PL58307B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: - Opublikowano: 30. X. 1969 58307 KI. 12 o 11 MKP C 07 c O 5d/# UKD Twórca wynalazku: dr inz. Romuald Bogoczek Wlasciciel patentu: Politechnika Slaska im. W. Pstrowskiego (Katedra Chemii Organicznej), Gliwice (Polska) Sposób wytwarzania kwasów aldonowych i/lub ich soli Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymy¬ wania kwasów aldonowych i/lub ich soli, przez utlenienie aldoz zwlaszcza aldoheksoz powietrzem z jednoczesnym wydzieleniem produktów reakcji.Pod nazwa kwasów aldonowych rozumie sie kwasy takie jak kwas glukonowy, £alaktonowy, laktobionowy, a pod nazwa ich soli na przyklad glukonian wapniowy lub sodowy, galaktonian so¬ dowy, laktobionian wapniowy lub bromolaktobio- nian wapniowy.Znany jest sposób otrzymywania kwasów aldo¬ nowych przez utlenianie aldoheksoz powietrzem w obecnosci katalizatora platynowego. Jednakze ze wzgledu na latwosc zatruwania sie tego kata¬ lizatora i wysoka jego cene, sposób ten nie zna¬ lazl zastosowania przemyslowego.Znane jest równiez utlenianie aldoheksoz po¬ wietrzem bez katalizatora platynowego, lecz w wy¬ niku reakcji nastepuje odbudowa aldoheksozy i produktem koncowym jest aldopentoza lub kwas aldopentonowy.Stwierdzono, ze kwasy aldoheksonowe powstaja w pierwszym stadium utlenienia aldoheksoz po¬ wietrzem a nastepnie ulegaja dekarboksylacji z wytworzeniem aldopentoz lub kwasów aldo- pentonowych.Wynalazek umozliwia wyeliminowanie dekar¬ boksylacji kwasów aldoheksonowych przez usu¬ wanie ich z fazy cieklej in statu nascendi.Usuwanie to polega na wiazaniu produktu za 10 15 20 25 30 pomoca zywicy anionowymiennej w postaci wo¬ dorotlenowej lub weglanowej. W tym celu utle¬ nianie aldoheksoz powietrzem prowadzi sie w obecnosci zywicy anionowymiennej albo roz¬ twór wodny aldozy poddaje sie w sposób ciagly parcjalnemu utlenianiu, roztwór reakcyjny z po¬ wstajacym stopniowo kwasem aldonowym odpro¬ wadza do kolumny jonitowej, w której naste¬ puje zwiazanie kwasu aldonowego, a wyciek z ko¬ lumny po wzbogaceniu swieza aldoza zawraca sie do stadium utleniania. Tak wiec roztwór reak¬ cyjny w tym przypadku znajduje sie w ciaglym przeplywie miedzy reaktorem w którym prowadzi sie utlenianie a kolumnami jonitowymi i od¬ wrotnie.Korzystne jest utrzymywanie w srodowisku reak¬ cyjnym stezenia tworzacego sie kwasu aldono¬ wego znacznie nizszego od stezenia aldozy z uwagi na wieksza szybkosc przebiegu reakcji utlenienia w stadium poczatkowym.Wedlug wynalazku w pierwszym przypadku w reaktorze wiezowym umieszcza sie wodny roz¬ twór aldoheksozy lub dwucukru redukujacego o stezeniu na przyklad 10—30% oraz zywice anio- nowymienna i ewentualnie ogrzewajac do tempe¬ ratury 20—70°C powoduje sie barbotaz roztworu powietrzem, przy czym nastepuje utlenianie. Po¬ wstajacy kwas aldoheksonówy wiaze sie z obec¬ na w mieszaninie reakcyjnej zywica anionowy- mienna opuszczajac faze ciekla. W miare przebiegu 583073 reakcji stezenie aldozy w roztworze maleje stop¬ niowo, uzyskujac w koncu wartosc "bliska zera.Wtedy wypuszcza sie ciecz z reaktora a pozostala zywice z która zwiazany jest kwas glukonowy przemywa sie okolo 0,5—1,5 normalnym roztwo¬ rem kwasu mineralnego lub wodorotlenku metalu alkalicznego albo soli mineralnej uzyskujac w wy¬ cieku roztwór kwasu glukonowego lub jego soli o stezeniu 10—30%.W drugim przypadku hoksoze utlenia sie par¬ cjalnie to znaczy dopuszcza sie do powstania kwasu aldonowego w srodowisku reakcyjnym je¬ dynie w nieznacznym stopniu w porównaniu z obecna w roztworze aldoza. Roztwór taki odpro¬ wadza sie w sposób ciagly z reaktora do kolumn anionitowych, gdzie kwas aldonowy ulega za¬ trzymaniu, a roztwór glukozy przechodzi do od¬ bieralników, a nastepnie do zbiorników przygo¬ towawczych, w których uzupelnia sie stezenie aldozy do poziomu poczatkowego, skad poprzez zbiorniki dozujace, roztwór ten doplywa ciagle do reaktora.W ten sposób przy stalej, bardzo niskiej zawar¬ tosci kwasu aldonowego w reaktorze i wielo¬ krotnie wyzszej, choc równiez stalej koncentracji aldozy ilosc kwasu aldonowego zwieksza sie w ko¬ lumnie amonitowej, która po pewnym czasie ulega wysyceniu. Wtedy przeplywajacy roztwór skie¬ rowuje sie do innych kolumn, natomiast wysy- cone zloze jonitowe eluuje sie w znany sposób rozcienczonymi roztworami kwasów mineralnych, wodorotlenków metali alkalicznych lub soli mi¬ neralnych, otrzymujac w wycieku roztwór kwasu aldonowego, jego laktonu lub odpowiednich soli.Kolumna anionitowa po przemyciu roztworem wo¬ dorotlenku metalu alkalicznego jest ponownie przygotowana do przyjmowania roztworu pore¬ akcyjnego.Po odparowaniu tych roztworów mozna uzyskac bardzo czyste nastepujace produkty: kwasy aldo- nowe ich laktony lub sole kwasów aldonowych.Produkty te znajduja zastosowanie jako srodki terapeutyczne, jako pólprodukty przy wytwarza¬ niu mas plastycznych, oraz srodków powierzchnio¬ wo czynnych.Przyklad I. Do reaktora wiezowego posia¬ dajacego w swej dolnej czesci urzadzenie do wprowadzenia powietrza, wprowadzono 1000 ml 20% roztworu d-glikozy i 1200 ml zywicy anio- nowymiennej w postaci wodorotlenowej o nazwie Wofatit SBW. Nastepnie przez zawiesine przepro¬ wadzono strumien powietrza, który utleniajac gli- koze powodowal równoczesnie dobre wymiesza¬ nie sie zywicy z roztworem. Powstajacy kwas glukonowy wiazal sie in statu nascendi z zywica anionitowa opuszczajac w ten sposób roztwór i nie ulegal dalszemu rozkladowi. Tymczasem stezenie glikozy w roztworze malalo stopniowo do zera.Gdy to nastapilo wypuszczano roztwór z reakto¬ ra a pozostala w nim zywice przemyto jednonor- malnym roztworem weglanu sodowego, uzyskujac w wycieku okolo 900 ml 20% roztworu glukonia- nu sodowego. Pozostala w reaktorze zywica anio¬ nitowa byla przygotowana do nastepnej szarzy produkcyjnej. 4 ; ^ Przyklad II. W reaktorze, w zbiorniku do¬ zujacym i przygotowawczym, jak równiez w ko¬ lumnach jonitowych i odbieralnikach umieszczo¬ no 5000 ml 15% roztworu d-glikozy, po czym 5 rozpoczeto utlenianie przez ciagle wprowadzanie powietrza od dna reaktora. W czasie prowadzenia barbotazu wzrastala kwasowosc roztworu, gdy osiagnela wartosc okolo 1% kwasu glukonowego, uruchomiono obieg cieczy. 10 Roztwór z reaktora odplywal jednostajnie i cia¬ gle do kolumn anionitowych, podczas gdy do reaktora doplywal jednoczesnie roztwór d-glikozy o stezeniu 15%. Kwas glikonowy zatrzymywal sie w kolumnach anionitowych z których wyplywal 15 roztwór d-glikozy o stezeniu okolo 14%. Roztwór ten doplywal do zbiorników przygotowawczych gdzie dodawano d-glikoze celem zwiekszenia jego koncentracji do 15%. Roztwór ten splywal nastep¬ nie ciagle poprzez zbiorniki dozujace do reaktora, 20 w którym utrzymywano stezenie kwasu glukono¬ wego na poziomie okolo 1%. Koncentracje taka utrzymywano przez odpowiednie skorelowanie przeplywów strumieni powietrza, roztworu pore¬ akcyjnego i roztworu swiezego. 25 Po pewnym czasie kolumna anionitowa zostala wysycona kwasem glukonowym i wyciek z niej wykazywal odczyn kwasny. Wtedy roztwór po¬ reakcyjny skierowano do kolumny swiezo zrege¬ nerowanej, natomiast z kolumny wysyconej wy- 30 dobyto kwas glukonowy przez eluacje 0,6n kwa¬ sem solnym uzyskujac w wycieku kazdorazowo okolo 620 g kwasu glukonowego w postaci 10% roztworu na kazde 800 g dodawanej d-glikozy do zbiornika przygotowawczego, przy czym w apa- 35 raturze znajdowalo sie nadal okolo 5000 ml 15% roztworu d-glikozy.Uzyskany roztwór kwasu glukonowego zawie¬ rala pewna ilosc laktonu, byl jasny w kolorze i nadawal sie do otrzymywania róznych czystych 40 soli o wlasciwosciach terapeutycznych.Szczególnie dobre wyniki w operacjach elucji zloza jonitowego uzyskuje sie, stosujac znany sposób miedzyoperacyjnej ewakuacji przestrzeni miedzyziarnistej. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 50 Sposób wytwarzania kwasów aldonowych i/lub ich soli przez utlenianie powietrzem roztworów aldoz znamienny tym, ze utlenianie prowadzi sie bezposrednio w obecnosci zywicy amonitowej w postaci wodorotlenowej lub weglanowej, albo 55 roztwór aldozy poddaje sie w sposób ciagly par¬ cjalnemu utlenianiu odprowadzajac roztwór re¬ akcyjny z tworzacym sie kwasem aldonowym do kolumny jonitowej i po wzbogaceniu wycieku z kolumny czysta aldoza doprowadza z powrotem 60 do stadium utleniania, w którym utrzymuje sie nizsze stezenie tworzacego sie kwasu aldonowego od stezenia aldozy, a zwiazany z jonitem kwas aldonowy eluuje. sie ze zloza anionitowego w zna¬ ny sposób roztworem kwasu mineralnego, wodo- 65 rotlenku metalu alkalicznego lub soli mineralnej. Krak 1 z. 278 VI. 69 240 PL