L-抗壞血酸的堿金屬鹽的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種制備Ｌ－抗壞血酸的堿金屬鹽的方法，其包括如下步驟：ａ）在酸催化劑存在下用Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］醇酯化２－酮基－Ｌ－古洛糖酸或雙丙酮－２－酮基－Ｌ－古洛糖酸，ｂ）在堿金屬Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］醇鹽存在下重排形成的２－酮基－Ｌ－古洛糖酸Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］烷基酯，其包括連續進行每個方法步驟ａ）和ｂ）。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及通過在酸催化劑存在下用C1-C10醇酯化2-酮基-L-古洛糖酸或雙丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸和在堿金屬C1-C10醇鹽存在下重排得到的2-酮基-L-古洛糖酸C1-C10-烷基酯制備L-抗壞血酸堿金屬鹽的連續方法。為制備L-抗壞血酸，過去公開了各種方法變體，概述尤其可以在Crawford等的Adv.Carbohydrate Chem.37(1980)79和Ullmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry，Vol.A27(1996)551-557中找到。大體上，對于大規模合成維生素C已確立了兩種方法變體，一種酸-和一種堿-催化的2-酮基-L-古洛糖酸的重排以形成L-抗壞血酸或L-抗壞血酸鹽。盡管2-酮基-L-古洛糖酸的酸催化的內酯化是簡單的間歇方法，但它伴隨著為除去催化劑和分離有價值的產物的高設備需要。堿催化的內酯化同樣是經典的多步驟方法，它包括制備2-酮基-L-古洛糖酸的酯，內酯化形成抗壞血酸鹽和在酸性條件下釋放抗壞血酸。對于這兩種合成途徑，已知有許多專利或專利申請。因此，US2185383描述了2-酮基-L-古洛糖酸與濃鹽酸的反應，乙酸用作溶劑。日本專利公開申請58-177986描述了一種方法，其包括在2-酮基-L-古洛糖酸的鈉鹽中加入乙醇和丙酮，用鹽酸中和，通過過濾分離出沉淀的氯化鈉，隨后保持反應混合物在25℃-75℃的溫度下，結果得到L-抗壞血酸。日本公開的申請48-15931描述了在惰性溶劑中在表面活性劑物質存在下使2-酮基-L-古洛糖酸與無機酸反應。W87/00839要求保護一種方法，其中2-酮基-L-古洛糖酸的漿狀物在惰性有機溶劑中在表面活性劑化合物存在下在酸催化劑下反應得到L-抗壞血酸。DE-A-19547073描述了一種通過在含有惰性有機溶劑、脂族酮和酰氯的溶劑混合物中使2-酮基-L-古洛糖酸與含水無機酸反應制備L-抗壞血酸的方法。WO99/07691描述了在40-80℃使2-酮基-L-古洛糖酸與濃鹽酸反應。EP-A-0671405公開了通過在酸性離子交換物質存在下用甲醇或乙醇酯化2-酮基-L-古洛糖酸制備2-酮基-L-古洛糖酸甲酯或乙酯的方法。此外，該申請公開了上述酯可進行堿重排(內酯化)得到抗壞血酸或其鹽。US5391770描述了酯化2-酮基-L-古洛糖酸，隨后進行生成的酯的堿催化的內酯化得到L-抗壞血酸鹽，和通過加入強酸釋放抗壞血酸。日本公開的申請22113/75描述了用丁醇酯化2-酮基-L-古洛糖酸，隨后在苯作為溶劑中進行酸催化的內酯化。酸催化的內酯化通常需要長反應時間，因而大的裝置體積、使用惰性溶劑和復雜的催化劑分離。在堿催化的內酯化中通過酯的更迅速的重排獲得了更有利的空時收率。然而，對于該合成途徑，必須確保2-酮基-L-古洛糖酸的完全酯化，保持無水反應條件以避免皂化反應，盡管使用攪拌罐串聯和復雜的酯化醇的脫水，通常這并不總是令人滿意地獲得。堿催化的內酯化，例如使用在甲醇中的碳酸氫鈉或氫氧化鈉，通常在抗壞血酸鈉中作為不需要的副產物得到未反應的2-酮基-L-古洛糖酸。此外，當在甲醇中使用氫氧化鈉溶液時，高的水含量導致不需要的脫色副產物，由于抗壞血酸鈉在水中的高溶解性降低了收率。至今僅描述了用于酯化2-酮基-L-古洛糖酸的連續方法(參見EP-A-0671405)。相反，現有技術中的內酯化方法至今是經典間歇方法。因此，本專利技術的目的是提供制備L-抗壞血酸的堿金屬鹽的方法，它沒有上述缺點。我們發現該目的通過如下制備L-抗壞血酸的堿金屬鹽的方法達到，該方法包括如下步驟a)在酸催化劑存在下用C1-C10醇酯化2-酮基-L-古洛糖酸或雙丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸，b)在堿金屬C1-C10醇鹽存在下重排形成的2-酮基-L-古洛糖酸C1-C10烷基酯，其包括連續進行每個方法步驟a)和b)。L-抗壞血酸的堿金屬鹽優選是指鈉、鉀和鋰鹽，尤其優選鈉鹽。用于在方法步驟a)中酯化2-酮基-L-古洛糖酸或雙丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸的合適C1-C10醇基本上是所有C1-C10醇，有利的是飽和、支鏈或非支鏈的碳原子數大于或等于3的烷基醇，優選醇具有3-10個碳原子的烷基殘基，例如正丙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、1-庚醇、2-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、1-壬醇、2-壬醇、1-癸醇、2-癸醇、4-癸醇，尤其優選C3-C8醇，其選自正丙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇、1-戊醇、1-己醇和1-辛醇。非常特別優選的醇是正丁醇和正戊醇。基于所使用的2-酮基-L-古洛糖酸或雙丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸，醇以1-10倍，優選2-8倍，尤其優選3-6倍的摩爾過量使用。在酯化反應過程中，在溶劑中夾帶的以及在酯化過程中附加形成的水可作為低沸點共沸物經氣相由反應空間除去。如果需要，在濃縮后，可進行相分離(醇/水)以循環酯化醇。在這種情況下，例如通過膜方法或通過蒸餾進行循環的醇的完全脫水，是不需要的，因為根據本專利技術，完全的脫水在反應空間中，例如在逆流過程中進行。在用C1-C3醇酯化2-酮基-L-古洛糖酸過程中，由于這些醇的低沸點，在通過蒸餾除去水的過程中會發現醇的不需要的損失，從而收率損失，在反應過程中通過適當于補充醇，可重新增加酯化速率。通過加入酸催化劑，酯化反應以本身已知的方法催化。每摩爾2-酮基-L-古洛糖酸或雙丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸以0.001-0.2摩爾，優選0.005-0.1摩爾，尤其優選0.005-0.05摩爾的數量使用催化劑。可以使用的酯化催化劑通常是本身已知的所有均相或多相酸催化劑。酯化過程優選在酸均相或多相催化劑存在下進行，所述催化劑選自無機酸、有機磺酸、有機羧酸、酸性離子交換樹脂和具有酸性反應中心的固定床催化劑，例如酸性沸石。合適的均相催化劑是例如無機酸或它們的酯。它們尤其包括磷酸、磷酸單丁酯、磷酸二丁酯、磷酸單戊酯、磷酸二戊酯、硫酸、硫酸單丁酯、硫酸單戊酯、鹽酸。優選的有機磺酸是對甲苯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸和氯磺酸。在有機羧酸中，可用作酯化催化劑的是三氟乙酸或2-酮基-L-古洛糖酸、雙丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸或抗壞血酸。尤其優選的是使用硫酸、對甲苯磺酸、甲磺酸或所用醇的硫酸單烷基酯。硫酸單烷基酯在超過70℃的溫度下除去硫酸，隨后催化作用。非常尤其優選的均相酸催化劑是硫酸和對甲苯磺酸。在上述均相催化劑的情況下，它們可在反應之前加入一種起始物料中或作為單獨的物流加入反應器。多相催化劑有利的是固定在反應器的熱反應區域中，為在蒸餾塔中安裝多相催化劑，在文獻中描述了許多可能的結構，它們包括停留時間塔盤，其中催化劑可排列在塔盤上或在它們的外部管子中，以及涂覆的散堆填料或涂覆的排列的填料，例如陶瓷排列的填料、盤管和其中編排著催化劑的結構排列的填料。可使用的多相催化劑是酸催化劑，它們本身是已知的，優選酸性陽離子交換物質，和沸石。為用于本專利，“酸性陽離子交換物質”是商業上可得到的樹脂或Detoxans，例如LewatitS100、SP112或Lewatit2631(Bayer)或Amber本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備Ｌ－抗壞血酸的堿金屬鹽的方法，其包括如下步驟：ａ）在酸催化劑存在下用Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］醇酯化２－酮基－Ｌ－古洛糖酸或雙丙酮－２－酮基－Ｌ－古洛糖酸，ｂ）在堿金屬Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］醇鹽存在下重排形成的２－酮基－Ｌ－ 古洛糖酸Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］烷基酯，其包括連連續進行每個方法步驟ａ）和ｂ）。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：W布爾斯特，G凱貝爾，A貝特徹爾，V克斯勒，T昆策，
申請(專利權)人：BASF公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]