PT91726B

PT91726B - Processo para a cloracao de sacarose ou de um derivado damesma que e particularmente adequado para a preparacao de sacaralose

Info

Publication number: PT91726B
Application number: PT91726A
Authority: PT
Original assignee: Tate & Lyle Plc
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1989-09-15
Publication date: 1995-05-31
Also published as: DK455889D0; EP0364100B1; EP0364100A3; EP0364100A2; DK170931B1; KR0137025B1; NO171916B; FI92323C; DE68903624T2; JPH02167293A; GR3006838T3; FI92323B; MX172062B; NO893688D0; GB8920600D0; KR900004754A; JP2923310B2; AR246744A1; DE68903624D1; FI894359A0

Description

DESCRIÇÃO

DA

PATENTE DE INVENÇÃO

N.° 91 726

REQUERENTE: TATE & LYLE PUBLIC LIMITED COMPANY, britânica, industrial, com sede em Sugar Quay, Lower Thames Street, Londres EC3R 6DQ,In glaterra.

EPÍGRAFE: ” PROCESSO PARA A CLORAÇAO DE SACAROSE OU

DE UM DERIVADO DA MESMA QUE É PARTICULARMENTE ADEQUADO PARA A PREPARAÇÃO DE SACARA LOSE ’’

INVENTORES:

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.

Grã-Bretanha, em 16 de Setembro de 1988 sob o n^e . 8821804.5 e em 27 de Setembro de 1988 sob o n«. 8822673.3.

INPI. MOO. 113 RF 18732

ΟΧ . H-Ua

Ref: LRC/579P 56716

PaíXvJfe Z2

-RESUMO —

PROCESSO PARA A CLORAÇÃO DE SACAROSE OU DE UM DERIVADO DA. MESMA QUE E PARTICULARMENTE ADEQUADO PARA A PREPARAÇÃO DE

SACARALOSE

Descreve-se um processo para a cloração de sacarose ou de um derivado da mesma que é part icularmente adequado para a preparação de sacaralose, que compreende a reacção da sacarose ou de um derivado da mesma com cloreto de: tionilo e uma base de azoto numa proporção de cerca de 1 equi valente molar (ME) de cloreto de tionilo e cerca de 1 ME de base para cada ME do hidroxilo livre, num solvente polar moderadamente nSo-reactivo.

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Descrição do objecto do invento que

TATE & LYLE PUBLIC LIMITED COMPANY, britânica, industrial,com sede em Sugar Quay, Lower Thames Street, Londres EC3R 6DQ, Inglatei ra, pretende obter em Portugal p_e ra PROCESSO PARA A CLORAÇÃO DE SACAROSE OU DE UM DERIVADO DA MEJE MA QUE Ê PARTICULARMENTE ADEQUADO PARA A PREPARAÇÃO DE SACARALOSE presente invento refere-se a um processo para a cloração de açúcares para produzir derivados clorodeoxi, e em particular à cloração de sacarose na preparação de sacaralose (4,16'-tricloro-4,16'-trideoxi galacto sacarose).

Existe um número de processos para a preparaçãc de sacaralose, os quais envolvem todos a cloração da molécule de sacarose nas posições 4; l'-e 6'-. A fim de se conseguir ij to, é essencial que a posição 6 na molécula de sacarose esteja protegida, visto que o grupo 6-hidroxi, sendo um grupo hidroxi primário, é altamente reactivo para os reagentes de cic ração. No método da patente norte-americana No. 4380476 e da patente britânica No. 2079749 a sacarose é acilada na posiçãc 6 e as posições 4ç 1'-e 6'-são então cloradas na presença de grupos hidroxi não protegidos nas posições 2; 3,^_ 3'-e 4'-.

Um processo relacionado é revelado na patente britânica No. 2181734A. Neste processo, a sacarose 6-substituída é a rafinose de trisacarido, que é um derivado 6- a. _d~ -galactopiranosil de sacarose. A sua utilização neste processo foi prognosticada pela verificação de que a mesma poderia

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SET. 1Ξ39

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Mod. 71-10000ex. -89/07 ¹ ser clorada para proporcionar 6,4,1’,6'-tetracloro-6,4,1',

6'-tetradesoxigalacto-rafinose, referida por conveniência pela abreviatura TCR. A TCR pode então ser clivada na presença de uma -galactosidase para dar sacaralose .

⁵ Um método alternativo para preparar β-ésteres ds sacarose é revelado no pedido de patente norte-americana co-pendente No. de Série 220.641, depositado em 18 de Julho de 1988. A sacarose é feita reagir com um 1,3-dihidrocarbiloxi-1,1,3,3-tetra(hidrocarbil)-distanoxano para produzir um 1,3¹⁰ -di-(6-0-sacarose)-l,1,3,3-tetra(hidrocarbil)-distanoxano, que pode ser regio-selectivamente feito reagir com um agente de acilação para produzir o 6-acilato de sacarose .

método de cloração de rafinose revelado na patente britânica No. 2181734A envolve a utilização de cloreto ¹⁵ de tionilo em piridina na presença de um óxido ou sulfureto de triarilfosfina. Embora este processo dê o desejado derivado de cloro, e em particular insira um átomo de cloro na pos: ção 4, o mesmo tem desvantagens consideráveis. Em primeiro lugar, o processo emprega 3 equivalentes molares do óxido ou ²θ sulfureto de triarilfosfina, que é difícil de remover e, se for desejado no caso do óxido, de recilar. Em segundo lugar, as condições de reacção dão lugar a grandes quantidades de sub-produto insolúvel negro, conduzindo a dificuldades no aproveitamento. A. reacção também utiliza grandes quantidades de cloreto de tionilo e ainda assim os rendimentos são apenas moderados .

Na cloração de todos os derivados de sacarose

6-substituídos, existe também o problema de que não é fácil obter o grau correcto de cloração, isto é, o produto clorado está não apenas nos grupos 6'-hidroxi primários, mas também na posição 4 secundária (e um tanto retardado estericamente), e na posição 1' primária, mas não noutras posições.

Verificou-se agora que uma modificação de uma técnica de cloração de há muito conhecida pode ser utilizada para dar os desejados produtos clorados com bons rendimentos.

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A cloração de álcoois que utiliza cloreto de tioni lo e piridina é conhecida desde hã muitos anos (Darzens,

1912

Comptes Rendues, 1911, 152, 1314, 1601, e(154 , 1615). 0 me ca nismo do processo foi explicado por Gerrard (Gerrard, J .Chem, Soc. 1939, 99; 1940, 218, e 1944, 85). Numa primeira fase, duas moléculas de álcool ROH reagem com cloreto de tionilo para formar um sulfito P₂ ³°3 ^e ^uas moléculas de cloreto de hidrogénio que reage com a piridina para formar cloridrato de piridina . Numa segunda fase, o sulfito é decomposto por reac ção com mais cloreto de tionilo para proporcionar duas moléculas de um RSO₂C1 de clorosulfito. Numa terceira fase os clorosulfitos reagem com cloridrato de piridina para proporcionar duas moléculas de cloreto de RC1 e duas moléculas de diéxido de enxofre.

Assim, no processo Darzens, a piridina actua como um dissolvente para os reagentes, como um aceitador de ácido para o cloreto de hidrogénio libertado durante a reacção inicial de cloreto de tionilo com o álcool para formar o sulfito e, na forma de cloridrato de piridina, como um catalisador para a libertação de iôes cloreto para a última fase da reacção. Para compostos polihidroxi onde grandes quantidades de cloreto de hidrogénio são libertadas a acção de piridina como um aceitador de ácido evita a degradação do polisulfito.

Quando este processo é aplicado a compostos polihidroxi tais como açúcares, deveria esperar-se que fossem produzidos sulfitos intramoleculares, e na prática o result_a do é sempre uma mistura excedentemente complexa de produtos. S presumivelmente por esta razão que parece não existir piblã cado um exemplo do sistema de reagente cloreto de tionilo-p_i ridina utilizado com êxito para clorar açúcares. A aproximação mais evidente é apresentada no processo da patente brit_â nica No. 2 181 734 A, que utiliza éxido de trifenil fosfina em conjunto com cloreto de tionilo e piridina para clorar ra finose mas, como acima mencionado, os resultados estão longe de ser satisfatórios.

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A requerente verificou agora que a sacarose,

protegida na posiçSo 6, ou a própria sacarose, pode ser feita reagir com cloreto de tionilo e uma base tal como piridina ου uma piridina alquil substituída para proporcionar um bom rendimento do desejado produto clorado, desde que certas condiçOes sejam encontradas .

Primeiramente, as quantidades de cloreto de tionilo e de piridina devem ser aproximadamente de 1 equivalente molar (ME) para cada grupo hidroxilo livre na molécula de açúcar. Assim, um 6-éster de sacarose, tendo 7 grupos hidroxilo livres (dos quais e sSo para ser clorados) deve ser feito reagir com cerca de 7 ME de cloreto de tionilo e cerca de 7 ME de piridina. De maneira análoga, a refinose, tendo 11 grupos hidroxilo livres (dos quais 4 são para ser clorados), deve ser feita reagir com cerca de 11 ME de cloreto de tionilo e cerca de 11 ME de piridina.

Na prática, a quantidade pode variar até uma certa extensão. Em geral, para um derivado de sacarose tendo n grupos hidroxilo livres, é desejável utilizar de 0,9 n a 1,2 n ME de cloreto de tionilo e de n a 1,4 η ME de piridina particularmente n a 1,1 n de cloreto de tionilo e n a 1,3 n de piridina .

Quando são utilizadas quantidades menores, de piridina, o intermediário de sacarose 6-protegida não se dissolve completamente, o que pode causar dificuldades na agita ção da mistura de reacção inicialmente, e existe insuficiente base para neutralizar o cloreto de hidrogénio libertado durante a primeira fase da reacção. Quando são utilizadas quantidades maiores de piridina, a reacção paralela entre cic reto de tionilo e o excesso de piridina conduz à formação de sub-produtos indesejáveis que são dificies de remover.

Em segundo lugar, a reacção deve processar-se num dissolvente não reactivo em que o clorosulfito é fâcilmen te solúvel, de polaridade moderada, isto é, tendo uma constante dieléctrica de 5 a 15. 0s hidrocarbonetos clorados taU___

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is como etanos parcialmente clorados sao dissolventes preferi dos, sendo o 1,1,2-tricloroetano o mais preferido devido aos seus tempos de reacção mais curtos (isto é, duas horas ou menos à temperatura de refluxo de 112°). 1,2-dicloroetano tem um ponto de ebulição mais baixo (refluxo 83°; tempo de reacção 9-12 h) e, portanto, é menos preferido.

A reacção é ventajosamente efectuada por adição gradual de uma solução do derivado de sacarose em piridina a uma solução de cloreto de tionilo no dissolvente quimicamente inerte. A reacção deve inicialmente ter lugar a uma temperetu ra mais baixa, por exemplo a -5°C ou menos, ou com maior preferência a cerca da temperatura ambiente, seguida por um peiSr do de tempo a uma temperatura elevada, convenientemente a tem peratura de refluxo da mistura quando a reacção é efectuada sob pressão atmosférica (cerca de 83°C para 1,2-dicloroetano/ piridina e 112°C para 1,1,2-tricloroetano/piridina) .

Tem sido feita referência à utilização de piridina ou de piridinas alquil-substituídas na reacção. Verificou-se que é essencial que seja utilizada uma base orgânica . A base é necessária para neutralizar cloreto de hidrogénio que é envolvido na reacção inicial de cloreto de tionilo com o grupo hidroxilo, que se crê formar um clorosulfito inicial e cloreto de hidrogénio. Na ausência de uma base, o cloreto de hidrogénio provoca a degradação de moléculas de sacarose 6-subst ituí da, que são relativamente instáveis a ácido. Parece que uma base de azoto aromática é a mais adequada. A piridina e piridinas alquil-substituídas são particularmente adequadas porque as mesmas são bons dissolventes para os derivados de açúcar. Das piridinas alquil-substituídas, a 3-picclina e a 4-picolina e misturas destas duas são as mais adequadas. Numa segunda fase da reacção, a base cloridrato actua como uma fonte de iões cloreto que deslocam o sulfito ou grupos clorosulfito inicialmente formados.

De acordo com o presente invento, portanto, proporciona-se um processo para a cloração de sacarose ou de um

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Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 derivado da mesma, particularmente um derivado 6-protegido tal como β-éster ou 6-éter, por exemplo um derivado de glicosilo tal como rafinose, compreendendo a reacção com cloreto de tionilo e uma base de azoto a uma proporção de cerca de un. equivalente molar de cloreto de tionilo e cerca de um equivalente molar de base para cada equivalente molar de hidroxilo livre na sacarose ou derivado da mesma, num dissolvente não reactivo, moderadamente polar. 0 método do presente invento proporciona um método eficiente e selectivo de cloração de β-ésteres de sacarose pela utilização na preparação de sacarose . 0 termo 'β-éster' também inclui derivados de sacarose com um grupo β-éster assim como um grupo éster em qualquer ca so, por exemplo um 6,4'-diéster de sacarose como descrito e reivindicado na patente britânica cuja prioridade é reivindicada, No. 8822673.3 depositada em 27 de Setembro de 1988.

Assim, de acordo com uma outra característica do presente invento proporciona-se um processo para a preparação de sacaralose que compreende a reacção de um derivado de sacarose β-protegido com um agente de cloração, caracterizado por a cloração ser efectuada por reacção com cerca de um equivalente molar de cloreto de tionilo e cerca de um equivalente molar de base para cada equivalente molar de hidroxilo livre no derivado de sacarose, num dissolvente inerte, moderadamente polar.

Os exemplos seguintes ilustram melhor o invento. (Norit, Amberlite, Rad Pak, Duolite e PREP-PAK são Marcas Registadas).

Exemplo 1: Cloração de 6-acetato de sacarose

Uma solução de 6-acetato de sacarose cristalina (5 g; pureza 79,8%, ver abaixo) em piridina (7,89 ml: aprox_i madamente 7 ME) foi adicionada gota a gota durante um período de 30 minutos a cloreto de tionilo (7,09 ml: aproximadamente 7 ME, ver abaixo) em 1,2-dicloroetano (25 ml), mantendo a temperatura abaixo de -5°C . A mistura foi deixada aquecer até à temperatura ambiente, depois aquecida durante 1 ho

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/ ra ao refluxo (83°C) . A dissolução completa de qualquer precipitado ocorreu a 45°O . A solução foi refluxada durante 12 horas, depois concentrada até metade do volume. 0 concentrado foi adicionado a uma mistura fria de 0,880 de amónia (20 ml) e metanol (20 ml) e aquecido a 45°C durante 45 minutos.

A solução foi concentrada até formar um xarope fino que foi repartido entre butanona (50 ml) e cloreto de sódio aquoso saturado (50 ml). A camada aquosa foi extraída com mais but_a nona (50 ml). As fases orgânicas combinadas foram descoloradas com carbono activado (Norit GB2), desionizadas utilizando Duolite DMF (H⁺/0H ), uma resina permutadora de iões, e concentrada até è secura. A análise do resíduo por HPLC (ut_i lizando um líquido de cromatografia com detector de índice refractário, dotado com uma coluna de 5 microns Streel Resolve C18 e eluindo com acetonitrilo: água 28:72) indicou uma conversão de 6-acetato de sacarose em β-acetato de sacara lose combinada de 72%.

Análise S0Cl₂ exigido.	de 6-acetato de sacarose e cálculo do
% soci₂ (ME) permit ido	SOC1₂ (ml) necessário
β-acetato de sacarose	79,8 7 \	5,57
4-acetato de sacarose	3,9 7 J
sacarose	9,8 8	0,84
metanol	6,0 1	0,68
	99,5	7,09
Exemplo 2: Cloração de rafinose
Uma solução de rafinose (10 g,	anidra) em piri-
dina (17,6 ml: ll ME)	foi adicionada gota a	gota durante 30
minutos a cloreto de	tionilo (15,9 ml: 11 ME) em 1,2-dicloro
etano (50 ml) a -5°C.	A mistura foi deixada	aquecer até à

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temperatura ambiente, depois aquecida até ao refluxo (83°C) durante 1 hora . Depois de refluxar durante 9 horas, a soluçát foi concentrada até metade do volume. 0 concentrado foi adicionado a uma mistura fria de 0,880 de amónia (50 ml) e meta nol (50 ml) e aquecido a 45°C durante 1 hora. A solução foi concentrada até um xarope fino que foi repartido entre butanona (75 ml) e cloreto de sódio aquoso saturado (75 ml), a camada aquosa foi extraída com mais butanona (4 x 50 ml). As fases orgânicas combinadas foram descoloradas com carbono activado (Norit GB2), desionizadas utilizando Duolite DMF (H⁺/0H^_), uma resina permutadora de ióes e concentrada até à secura. A análise do resíduo por HPLC (utilizando uma cromatografia líquida com uma coluna PREP-PAK 5OO/C18 e eluíndo com acetonitrilo: égua, 20:80) indicou uma conversão de rafi nose em tetraclororafinose de 58%.

Exemplo 3: Cloração de rafinose

As condições do Exemplo 2 foram modificadas subs tituíndo o 1,2-dicloroetano por 1,1,2-tricloroetano e refluxando a 112°C durante 1,5 horas. 0 produto foi analizado por HPLC como descrito para o Exemplo 2. Uma conversão de 60% de refinose em tetraclororafinose foi obtida.

Exemplo 4: Preparação de penta-acetato de Sacaralose (TOSPA) o-acetato de sacarose (500 g; pureza de cerca de 80%) foi dissolvido em piridina (920 ml; 8,2 ME) a 60°C, arrefecido até à temperatura ambiente e adicionado a uma solução agitada de cloreto de tionilo (730 ml; 7,2 ME) em 1,1,2-tricloroetano (TCE) (2000 ml) durante 90 minutos mantendo a temperatura abaixo de 20°C . Depois da adição, a solução de reacção foi aquecida ao refluxo (112°C) durante 2 horas e mar. tida ao refluxo durante 90 minutos. A mistura foi então arre fecida até menos que 20°C e uma solução de amónia (S.G.

0,880; 2000 ml) em água (1000 ml) foi então adicionada durante 75 minutos mantendo a temperatura abaixo de 30°C. A

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mistura foi então deixada assentar, a fase orgânica inferior (cerca de 3300 ml) foi separada, e a fase aquosa (2700 ml) foi extraída inversamente com TCE (500 ml). Os extractos com binados foram concentrados até um xarope a 55°C. 0 anidrido acético (500 ml) e acetato de sódio (50 g) foram então adicio nados e a mistura foi aquecida até 70°C durante uma hora depois do que foi adicionado tolueno (2000 ml). A mistura foi entSo arrefecida até cerca de 30°C e foi adicionada ãgua (1000 ml).

A cristalização foi deixada prosseguir a 5c durante duas horas e depois o TOSPA foi reunido, lavado com tolueno (500 ml) e secado (leito de fluído à temperatura ambiente) . Rendimento: damp. cerca de 610 g; secura cerca de 420 g, rendimento molar 56%. Ensaio 82,4% por HPCL utilizando uma cromatografia líquida dotada com uma coluna Rad Pak A (C 18) de 5 microns e eluindo com acetonitrilo/metanol/égua (3/3/4) .

Exemplo 5: Preparação de socaralose

Uma amostra de TOSPA proveniente do Exemplo 4 (50 g) foi retomada em metanol (125 ml) e foi adicionado metôxido de sódio (0,5 g). A mistura foi agitada à temperatura ambiente durante 1,5 horas sob vácuo. A solução resultante foi neutralizada por agitação com resina Amberlite IRC 50 (H+) (7,5g) e depois a resina foi removida por filtração e lavada com metanol (25 ml). 0 filtrado e o produto lavado fc ram agitados com carvão vegetal decolorante (2 g) e celite (2 g) durante 15 minutos,depois a solução foi clarificada até formar espuma no vácuo. A sacaralose cristalina foi isolada retomando a espuma em acetato de etilo (100 ml), filtrar, do, lavando com acetato de etilo (25 ml) e secando no vãcuo a 40°C durante 12 horas. Rendimento 23,1 g (94%).

Exemplo 6:

Cloração de 6-benzoato de sacarose com cloreto de tionilo e piridina em 1,1,2-tricloroetano

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Uma solução de β-benzoato de sacarose (10,0 g,

1,00 ME) em piridina (16,3 ml, 9,00 MS) foi adicionada gota a gota a uma solução agitada, arrefecida de cloreto de tionilo (12,3 ml, 7,50 ME) em 1,1,2-tricloroetano (80 ml) a uma proporção suficiente para manter a temperatura abaixo de 10°C.

Forma-se um precipitado branco. A adição demora 20 minutos. A pasta foi suavemente aquecida até ao refluxo durante 1 hora.

horas enquanto era controlada por tlc (ver adiante).

A mistura foi arrefecida até à temperatura ambiente e foi adicionada lentamente uma solução de hidróxido de amónio concentrada (20 ml) em metanol (20 ml), com arrefeci-

a mistura foi agitada àquela temperatura durante 1 hora. Foi adicionada âgua (40 ml) e, depois de agitação a 60° C durante minutos, as fases foram separadas. A fase orgânica foi cor centrada até à secura para dar 12,9 g de β-benzoato de sacara lose como um sólido castanho, que foi directamente transforma do em sacaralose (Exemplo 7).

Sistema Tlc

Uma amostra da mistura de reacção (0,5 ml) foi adicionada a 1,0 ml de uma solução consistindo em hidróxido de amónio concentrado/metanol 1:1, e a mistura agitada a 60°C durante 30 minutos. Uma amostra (2 pl) foi colocada sobre uma pi aca tlc de gel de sílica e revelada utilizando 20:5:0,2 de diclorometano:metanol:ácido acético. A. observação foi efectuc da tanto por luz UV como por aspersão com ácido sulfúrico et_c nôlico a 5% e carbonação.

Exemplo 7

Preparação e isolamento de sacaralose a partir de 6-benzoato de sacaralose bruto

6-benzoato de sacaralose bruto (12,9 g; do ExemBAD ORIGINAL

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pio 6 ) foi agitado com metanol (100 ml) contendo metôxido de sódio (0,40 g) à temperatura ambiente . Passada 1 hora formou-se uma solução límpida castanha escura, e passadas 2 horas a reacção foi completada por tlc (gel de sílica, eluente, dicloromet ano-.metanol: ácido acético 20:5:0,2). 0 pH foi ajustado a 7,2 por agitação com 5,0 g de resina permutadora de iões da marca Amberlite IRC50H⁺, e a resina filtrada e lavada com metanol. 0 filtrado foi tratado com pó de carvão activado (1,0 g) e agitado à temperatura ambiente durante 1 hora, filtrado e lavado com metanol. 0 filtrado foi concentrado até um óleo castanho (14,2 g) .

óleo foi submetido a um processo de extracção líquido-líquido de 8 fases em contra-corrente com repartição en tre acetato de etilo (150 ml) e égua (250 ml). As impurezas polares menores foram extraídas com o acetato de etilo, e a sacaralose e mais impurezas polares foram extraídas para a fase aquosa. A fase aquosa foi concentrada sob pressão reduzida até 25 ml e submetida a um processo de extracção líquido-líquido de 4 fases em contra-corrente repartido entre 2-butanona (30 ml) e água (lOml). As fases de 2-butanona foran concentradas para dar sacaralose sólida que foi secada in vácuo . Rendimento 5,0. Ensaio: 92,4% de sacaralose, Z.2% de im purezas de carbohidrato clorado.

Método Analítico HPLC

A amostra de sacaralose foi analizada por cromatograf ia líquida de elevado rendimento (KPCL) . 0s componentes da amostra foram separados sobre uma fase invertida, coluna HPCL de octadecilsilano, utilizando uma fase móvel de 12% de acetonitrilo/88% de ãgua e um gradiente de fluxo que cresce de 0,6 até 1,8 ml/minuto. A detecção foi efectuada por refrac tometria diferencial. A amostra foi analizada contra um padrão de sacaralose conhecido e padrões de cinco impurezas pa ra determinar a percentagem de composição em peso.

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Exemplo 8

Cloração de 6-benzoato de sacarose com cloreto de tionilo e

3-picolina em 1,1,2-tricloroetano

Uma solução de 6-benzoato de sacarose (10,0 g, 1,00 ME) em 3-picolina (17,6 ml, 8,0 ME) foi adicionada gota a gota a uma solução agitada, arrefecida, de cloreto de tionilo (12,3 ml, 7,50 ME) em 1,1,2-tricloroetano (40 ml) a uma proporção suficiente para manter a temperatura a 20 + 2°C . Resultou uma solução turva amarelo pálido. A mistura foi aquecida lentamente ao refluxo (11O°C) durante 1 hora e ao reflu xo durante mais uma hora. A reacção foi controlada por tlc (ver Exemplo 5 para o método).

A mistura (cerca de 70 ml) foi arrefecida até 30°C, transferida para um funil de gotas e adicionada gota a gota, com agitação, a uma solução aquosa saturada de amónia (40 ml) com arrefecimento. A adição demorou 10 minutos mantei do-se a temperatura abaixo de 30°C . A mistura foi aquecida até 6C°C durante 20 minutos, depois as fases foram separadas A fase orgânica foi concentrada até à secura em alto vácuo para dar 12,6 g de produto bruto mostrado pela análise HPLC para conter 57,4% de 6-benzoato de sacaralose (rendimento 63,3%) .

Método Analítico HPLC

Amostras de 6-benzoato de sacaralose foram analizadas por cromatografia líquida de alto rendimento (HPLC). Os componentes da amostra foram separados numa fase inversa, coluna HPLC de octadecilsilano, com gradiente de eluição de 24% de metanol/76% de 0,01M í^HPO^, pH 7,5 tampão a 69,5% me tanol/30,5% tampão. A detecção foi efectuada por absorção ul travioleta a 254 nm. As amostras foram analisadas contra um

6-benzoato de sacaralose padrão de composição e pureza conhe cidas para determinar a percentagem em peso.

A pureza cromatográfica foi também calculada a partir do perfil de pico cromatográfico total.

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15. S£m9

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Perfil da Reacção

Um perfil de reacção de uma combinação SOC1₂~ -TCE-picolina, de 6-benzoato de sacarose foi estudado. A reac _ ção foi conduzida com 50,0 g (l,0 ME) de β-benzoato de sacarose, 88,0 ml (8,0 ΚΞ) de 3-picolina, 60,6 ml (7,5 ME) de S0Cl₂, e 200 ml de TCE de acordo com os fundamentos do processo indicado acima. As partes alíquotas da reacção foram retiradas a intervalos e analizadas por HPLC para derivados de clorodesoxisacarose. Verificou-se que a formação de 6-ben zoato de sacaralose (tosben”) estâ no seu máximo depois de 1 hora ao refluxo quando um período de até 1 hora de aquecimento é utilizado. Períodos de aquecimento mais longos resul tam numa perda de 6-benzoato de sacaralose e na produção de outras espécies cloradas.

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Exemplo 9

Cloração de 6-benzoato de sacarose com cloreto de tionilo e piridina em 1,1,2-tricloroetano: escala 50 g isolando 6-ben^} zoato de sacaralose cristalino

6-benzoato de sacarose (50,0 g, 1,00 ME) foi dissolvido em piridina (72,5 ml, 8,00 ME) com agitação. A sc lução foi arrefecida até à temperatura ambiente e adicionada gota a gota, com agitação, a uma solução de cloreto de tioni lo (60,6 ml, 7,50 ME) em 1,1,2-tricloroetano (200 ml) a uma proporção suficiente para manter a temperatura de 30°C, utilizando arrefecimento com água gelada. A adição demorou 17 minutos. A solução laranja resultante foi aquecida linearmen te a 109°C durante 40 minutos, começando a evolução de gás c

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90°C. A mistura foi refluxada durante 70 minutos, depois arrefecimento até 40°C .

A mistura de cloração (cerca de 325 ml) foi transferida para um funil de gotas e adicionada gota a gota a amónia aquosa concentrada (190 ml) mantendo a temperatura a <30°C com arrefecimento por gelo; a adição demorou 40 mi-J

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Mod. 71-10000 ex. - 89/07 nutos . A mistura bifâsica foi aquecida até 60°C durante 1 ho ra com agitação vigorosa. As fases foram separadas e a fase aquosa foi lavada com 1,1,2-tricloroetano (25 ml). As fases orgânicas combinadas foram filtradas para remover os sólidos suspensos e concentradas in vacuo até uma espuma . Rendimento 55,6 g, 58,3% a partir do rendimento corrigido de 6-benzoato de sacarose. Ensaio: 57,8% de 6-benzoato de sacaralose, 5,8% de 6-benzoato de sacarose desclorada, e 16,3% de 6-benzoato de sacarose tetraclorados.

Uma porção do produto bruto (25,0 g) foi dissolvi da em diclorometano (100 ml) e tratada com carbono activado durante 30 minutos ao refluxo. A solução foi filtrada através de um leito de celite, lavando-se o bolo com diclorometano (50 ml). 0 filtrado foi concentrado até cerca de 80 ml e foi deixado evaporar durante 2 dias mantendo-se nas condições do ambiente. Os cristais gomosos resultantes foram misturados com diclorometano frio (40 ml) e filtrados, lavados com diclc rometano (20 ml), e secados. Rendimento 8,62 g. Ensaio; 89,5% de 6-benzoato de sacaralose, 5,7% de 6-benzoato de sacarose desclorados, e 4,0% de 6-benzoato de sacarose tetraclorado.

Exemplo 10

Cloração de 6-benzoato de sacarose com cloreto de tionilo e piridina em 1,2-dicloroetano ²⁵ Uma solução de fraca qualidade de 6-benzoato de sacarose (20,0 g, 1,00 ME; ensaio: 80,5% de 6-benzoato de sacarose, 18,5% de sacarose) em piridina (30,8 ml, 8,50 ME) foi adicionada gota a gota a uma solução agitada arrefecida de cl» reto de tionilo (24,6 ml, 7,50 ME) em 1,2-dicloroetano (80ml) ³⁰ durante 20 minutos, mantendo a temperatura a menos que 15°C. Resultou uma pasta branca espessa que foi deixada aquecer até à temperatura ambiente durante 15 minutos, depois suavemente aquecida até ao refluxo durante mais 30 minutos. 0 refluxo fa continuado durante 13 horas seguindo o curso da reacção por ³⁵ tlc (ver Exemplo 5 para o método).

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- 14 Ref: LRC/579P 56716

Α mistura de reacção foi arrefecida até 10°C e concentração de 1:1 de amónia aquosa-metanol (80 ml) foi ad_i cionada, mantendo a temperatura abaixo de 30°C. A mistura foi aquecida a 50°C durante 1 hora e foi então adicionada água (40 ml). As fases foram separadas e a fase aquosa foi extrapida com 1,2-dicloroetano a 50°C . As fases orgânicas combinadas foram extraídas com água (40 ml), depois concentai das atê um óleo (31,0 g) in vacuo .

óleo foi convertido em sacaralose por desacila ção em metóxido de sódio metanólico, seguindo os processos padrão, para dar uma espuma castanha contendo 8,25 g de sacaralose, um rendimento de 57,5% a partir de 6-benzoato de sacarose .

Exemplo 11

Oloração de sacarose com cloreto de tionilo e piridina em

1,1,2-tricloroetano

Uma mistura heterogénea de sacarose (l g) e piri dina (2,3 ml, 10 ME) foi tratada com cloreto de tionilo (1,7 ml, 8 ME) em 1,1,2-tricloroetano (4 ml) a 0°C . A reacçeo foi levada è temperatura ambiente e depois aquecida a 95°C durante 16 horas. A solução foi neutralizada com amónia metanólica, concentrada até um xarope, e acetilada com anidrido acético e piridina à temperatura ambiente durante 6 horas. A solução foi concentrada, retomada em éter, lavada com égua, secada (Na₂S0^), e concentrada para dar um xarope (1,5 g) . A análise tlc mostrou que a mesma é uma mistura de peracetatos de 4,6,1' ,6'-tetracloro-4,6,1',6'-tetradesoxigalactosacarose (26,4%), 4,6,6'-tricloro-4,6,6'-tridesoxigalactosacarose (8,3%) e 6,6'-dicloro-6,6'-didesoxisacarose (17,0%) .

Exemplo 12

CloraçSo de 6-acetato de sacarose

6-acetato de sacarose (500 g; pureza cerca de

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80%) foi dissolvido em piridina (950 ml) e a solução foi adi cionada a uma solução agitada de cloreto de tionilo (7 30 ml) em 1,1,2-tricloroetano (TCE, 2000 ml) durante 90 minutos, mar tendo a temperatura abaixo de 20°C . A mistura de reacção foi então aquecida ao refluxo durante 2 horas e mantida ao refluxo (112°C) durante 90 minutos. A mistura foi então arrefecida até cerca de 10°C e foi adicionada égua (1000 ml) durante 30 minutos, mantendo a temperatura abaixo de 20°C . Uma mistura de amónia (S.G. 0,880; 1700 ml) e âgua (500 ml) foi então adicionada durante 60 minutos, mantendo a temperatura abaixo de 30°C. A mistura foi depois deixada assentar, a fase orgâni ca foi separada e a fase aquosa foi extraída com uma mistura de TCE e piridina (4:1, 500 ml). Os extractos orgânicos comb nados foram concentrados a 55°C até cerca de 1,5 litros de destilado terem sido reunidos e depois arrefecidos até cerca de 20°C. Anidrido acético (500 ml) foi então adicionado e a mistura foi aquecida até 60°C . Mais dissolvente (1000 ml) foi então separado por filtração, foi adicionado xileno (2000 ml) e a destilação foi continuada até terem sido removidos mais 1000 ml de destilado. Mais xileno (1000 ml) foi adicionado, a mistura foi arrefecida até cerca de 25°C e foi adicionada âgua (1000 ml). A mistura foi então espalhada e arrefecida até 5°C durante 2 horas. 0 produto foi reunido, lavado com xi leno (500 ml) e secado (leito fluído a 40°C) . Rendimento 570 g (damp); 524 g (seco); rendimento molar 65%. Ensaio 78,5% (por HPLC como descrito no Exemplo 4) com 13% de xileno de cristalização.

Exemplo 13(a) Preparação de 4',6-di-0-acetilsacarose

A uma solução de 6-acetato de sacarose (10 g) em piridina (65 ml) foi adicionado acetato de isopropenilo (30 ml) e lipase P Amano (20 g) e a mistura de reacção foi mantida a 60°C durante 6 dias. 0 TLC mostrou uma mistura de 1:1 de 6-0-acet ilsacarose e 4', 6-di-0-acet ilsacarose e um corr ponente de movimentação mais rápida, que se crê ser um triace tato de sacarose. 0 enzima foi separado por filtração e o fil r BAD ORIGINAL

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trado foi concentrado até metade do seu volume. 0 enzima fres co (15 g) e piridina (20 ml) foram adicionados e a mistura de reacção foi aquecida a 60°C durante 24 horas. 0 TLC (acetato de etilo:acetona:âgua 8:6:1) indicou um rendimento de cerca de 80% de 4',6-di-0-acetilsacarose, com quantidades me nores de β-0-acetilsacarose e componentes de movimentação du as vezes mais rápida. 0 enzima foi separado por filtração e o filtrado foi concentrado até um xarope por co-destilação com tolueno, depois eluído a partir de uma coluna de gel de sílica com acetona seguido por acetona contendo 1% de âgua para dar 4β-di-O-acetilsacarose (5,2 g, 47%).

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Exemplo 13(b) Conversão de 6,4'-diacetato de sacarose em

Sacaralose ¹⁵ Uma solução de 6,4'-diacetato de sacarose (lOOmg em piridina (0,5 ml), foi tratada com cloreto de tionilo (0,2 ml) em 1,1,2-tricloroetano (1,5 ml), inicialmente a 0°0 durante 0,5 hora , e depois a 95°C durante 4 horas. A mistura re reacção foi diluída com cloreto de metileno (20 ml), lavada com carbonato de sódio aquoso frio e depois com água. A camada org?anica foi secada (Na^SO^), concentrada por co-destilação com tolueno, e depois tratada com metóxido de sf dio 1M em metanol (pH 10,0) à temperatura ambiente durante 4 horas. T.l.c. (acetato de etilo:acetona:âgua, 8:6:1) reve25 lou sacaralose como produto principal, o qual foi purificadc por cromatografia com gel de sílica por espectroscópia ¹H-Nmr .

Exemplo 1 Comparativo

Cloração de 6-acetato de sacarose com cloreto de tionilo e piridina em 1,2-dicloroetano, utilizando cloreto de tionilo

ME e piridina 5 ME por ME de 6-acetato de sacarose

6-acetato de sacarose (5 g: pureza cerca de 80%) foi tomado em piridina (5,6 ml; 5ME) e adicionado gota a gota durante um período de 30 minutos a uma solução agitada de

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cloreto de tionilo (9,1 ml; 9 ME) em 1,2-dicloroetano (25 ml) mantendo a temperatura a -5°C . A mistura foi deixada aquecer até à temperatura ambiente, depois aquecida durante uma hora até ao refluxo (83°C) . A solução foi refluxada durante 20 ho ras e depois concentrada até metade do seu volume. 0 concentrado foi adicionado a uma mistura fria de amónia (S.G. O,88C 20 ml) e metanol (20 ml) e aquecida até 45°C durante 45 minu tos. A solução foi então concentrada até um xarope fino e distribuída entre butanona (50 ml) e cloreto de amónio aquoso saturado (50 ml). A camada aquosa foi extraída com mais butanona (50 ml) e as fases orgânicas foram combinadas, descolorizadas com resina permutadora de iões da marca Duolite DMF (H⁺/°H^_) e concentradas até à secura. A análise do resíduo por HPLC, utilizando o método descrito no Exemplo 1, mo_s trou uma conversão de 6-acetato de sacarose em sacaralose e

6-acetato de sacaralose combinada de cerca de 5%.

Exemplo 2 Comparativo

Cloração de 6-benzoato de sacarose com 1,07 ME de cloreto de tionilo e 0,1 ME de 3-picoluna por ME de hidroxilo em 1,1,2-tricloroetano:

6-benzoato de sacarose (2,50 g, 0,10 ME) foi dissolvido em 3-picolina (4,40 ml, 0,8 ME) e adicionado gota a gota a uma solução de cloreto de tionilo (30,3 ml, 7,50 ME) em 1,1,2-tricloroetano (100 ml) durante 5 minutos a 15°C. 6-benzoato de sacarose sólido (22,5 g, 0,90 ME, isto é um total de 1,0 ME de material heptahidroxi) foi então adicionadc por porçóes durante 30 minutos â solução, a 15°C. Não foi observada elevação da temperatura . 0 6-benzoato de sacarose dissolveu-se rapidamente para dar uma solução límpida, amarelo-claro com copiosa emissão de gás. A mistura foi aquecida ao refluxo (11O°C) durante 50 minutos e refluxada durante um total de 7,2 horas, supervisando-se o curso da reacção por tlc (ver Exemplo 4 para o método). Ocorreu uma decomposição considerável e a reacção foi parada passadas 7,2 horas

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Ref: LRC/579P 56716 /·, .1 / ? A \/ devido a isto.

A mistura de cloração foi arrefecida até 20°C e foi adicionada amónia aquosa concentrada (100 ml), gota a gota, durante 1 hora, arrefecendo-se a mistura até 3C°C. Depois de agitação durante mais 4 horas à temperatura ambiente foi adicionada égua (100 ml) e as fases foram separadas. A. fase orgânica foi concentrada in vacuo até um óleo escuro (ll,l g) que continha 22,1% de 6-benzoato de sacaralose, jun tamente com picolina residual e vãrios produtos de degradação .

depósito dos correspondentes pedidos para o invento acima descrito foram efectuados na Grã-Bretanha, em 16 de Setembro de 1988 sob o No. 88218C4.5 e em 27 de Setembro de 1988 sob o No. 8822673.3.

Mod. 71-10000 ex. 89/07

Claims

-REIVINDI

C A. ÇO Ξ 3 15 . - Processo para a cloração de sacarose ou de um derivado da mesma, que é particularmente adequado para a preparação de sacaralose, caracterizado por a sacarose ou um seu derivado ser feito reagir com cloreto de tionilo e uma base de azoto numa proporção de cerca de 1 equivalente molar (ME) de cloreto de tionilo e cerca de 1 ME de base para cada ME de hidroxilo livre, num solvente polar moderadamente não-reactivo.

25 . - Processo de acordo com a reivindicação

1, caracterizado por a proporção de ME de cloreto de tionilo para hidroxilo livre ser de 0,9:1 a 1,2:1.

35 . - Processo de acordo com a reivindicação
2, caracterizado por a referida proporção de ME ser de 1:1 a 1,1:1 .

45. - Processo de acordo com qualquer das reivindicaçães 1 a
3_r caracterizado por a proporção de ME de base para o hidroxilo livre ser de 1:1 a 1,
4:1.

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L o± .huz

Ref: LRC/579P 56716

Γ
5-. - Processo de acordo com a reivindicação 4 caracterizado por a referida proporção ser de 1:1 a 1,3:1.
6?. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5,caracterizado por a base de azoto ser piridina ou alquil-piridina.
7-. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o solvente ser ura hidrocarboneto clorado.

85 . - Processo de acordo com uma das reivindicá çOes 1 a 7, caracterizado por o solvente ser um etano parcial mente clorado.

95 . - Processo de acordo com a re ivindicação
8 caracterizado por o solvente ser 1,1,2-tricloroetano.

105 . - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
9, caracterizado por o derivado de sacaro se ser uma sacarose 6-protegida.

115 . Processo de acordo com a reivindicação
10, caracterizado por a sacarose β-protegida ser um 6-éster ou 6-éter, ou um 6,4'-diéster.

125 . _ Processo de acordo com a reivindicação
11, caracterizado por a sacarose 6-protegida ser 6-acetato d^ sacarose, 6-benzoato de sacarose ou refinose.

135 . - Processo de acordo com as re ivindicações anteriores, caracterizado por compreender, na preparação de sacaralose, a reacção de derivado de sacarose 6-protegida com um agente de cloração na presença de uma base de azoto e subsequentemente se remover o substituinte 6-, e por o derivado 5-substituído ser feito com cerca de um ME de cloreto de tionilo e cerca de um ME de base para cada ME de hidroxilo livre no derivado.

Lisboa, 15 SET 1739

Por TATE & LYLE PUBLIC LIMITED COMPANY