at arbejde med 25 så lidt HN03 som muligt. Ved anvendelse af for lidt HNO^ dannes der ikke opløsninger, men suspensioner. Med fordel arbejder man med ca. 1,5-3 vægt-dele af den vandige salpetersyre pr. vægtdel riboflavin.

30 Desuden retter mængden af den vandige HNO^ sig efter salpetersyrens koncentration. Hvis den ligger under 10 vægt-% aftager opløseligheden af riboflavinet stærkt.

Den bedste opløselighed har det rå riboflavin i salpeter-35 syre med koncentrationer mellem 30 og 65 vægt-%. Her behøver man ca. 0,9 til 1 liter af syren for at bringe 1 kg af det rå riboflavin i opløsning ved stuetemperatur. Til-

DK 162229 B

6 svarende mindre syre er påkrævet, når man opløser ribo-flavinet ved højere temperaturer; dog bør det allerede foreligge fuldstændigt i opløsning ca. 20 °C under farve-omslagstemperaturen.

5

Ved farveomslagstemperaturen foregår der tilsyneladende en spontan oxidativ dekomponering af de forstyrrende led-sagestoffer, uden at riboflavinet derved angribes nævneværdigt. Når denne temperatur nås, bør reaktionen således 10 afbrydes hurtigst muligt for at oxidationen ikke også skal bringes til at omfatte riboflavinet.

Afbrydelsen af reaktionen foregår ved hurtig afkøling og/eller ved reduktion af oxidationspotentialet i opløs-15 ningen, idet man fortynder opløsningen med vand. Til dette formål blander man hurtigst muligt reaktionsopløsningen med koldt vand i en mængde af ca. 25-40 vægt-%, beregnet i forhold til opløsningen.

20 Den videre oparbejdning af den nedbremsede reaktionsopløsning foretages med fordel på den måde, at man indfører denne opløsning i et stort overskud af kogende vand. Herved udfælder riboflavinet først i amorf eller tilsyneladende amorf form, men omdannes i løbet af ca. 10-30 mi-25 nutter til en krystallinsk masse.

Mængden af kogende vand andrager hensigtsmæssigt ca. 4-10 liter pr. liter af den salpetersure opløsning.

30 Når krystallerne har dannet sig, hvilket ses tydeligt, lader man blandingen afkøle, hvorpå man fraskiller den krystallinske masse og vasker med vand.

Principielt kan man dog gennemføre omsætningen ifølge op-35 findelsen på en sådan måde, at man itubryder reaktionsopløsningen efter farveomslaget fra grønligt til gulorange ved, at man straks overfører den i et overskud af vand

DK 162229 B

7 med en temperatur mellem 90 og 100 °C.

Med særlig fordel kan man gennemføre rensningsmetoden ifølge opfindelsen kontinuert. Ved den kontinuerte ar-5 bejdsmåde er det særligt hensigtsmæssigt at lede den salpetersure opløsning af det rå riboflavin med høj hastighed gennem et opvarmet, tyndt rør, der har en længde, der svarer til en opholdstid på ca. 1-50 sekunder, og som holdes på farveomslagstemperaturen. Umiddelbart derefter 10 leder man reaktionsblandingen i kogende vand.

Hvis gennemløbstrækningen er for lang, kan man også bringe oxidationen til ophør allerede i røret ved tildosering af koldt vand.

15

Farveomslagstemperaturen er i henhold til de hidtidige iagttagelser konstant for en bestemt riboflavinkvalitet og med den samme oxidationsopløsning eller ved en bestemt salpetersyrekoncentration, således at det er tilstrække-20 ligt at måle denne temperatur ved et forforsøg. Ved den praktiske drift behøver man således kun at overholde denne temperatur eller det omkring denne temperatur i henhold til definitionen liggende temperaturinterval, uden at en yderligere overvågning og reaktionsstyring er nød-25 vendig.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnår man det 100% rene riboflavin i farmaceutisk kvalitet i form af et fuldstændigt lugtløst, æggeblommegult pulver og i et ud-30 bytte på 94-98% i forhold til den teoretiske mængde, beregnet på råproduktets riboflavinindhold.

Opfindelsen beskrives nærmere i de efterfølgende eksempler.

35

DK 162229 B

8 EKSEMPEL 1 I en blanding af 50 ml af en 62,5% salpetersyre og 40 ml vand opløste man ved 60 °C 40 g riboflavin fremstillet 5 ved kondensation af N-(D)-ribityl-2-phenzylazo-4,5-dime-thylanilin med barbitursyre med et indhold af 92,7% riboflavin, og opløsningen blev hurtigt opvarmet til 90-92 °C. Efter opskumning af reaktionsopløsningen og et farve-omslag fra grønt til gulorange tilsatte man straks 40 ml 10 koldt vand. Derpå blev opløsningen indført i 800 ml kogende vand. Indenfor 20 minutter fremkom der ved denne temperatur en krystalomdannelse. Efter afkøling til 30 °C frasugede man, og remanensen blev vasket med ialt 225 ml vand. Efter tørringen opnåede man 36,2 g gulfluoresceren-15 de krystaller med et indhold af riboflavin på 100%, hvilket svarer til et udbytte på 97,8% af det teoretisk mulige, beregnet i forhold til råproduktets riboflavinind-hold.

20 EKSEMPEL 2

Gennem et i form af et Ubøjet glasrør (indre diameter = 4 mm), som ved hjælp af et 120 °C varmt varmebad blev opvarmet over en længde på 30 cm, pumpede man pr. minut 11 25 ml af en opløsning af 3,49 g af det i eksempel 1 beskrevne rå riboflavin i 9,5 ml af en 60 °C varm, 40 vægt-% salpetersyre. Opholdstiden af opløsningen på den opvarmede strækning, ved hvilken den på grund af farveomslaget fra grønt til gulorange kendetegnende oxidationsreaktion 30 fandt sted, var 20,6 sekunder. Umiddelbart efter den opvarmede strækning blev opløsningen tilsat 4 ml vand/minut via et T-stykke og derpå ført til en blandebeholder, hvortil der samtidigt blev ført 70 ml kogende vand (95-98 °C)/minut. Den suspension, der herved dannedes, lod man 35 blive i beholderen ved 95-98 °C med en gennemsnitlig henstandstid på 15 minutter, før den kontinuert blev fjer net.

9

DK 162229 B

Efter afkøling til 30 °C, frafiltrering, vask med vand og tørring opnåede man 185,3 g riboflavin/time med en renhed på 100%. Dette svarer til et udbytte på 95,4% af den teoretiske værdi, beregnet i forhold til råproduktets ribo-5 flavinindhold.

10 15 20 25 30 35

Claims (4)

10 DK 162229 B Patentkrav :

1. Fremgangsmåde til rensning af råt riboflavin, som er 5 blevet fremstillet ved kondensation af en N-(D)-ribityl- 2-arylazo-4,5-dimethyl-anilin og barbitursyre eller et andet N-(D)-ribityl-4,5-dimethyl-anilin-derivat med et barbitursyrederivat, ved oxidativ behandling af det rå riboflavin i med vand fortyndet mineralsyre og derpå føl-10 gende udvinding af det rene riboflavin ved udfældning med vand, kendetegnet ved, at man så hurtigt som muligt opvarmer en opløsning af riboflavinet i 20-70 vægt-% salpetersyre til en temperatur, ved hvilken man kan iagttage et tydeligt farveomslag af opløsningen fra 15 grønlig til gulorange, at man holder opløsningen i 1-100 sekunder, specielt 1-50 sekunder, ved denne temperatur, og at man derpå afbryder oxidationsreaktionen ved tilsætning af vand.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til rensning af råt ribo flavin, kendetegnet ved, at man afbryder oxidationsreaktionen ved tilsætning af koldt vand i en mængde på 25-40 vægt-% af opløsningen.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til rensning af råt ribo flavin, kendetegnet ved, at man efter farveom-slaget straks eller efter forudgående afbrydelse af oxidationsreaktionen ved tilsætning af koldt vand leder den salpetersure opløsning til 90-100 °C varmt vand, og at 30 man holder den suspension, der herved dannes, i yderligere 10-30 minutter ved denne temperatur.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til rensning af råt riboflavin som er fremstillet ved kondensation af N-(D)-ribi-35 tyl-2-phenylazo-4,5-dimethyl-anilin og barbitursyre, kendetegnet ved, at man så hurtigt som muligt opvarmer en opløsning af det rå riboflavin i 30-65 vægt-% DK 162229 B salpetersyre til en temperatur, ved hvilken man kan iagttage et tydeligt farveomslag af opløsningen fra grønlig til gulorange, og at man efter farveomslaget straks eller efter forudgående afbrydelse af oxidationsreaktionen ved 5 tilsætning af koldt vand leder den salpetersure opløsning til varmt vand med en temperatur på mellem 90 og 100 °C, og at den suspension, der herved danner sig, endnu holdes ved denne temperatur i 10-30 minutter. 10 15 20 25 30 35