JPH01283396A - Ｄ−アラビノースの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、Ｄ−グルコン酸の塩の直接電気化学分解酸化
によるＤ−アラビノースの製造方法に関する。

Ｄ−アラビノースは、主にビタミンＢ２の合成における
Ｄ−リボースの製造のための、アラビノキシムの製造に
おける出発原料として、培地として、その他に用いられ
る重要な単糖類である。

Ｄ−アラビノースは、Ｄ−グルコン酸またはその誘導体
の分解酸化により炭素鎖の短縮を起こさせる化学的また
は電気化学的方法により製造することができる。最も一
般的な方法は過酸化水素と第二鉄イオンの触媒作用とを
利用する（Ｉｌ、Ｃ，Ｆｌｅｔｃｈｅｒ＋　Ｈ，Ｗ、　
Ｄｉｃｈｌ、　Ｃ，Ｓ、　ｔｌｕｄｓｏｎ、、Ｊ、＾ｍ
ｅｒ、　Ｃｎｅｍ。

Ｓｏｃ、、７２．４５４６．１９５０年）。工業的に最
も発展した方法は、酸溶液中の次亜塩素酸ナトリウムの
溶液によるＤ−グルコン酸ナトリウムの酸化分解の利用
である（Ｗｏｌｆ　Ｒ，、Ｍｅｒｃｋ　Ｐａｔｅｎｔ　
Ｇｍｂｔｌ　、、Ｆｅｄｅｒａｌ　Ｒｅｐｕｂｌｉｃ　
ｏｆ　Ｇｅｒｍａｎｙ　２９２３２６７（１９８０年）
、２９２３２６Ｂ　（１９８０年）、ヨーロッパ特許出
願２０９５９　（１９８１年））。少なくとも化学量論
的量の酸化剤を用いる化学的方法の実質的な欠点は、次
亜塩素酸塩の酸化の間に生成される、例えば、Ｄ−アラ
ビノース１　ｋｇ当たり１．５　ｋｇのＮａＣ１の引き
続く分離、またはビタミンＢ２の製剤にとって障害とな
る第二銅イオンの分離のためのコストが高いということ
である。

Ｄ−グルコン酸の間接的な電気化学的分解酸化は、化学
的方法に比較して、反応の間に電気化学的に再生される
酸化剤の化学量論的量の一部のみを必要とする。間接酸
化のための第二セリウム塩の使用は日本特許（５８−３
９６９５（１９８３年）　、５６−０１３６１３（１９
８１年））の主題である。この方法の欠点は、生成物か
らの第二セリウム塩の分離が高価になることおよび通常
のプレート電気分解装置の比生産能力が極めて低いこと
である。

この欠点は、Ｄ−グルコン酸の直接的な電気化学的分解
酸化の場合に、さらに強調される。非水溶液中のＤ−グ
ルコースの直接分解酸化の結果はＤ−アラビノースの収
率の１２．４％であり、反応の選択性が低いものであっ
たということが文献に報告されている（ＧＪｌ、　ｆｌ
ａｙ、　Ｆ、Ｓｍ１ｔｈ　、　Ｊ、　Ｃａｎ。

ｏｆ　Ｃｈｅｍ、、４７　（１９６９年）４１１）　、
この反応が遅く収率が低いのは、通常の平行プレート実
験電気分解装置の電極面積が小さいことおよび所定の反
応のために用いることのできる電流密度が低いことによ
る。工業的な利用の立場からすれば、通常の電気分解装
置とともにこの方法を用いることは経済的に許容し得な
いものである。

従来のプレート電気分解装置の単位容量光たりの電極の
界面面積が低いということは、工業的実施において装置
の大型化と高い設備コストとを必要とすることとなる。

また、この反応の極めて低い収率および選択性のために
、ランニングコストおよびＤ−アラビノースの引き続く
分離のだめのコストが高くなる。

Ｄ−アラビノースの製造のための上記の化学的および電
気化学的方法の欠点は、この発明に係る方法により解消
される。この方法は、Ｄ−グルコン酸の塩の溶液を導電
性粒子の層を反応混合物の流れにより懸濁状態に保持し
ながら、流動床陽極を用いて、直流の作用による直接的
な電気化学的分解酸化に付することからなる。導電性粒
子として黒鉛またはコークスが用いられる。

本発明に係る方法の利点は、費用のかかる分離技術によ
って除去しなければならない触媒や酸化剤を反応混合物
に添加する必要がないから、Ｄ−アラビノースの製造方
法の根本的な改善を与えるということである。この場合
に銅またはセリウムのイオンである触媒は、痕跡量でさ
えも、製薬目的に対して障害となるのである。

本発明に係る方法の他の利点は、流動床陽極が、流動床
陽極の単位表面積に対する実際の電流密度が低いにもか
かわらず、陰極および陽極室を分離している膜の単位面
積に対する高い見掛は電流密度をもって作用し得るとい
うことである。従って、分解酸化は高い選択性および高
収率をもって起こる。同じ理由で、本発明に係る方法の
時空効率は極めて高く、単位生産能力光たりの反応器容
積は極めて低い。従って、投資コストは低い。この高い
電流効率によって、この方法のエネルギー必要量は小さ
く、同時に維持費が低くなる。グルコン酸の塩のカチオ
ンは炭酸塩の形で存在し、これは、周知の技術により容
易に分離することができる。

本発明に係る方法の利用を下記の例によって説明する。

下記の例は、明瞭にするため、まず装置を説明し、次い
で本発明の詳細な説明するものであるけれども、本発明
の保護を限定するものでは一５＝ ない。

添付図面は、本発明に係るＤ−アラビノースの製造に用
いられる装置の模式図である。

この装置の実質的部分は流動床陽極２を有する電気化学
反応器ｌである。流動床陽極には流動する溶液により懸
濁されている直径０．０００８　ｍの層を含む。黒鉛電
流フィーダー３によって層中に直流が供給される。陰極
５はエキスパンデッドステンレス鋼シートからなってい
る。ＰＶＣからなる多孔質膜４は８４ｃｆｆｌの面積を
有し、電気化学反応器１を陽極室および陰極室に分けて
いる。

直流＠６は電気化学装置のクランプに接続されており、
チャート記録器７が反応器１を通過する電流ならびにク
ランプの電圧を記録する。液体循環路の部分はサーモス
タット付貯蔵タンク１０、流量計９およびそれぞれ反応
器１の陰極室および陽極室を出る電解質から水素または
酸素の泡を排除するサイクロン８を含む。

例１ １．５６モルのＤ−グルコン酸ナトリウムを含む＝６− 溶液０．００２　ｍを貯蔵タンク中で４０°Ｃに保持し
た。溶液の流速を陽極室および陰極室においてそれぞれ
０．０５ｋｇ八およびＯ，ＯＯ８３ｋｇ／ｓに設定した
後、ＩＯＡの直流を電流の理論消費の１．５５倍に達す
るまで反応器のクランプ中に流した。１０Ａは、多孔質
膜の面積１ｒ＋？当たり１１９０Ａの見掛は電流密度に
相当する。次に、電流を止め、反応混合物の組成を高性
能液体クロマトグラフィにより分析した。反応混合物は
Ｏ，１８５ｋｇのＤ−アラビノースを含んでおり、これ
は理論的に得られるＤ−アラビノースの量に対して７８
．９質量％の添加率に相当した。Ｄ−エリスロースは０
．００２ｋｇＬか含まれず、従って反応の選択性は９８
．９％に相当した。残りは未反応Ｄ−グルコン酸ナトリ
ウムおよび反応の間に生じた炭酸ナトリウムであった。

上記のデータは、流動床陽極の容量立法メートル当たり
１時間当たり７１ｋｇのＤ−アラビノースのまたは反応
器全体、即ち、陰極室および陽極室ならびに液分布部分
の容積１留当たり１時間当たり２０ｋｇのＤ−アラビノ
ースの比生産能力に相当する。対応する電力消費量はＤ
−アラビノース１ｋｇ当たり１０ｋＷｈであった。

例２ 例１におけると同じ装置および条件を用い、黒鉛粒子の
代わりにコークスを用い、出発原料としてＤ−グルコン
酸カリウムを用いた。達成された転化率は７４．８％で
あり、選択率は９８％であった。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係るＤ−アラビノースの製造のために
用いる装置の模式図である。 １・・・・・・電気化学反応器、２・旧・・流動床陽極
、３・・・・・・黒鉛電流フィーダー、 ４・・・・・・多孔質膜、訃・・・・・陰極、６・・・
・・・直流源、７・・・・・・チャート記録器、訃−・
・サイクロン、９・・・・・・流量計、１０・旧・・貯
蔵タンク。 手続補正書く方式） 平成１年４月２夕日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第３０４２９９号 ２、発明の名称 Ｄ−アラビノースの製法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名称　チェスコスロベンスカア力デミエベド４代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号５、
補正命令の日付 平成１年３月２８日（発送口） ６、補正の対象 図　　　面 ７、補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし） ８、添付書類の目録 浄書図面　　　　　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｄ−グルコン酸の塩の直接電気化学分解酸化による
   Ｄ−アラビノースの製造方法であって、Ｄ−グルコン酸
   の塩の溶液を、流動床陽極を用い、導電性粒子の層を反
   応混合物の流れにより懸濁させておきながら、直流によ
   る直接電気化学分解酸化に付することを特徴とする方法
   。 ２、導電性粒子が黒鉛またはコークスである、請求項１
   記載の方法。