JPS63500454A

JPS63500454A - 実質的に無水の条件下における２−ケト−ｌ−グロン酸からｌ−アスコルビン酸の製造

Info

Publication number: JPS63500454A
Application number: JP50436786A
Authority: JP
Inventors: ヨディス、リチャード
Original assignee: ザ　ル−ブリゾル　コ−ポレ−シヨン
Priority date: 1985-08-09
Filing date: 1986-08-06
Publication date: 1988-02-18
Also published as: AU6220286A; CN86105960A; AU598748B2; EP0227829A1; EP0227829B1; WO1987000839A1; DE3675357D1; YU141886A; DK178287A; DK178287D0

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】ｆＪＡｌａ！Ｊ実質的に無水の条件下における２−ケト−し一グロン酸からし一アスコルビン酸の製造免吐Ω１」１、発明の分野この発明は、　２−ケト−１−グロン酸からのＬ−アスコルビン酸の製造に関し、更に詳しくは、実質的に無水の条件下における２−ケト−ノーグロン酸からのし一アスコルビン酸の製造に関する。

２、関連技術の記述最も成功した、かつ一般的なＬ−アスコルビン酸を製造するための方法は、ライヒスタインおよびグリュースナーによって記述　（１−１ｅｌｖ、　Ｃｈｉｍ、　Ａｃｔａ、。

１７、３１１−３２８　（＋９３４））さねているように、ｄ−グルコースからソルボースおよび２−ケト−１−グロン酸を経て行なわれる多段階合成法に基すいている。し＝アスコルビン酸は、水中の２−ケト−ｌ−グロン酸を１００℃に加熱することによるか、もしくは２−ケト−１−グロン酸（Ｌ−キシロ−２−へキスロソニック酸）をニスデル化し、このエステルを、メタノール中においてナトリウムメトキシドにより処理し、続いて塩化水素ガスにより酸性化して順次Ｌ −アスコルビン酸に転化することにより得られる。

ｌ、−アスコルビン酸を製造するための各種技術の総説が、ｒ炭水化物の化学および生化学の進歩」　（＾ｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　Ｃｈｅｍｉｓｔ丁ｙ　ａｎｄ　Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ。

Ｖｏｌ、　３７．　Ｐｐ、　７．９−．１９７　（＋９８０））に見出される。

Ｌ−アスコルビン酸は、ビタミン　（ビタミンＣ）としての使用のほかに、多くの工業的および商業的用途を有する。

特願昭４５−８７３７１　（出願日　１９７０年１０月５日）に基すいたＬ−アスコルビン酸の製造に関する日本特公昭４８−１５９３１号　（＋９７３）が、ケミカルアブストラクト（Ｖｏｌ、　７９．　＋９７３．　ｐ、　３５２　（５３１６９Ｚ））に報告されている。この特許公報は、ジアセトン−２−ケト−１ −グロン酸水化物、２−ケト−１−グロン酸水化物または２−ケト−し一グロン酸を、不活性溶剤および界面活性剤の存在下に、濃塩酸で処理することによる」 −アスコルビン酸の製造を開示している。この公報は、実施例として、ジアセトン−２−ケト凸−グロン酸の１００ｇ、ベンゼン３００Ｉ！１！、ステアリルプロピレンジアミンジオレエートの０．３ｇ　および濃塩酸１０　ｍＪＺを、６５ ℃において５時間加熱して、Ｌ−アスコルビン酸　（純度９７．５　＄　）の５８．７　ｇを得たことを開示している。

これらの文献のどれもが、実質的に無水の条件下に２−ケト−１−グロン酸からＬ−アスコルビン酸への一段合成を実施すること、もしくは実質的に無水の条件下におけるこのような反応の実施が反応時間を短縮し、また」−アスコルビン酸の全収量を増加させることを記載も示唆もしていない。

発月■と４豹概要述べればこの発明は、（ａ）支持用の有機層中において２−ケト−ノーグロン酸と界面活性剤との実質的に無水なスラリーを作成すること、および（ｂ）このスラリーを実質的に無水な酸触媒とともに反応させて、この２−ケト−ノーグロン酸をし一アスコルビン酸に転化′１−ることによるし一アスコルビン酸の製法を意図している。し−アスコルビン酸を製造するための一つの好ましい方法では、２−ケト−ノーグロン酸の水化物を使用する。

しい二　熊・の含′ホ本発明によるし一アスコルビン酸を製造するための一般的な方法は、（ａ）支持用の層中において２−ケト−１−グロン酸および界面活性剤の実質的に無水なスラリーを作成すること、および　（ｂ）このスラリーを実質的に無水な酸触媒とともに反応させて、この２−ケト−ノーグロン酸なＬ−アスコルビン酸に転化することを含んている。２−ケト−１−グロン酸水化物を使用する場合のこの本発明の一段合成反応は、木来自山水が添加されないことを条件として、都合よく進行する。ただし、この発明の反応は、処理条件に由来して存在する水のような極めて少量の水の存在で都合よく進行する。自由水の量の増加は、反応時間を増加させ、および／または収量を減少させる。この望ましくない作用は、水性の酸の存在下において起るし＝アスコルビン酸の分解に幾分起因している。

この２−ケト−ノーグロン酸中間体は、商業的に利用可能なし一ソルボースから、数種類の公知な合成経路により得ることができる。ジアセトナイトにしてＬ− ソルボースを保護することは、アセトン中においてジメトキシプロパンを硫酸触媒とともに使用することにより達成できる。次に、このジアセトン−！−ソルボースは、塩化ニッケル触媒の存在下に塩基性の次亜塩素酸ナトリウムを使用して酸化すれば、ジアセトン−２−ケトグロン酸を得ることができる。２−ケト−１ −グロン酸を製造１−るためのジアセトン−２−ケトグロン酸の保護基の除去は、このものを蒸留水中において加熱することにより達成できる。

この反応に水の最小量を導入するための便利な方法は、２−ケト−ノーグロン酸の水化物の使用によ・る方法である。２−ケト−１−グロン酸＋　１１２０は真の水化物であるが、それ以外の水が非結合水としてこの固体に同伴されている。

真空下の５０℃における２−ケト−ノーグロン酸の一晩の乾燥が、２−ケト−１ −グロン酸ｎ１１２０を与え、この場合は、口が約零から約０．５までの水化物である。室温における一晩の空気乾燥が、２−ケト−ｌ−グロン酸ｎ　Ｈ２Ｏを与え、この場合は、ｎが約１から約２までの水化物である。一つの好ましい原料は、ｎが約１．５の２−ケト−１−グロン酸ｎ　Ｈ２Ｏを得るように、室温において一晩乾燥されることにより製造される。２−ケト−ノーグロン酸の水化状態とその」−アスコルビン酸への転化との間には相関関係があるように見える。一般的に、２−ケト−ノーグロン酸の水化状態が低下するのに対応して、そのし− アスコルビン酸への転化が減少する。水化状態に対するこの依存性が、実質的に無水（すなわち水が極度に不足している）の条件下に観察されていることは、特筆されねばならない。環化を援助するために、極めて少量の水を反応媒体に添加できるが、水化状態が充分に高く　（例えば少なくとも約１、好ましくは約１．５）　、他の反応条件が合致していれば、追加の水が添加される必要はない。

Ｉ、−アスコルビン酸は１９２℃で溶融する白色結晶であり、水中において＋２４０のナトリウムのｐ　線における比旋光度を有する。溶液において、　Ｌ−アスコルビン酸は、４．１７のｐＫ　１および１１．７９のｐに２を有する。化学的および物理的方法により、強い酸性のプロトンは、　３−ヒドロキシル基のプロトンであるとされている。

１、−アスコルビン酸は水性の酸類の中において、７０℃の半減期間が５時間の一次反応により分解することが知られている。したがってし−アスコルビン酸が水性の塩酸に接触する時間を最小化することは非常に重要である。このことは、本発明において２−ケト−し一グロン酸を支持用の有機層にスラリー化し、反応媒体として水の最小回を使用することにより、達成されている。支持用の有機層は、芳香族の溶剤、脂肪族の溶剤、ハロゲン化された溶剤またはこれらの混合物であることができる。代表的な芳香族溶剤類には、トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼンおよびこれらの混合物が含まれる。一つの好ましい有機溶剤は、単独または他の有機のもしくは脂肪族の溶剤類と組合わされた状態のトルエンである。代表的な脂肪族溶剤類には、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカンおよびこれらの混合物類が含まわる。代表的なハロゲン化された溶剤類には、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素およびジクロロエタンが含まれる。

この発明においては、非イオン性、カチオン性およびアニオン性の界面活性剤類が使用できるが、非イオン性およびカチオン性の界面活性剤か好ましい。この発明において使用できる界面活性剤類の例には、第４級アンモニウムイオン類、ホスホニウムイオン類、アミン類　（こわらはカチオン源である）、クラウンエーテル類、エトキシ化されたアルコール類、クリプタント類（ｃｒｙｐｔａｎｄｓ　）、アミノポリエーテル類、ホスホリルスルホキシド類、自然界に見出されるある種のイオン性物質（１ｏｎｏｐｈｏｒｅｓ　）　、グリセロールエステル類、ソルビタンエステル類およびこれらの混合物類が含まれる。代表的な界面活性剤には、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、オレイルアミン、テトラブチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、トリオクチルメチルアンチニウムクロライド、トリカプリルメチルアンモニウムクロライド、硫酸水素テトラブチルアンモニウムおよびこれらの混合物類が含まれる。界面活性剤の典型的な量は、２−ケト−１−グロン酸の各グラム当り、約１　ｍｇから約２５０　＋１１ｇまでである。

この種の技術の熟練者は、この発明の反応に関連して行用な他の界面活性剤類を認知するであろう、界面活性剤類の一般的な表は、「マッ力ッヂャンの乳化剤および洗剤類」、１９８３　マツカッチャン出版社、に見出すことができる。

実質的に無水の酸性触媒は、鉱酸または鉱酸類の組合わせであることができる。

代表的な鉱酸には、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸およびぶつ化水素酸が含まれる。好ましい鉱酸は塩化水素ガスである。実質的に無水な塩化水素ガスの他の酸類に対する利点は、価格、し−アスコルビン酸からの除去の容易さ、他の鉱酸類と比較して副生物の生成の少ないことおよび反応時間の短いことである。２−ケト−ノーグロン酸の水化の水が水相として役立つ場合のように少量の水が存在する反応にあっては、　ｌ、−アスコルビン酸を高収量で製造するために、この水を飽和するために充分なだけの実質的に無水の塩化水素ガスか必要である。

−」−アスコルビン酸の収量および純度は、反応の時間および温度に敏感である。反応温度は、約４０℃から約８０℃までの範囲内である。反応時間は約２時間から一２約５時間までの範囲内である。一般的には、低い反応温度が、より長い反応時間を必要としながら、より少ない転化をもたらす。一般的には、高い温度が受認可能な転化を示すが、低い粗製品収量を与える　（分解が起るのであろう）。好ましい反応時間は、約２時間から約４時間までである。好ましい反応温度は約６０℃から約７０℃までである。約６５℃の温度における約３時間の反応時間がし一アスコルビン酸の高い粗製品収量を生み出す。この反応は、もちろん大気圧または大気圧以上の圧力において実施できる。

本発明の反応は実質的に無水の条件において最もよく進行するため、この反応は２−ケト−１−グロン酸く水化物）をスラリーとして含ませ、塩化水素ガスをこのスラリー中に吹込むことにより実施される。水性のＨＣＩは、これがＬ−アスコルビン酸の分解を起すため使用されない。しかし濃塩酸の少量は、この反応を容易にするために使用できる。スラリーを形成させ、そのことにより本発明反応の促進を援助するために使用される材料類は、木質的に、そのし−アスコルビン酸が投入されるであろう最終用途（例えば工業用、医薬用、など）のような諸要因に依存して変更できる。

したがって異なる材料類が、経済的および純度的な必要性に依存して使用できる。もちろんこのＬ−アスコルビン酸の究極的な利用に依存して、州、連邦または外国の各種規制に従う材料類（例えば溶剤類、界面活性剤類、反応の中間体類、など）を使用することが必要であろう。

この上記発明は、以下の明確な実施例により説明される。

災もｍＬ−アスコルビントルエンの２０　＋ａｍおよびヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライドの５０　ｍｇが、２５　ｍｉＬの三ツロフラスコに仕込まれた。この溶液は６５ ℃に加熱され、２−ケト−ノーグロン酸（１，５水化物）の５．０ｇ、０．０２３　モルが一度に添加され、スラリーが形成された。塩化水素ガスが８０　ｍｌ１分の速度で３時間にわたってスラリー中に吹込まれた。次にロータリーエバポレーションにより、トルエンが３０℃の減圧下で除去された。残留固体はトルエンの２０　ｍＪ２で希釈され、すべての水が除去されるのを確実にするためにトルエンが再び蒸発された。残留固体はトルエンで２回洗浄され、真空下に一晩乾燥された。収量は、　し−アスコルビン酸のＩ７２水化物の黄褐色品として４．１８ｇ、　０．０２２６モル、９９！ｌ、であった。融点は１８４−１８７℃、　Ｌ−アスコルビン酸／２−ゲトー！−グロン酸（高圧液体クロマトグラフ法）は９３１０重ｆｆｉ［、［ａ］２″−１◆４７，８°　（メタノール中でｃ−１）であワた。

夫五斑−−Ｌ」二１１夕」弓つ４酸トルエンの２０　ｍｌｌおよびヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライドの５０　ｍｇが、２５　ｍｆｉの三ツロフラスコに仕込まれた。この溶液は　６５℃に加熱され、２−ケト−ｌ−グロン酸（１，５水化物）の５．Ｏｇが添加さね、続いてすぐに濃塩酸の１．０　ｍＭか添加された。こむに続いて塩化水素ガスが、スラリーを通して８０ｍｆＬ１分の速度で２．５時間にわたって吹込まわた。トルエンが、３０℃の減圧下において除去された。

この工程は、乾燥状態を確実にするため、２同社り返された。淡褐色固体が真空下に一晩乾燥された。収量は、　４．３２　ｇ、　０．０２１３モル、　９４ｔであった。融点は＋８０−１８４℃、　１．−アスコルビン酸／２−ケト−１− グロン酸の比（高圧液体クロマトグラフ法）は９０／Ｉ重量Ｌ−アスコルビントルエンの２０　ｒｎｌ、蒸留水のＩｒｎＸおよびヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライドの５０　ｍｇか、２５　ｍＬＬの三ツ［］フラスコに什込まわた。この混合物は６５℃に加熱され、２−ケト−ｌ−グロン酸（！、５水化物）の５．０ｇ　が一度に添加された。塩化水素ガスが、５時間にわたりこの溶液中に撹拌しつつ吹込まれた。３０℃に冷却の後、トルエンがロータリーエバポレーションにより減圧下で除去された。追加のトルエンの添加と、＋の除去をもう２回実施後、黄褐色固体が乾燥された。収量は、４．３２　ｇ、０．０２１３モル、９４ｔであった。融点は　＋８１−１８５℃、　し−アスコルビン酸／２− ケト−１−グロン酸（高圧液体クロマトグラフ法）は８５／１重量主であった。

実ｍ −Ｌ−アスコルーζ２３８λ咥ｌ蒸留水の２０　ｍｌが、５０　ｒｎｆ）、の三ツロ丸底フラスコに仕込まれた。

粗製アスコルビン酸２ｇが室温においてこの水に溶解され、脱色用炭の０．２ｇ　が添加された。このスラリーは珪藻上を通してろ過さね、フィルターケーキが５ｍｆｉの水で洗浄された。使用された水はロータリーエバポレーションにより除去され、得られた白色固体か１〜ルエンで洗浄さね、真空炉中で乾燥された。

収量はＬ−アスコルビン酸として　１．９０　ｇ　。

融点は　＋８０−１８１℃であった。

使用される特製方法は、スラリーを形成１−るために使用された材料類（例えば毒性、非毒性）、　Ｌ−アスコルビン酸に所望される最終用途　（例えば工業用、医薬用）、材料類の入手の容易さ、時間および経済性のような諸要因に依存して変化する。

明確な実施例を含め、この発明がこの明細書に開示されまた記載された。しかし本発明の範囲は、請求の範囲のみにより限定されるものであって、特定の実施例により限定されるものではない。

補正書の翻訳文提出書く特許法第１８４条の７第１項）昭和６２年４月　８日

Claims

【特許請求の範囲】１．（ａ）支持用の有機層内に２−ケト−■−グロン酸および界面活性剤の実質的に無水なスラリーを形成すること、および（ｂ）該スラリーを実質的に無水な酸性触媒とともに反応させて該２−ケト−■ −グロン酸をＬ−アスコルビン酸に転化することから成るＬ−アスコルビン酸の製法。２．該２−ケトー■−グロン酸が水化物である請求の範囲第１項に記載の製法。３．該水化物は２−ケトー■−グロン酸・ｎＨ２Ｏのｎが約０．１から約２．０までのものである請求の範囲第２項に記載の製法。４．該水化物は２−ケト−ｌ−グロン酸・ｎＨ２Ｏのｎが約１．０から約１．７５までのものである請求の範囲第２項に記載の製法。５．該水化物は２−ケト−ｌ−グロン酸・ｎＨ２Ｏのｎが約１．５のものである請求の範囲第２項に記載の製法。６．該界面活性剤が、第４級アンモニウムイオン類、ホスホニウムイオン類、アミン類、クラウンエーテル類、クリプタンド類、アミノホスホリルスルホキシド類、イオン性物質類、グリセロールエステル類、エトキシ化されたアルコール類、ソルビタンエステル類およびこれらの混合物類よりなる群から選択される請求の範囲第１項に記載の製法。７．該界面活性剤が、第４級アンモニウムハロゲン化物類、グリセロールエステル類およびこれらの混合物類よりなる群から選択される請求の範囲第６項に記載の製法。８．該界面活性剤がグリセロールエステル類およびこれらの混合物類よりなる群から選択される請求の範囲第６項に記載の製法。９．該支持用層が、芳香族溶剤類、脂肪族溶剤類およびこれらの混合物類よりなる群から選択される請求の範囲第１項に記載の製法。１０．該支持用層が、トルエン、キシレン、ヘキサン、へブタン、オクタン、ノナン、デカンおよびこれらの混合物類よりなる群から選択される請求の範囲第９項に記載の製法。ｌ１．該支持用層が、トルエンである請求の範囲第９項に記載の製法。１２．該酸性触媒が鉱酸類およびこれらの混合物より成る群から選択される請求の範囲第１項に記載の製法。１３．該酸性触媒がガス状の塩化水素である請求の範囲第１２項に記載の製法。１４．実質的に無水の該スラリーが、水を２−ケト−ｌ−グロン酸の水化の水としてのみ含有する請求の範囲第１項に記載の製法。１５．２−ケト−ｌ−、グロン酸をＬ−アスコルビン酸に転化するために、該スラリーを約１から約５時間反応させる請求の範囲第１項に記載の製法。１６．２−ケト−ｌ−グロン酸をＬ−アスコルビン酸に転化するために、該スラリーを約２から約４時間反応させる請求の範囲第１項に記載の製法。１７．該Ｌ−アスコルビン酸が９０％より大きな収量で製造される請求の範囲第１項に記載の製法。１８．該Ｌ−アスコルビン酸が９３％より大きな収量で製造される請求の範囲第１７項に記載の製法。１９．該Ｌ−アスコルビン酸が淡灰色または淡黄褐色を有する請求の範囲第１項に記載の製法。２０．該Ｌ−アスコルビン酸が大気圧を超える圧力において製造される請求の範囲第１項に記載の製法。２１．該２−ケト−ｌ−グロン酸が水化物であり、かつ該支持用有機層が芳香族溶剤であり、酸触媒が鉱酸である請求の範囲第１項に記載の製法。２２．２−ケト−ｌ−グロン酸の該水化物が約１．５の水化状態を有する請求の範囲第２１項に記載の製法。２３．該芳香族溶剤がトルエンである請求の範囲第２１項に記載の製法。２４．該鉱酸がガス状の塩化水素である請求の範囲第２１項に記載の製法。２５．該界面活性剤がグリセロールエステルである請求の範囲第２１項に記載の製法。２６．２−ケト−ｌ−グロン酸の該水化物が約１．５の水化状態であり、該芳香族溶剤がトルエンであり、該鉱酸がガス状の塩酸であり、かつ該界面活性剤がソルビタンエステルである請求の範囲第２１項に記載の製法。２７．請求の範囲１から２６の方法により製造されるＬ−アスコルビン酸。２８．実質的に無水の状態下での２−ケト−ｌ−グロン酸への酸触媒作用による、２−ケト−ｌ−グロン酸のＬ−ブスコルどン酸への転換。２９．２−ケト−ｌ−グロン酸は実質的に無水のスラリーであり、該スラリーは実質的に無水の酸触媒と接触される、請求の範囲第２８項記載の２−ケト−ｌ− グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。３０．スラリーは、支持用の有機層中の２−ケト−ｌ−グロン酸と界面活性剤とから成る請求の範囲第２９項記載の２−ケト−ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。３１．２−ケト−ｌ−グロン酸は水化物である請求の範囲第２８項記載の２−ケト−ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。３２．水化物はｎが約０．１〜２．０の２−ケト−ｌ−グロン酸ｎＨ２Ｏである請求の範囲第３１項記載の２−ケト−ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。３３．水化物はｎが約１．０〜１．７５の範囲内である請求の範囲第３２項記載の２−ケト−ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。３４．ｎが約１．５である請求の範囲第３３項記載の２−ケト−ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。３５．酸触媒が木質的にガス状の塩化水素である請求の範囲第２８項記載の２− ケト−Ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。３６．実質的に無水のスラリーが２−ケト−ｌ−クロン酸の水化物の水のみを水として含む請求の範囲第２９項記載の２−ケト−ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。３７．転換が約１〜５時間内で行なわれる請求の範囲第２８項記載の２−ケト− Ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。３８．転換が約２〜４時間にわたって行なわれる請求の範囲３７第項記載の２− ケト−ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。３９．Ｌ−アスコルビン酸の収率が９０％より多い請求の範囲第２８項記載の２ −ケト−ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。４０．Ｌ−アスコルビン酸の収率が９３％より多い請求の範囲第３９項記載の２ −ケト−ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転換。