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Procédé de préparation de l'acide cêto-gulontqus, respectivenent de ses éthers-sels.
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Il est connu que la sorbo se peut être transfom ée parti sll on ent en acide céto-gulonique par oxydation directe au moyen d'acide nitrique et que l'acide céto-gulonique peut être transfolmé ensuite en vitamine-C* Cependant, le rendment de cette réaction d'oxydation est extrtmanent bas, ce qui non seulement est dû au fait que pour une grande partie aussi d'autres produits d'oxydation ou de décom- ' position sont tonnés et souvent une partie du produit de départ n'est pas transformée et reste dans le liquide final obtenu, mais ce qui. est surtout la suite du fait que la séparation de l'acide
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ascorbique du liquide d'oxydation est extrtmement difficile et est accompagnée de grandes pertes. Il serait désirable de séparer d'abord l'acide céto-gulonique a l'état pur et de transformer celui-ci en
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acide ascorbique seulement après cette séparation.
CTpendant, cette séparation de l'acide cétogulonique n'a pas réussi jusqu'ici.
Pendant les expériences, faites à ce suj et par la Denan- deresse, il est apparu d'une manière surprenante,, qu'à l'oxydation directe de la sorbe se au moyen d'acide nitrique, outre l'acide céto-gulonique des sous-produits sont engendrés, qui sont détermi- nés comme de l'acide ascorbique selon la méthode d'analyse usuelle., par laquelle l'acide céto-gulonique est transformé en acide ascor-
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bique, qui est titré avec du dichlorphénol-indoph.éml, mais qui ne sont pas de l'acide ascorbique.
De cette manière on obtient donc à l'analyse un résultat trop favorable, tandis qu'on ne connait pas la proportion de l'acide ascorbique vis à vis des sous-produits se comportant comme de l'acide ascorbique et qu'on ne peut savoir de cette manière quelles sont les conditions d'oxydation les plus favorabl es..
En outre, il est aussi apparu que des composés avec de
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l'acide nitrique, probablement des êthers-se7.s, sont tonnés, qui après quelque tenps causent un dégagment de vapeurs nitreuses de la solution des produits d'oxydation neutralisée et concentrée sous vide, ce qui provoque une réduction importante du rendement.
or on a trouvé qu'on peut décomposer ces composés d'acide nitrique au moyen d'agents de réduction, comme du bioxyde de soufre,
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du zinc et de l'acide ou plus spécialement avec de l'acide sulfhy- drique. Les sous-produits gênants peuvent être éliminés entièrement ou pour une grande partie -en traitant la solution neutre ou faiblement acide des produits d'oxydation après l'oxydation par des composés de plomb, en particulier par de l'acétate de plomb, les sous-produits étant ainsi précipités sous forme de matières insolubles.
Si l'on essaie de la manière usuelle de déteminer la teneur en "aci de céto-gulonique" dans les composés de plomb p récipi tés,
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il apparaît après s 1 a tran2fo rm ation avec de l'acide chlorhydrique en raci de ascorbique" et titrage avec du dichlorphénol-indophénol qu'à partir des matières précipitées de l'acide ascorbique ou des matières se comportant comme tel, sont formés. Cependant, à partir de ces matières précipitées on ne peut isoler de l'acide céto-gulo- nique ou de l'acide ascorbique sous forme cristallisée.
Le filtrat est libéré des composés de plomb, ce qui peut
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%tre effectué avantageusanent en introduisant de l'acide sutfhydri - que pu par exemple aussi en traitantavec de l'acide sulfurique.
En outre on a trouvé que 1 e traitaient par des sels de plomb en vue de l'élimination des sous-produits gênants peut aussi
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tre effectué avantag eussent avant le traitas eut du liquide d'oxy- dation par les agents de réduction. Lorsqu'on effectue ces deux traitanents dans cet ordre inverse on obti ent l'avantage que p endant le traitement par l'agent de réduction - l'acide sulfhydrique entrant plus particulièrement en ligne de compte comme tel - il se produit à part de la décomposition des composés d'acide nitrique en même temps une élimination de l'excès des ions de plomb.
Il en ré- sulte par conséquent une simplification du procédé, étant donné qu'une séparation spéciale ultérieure des composés de plomb - comme elle est requise lorsque le traitement par l'agent de réduction se fait avant celui par les sels de plombs - est rendue superflue.
De plus, en op érant dans cet ordre inverse on obtient souvent un
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rendaient plus élevé en acide céta-gulonique, respeetiv-anent en éthers-sels de celui-ci.
Du liquide so uni aux traitements sus-inoiqués suivant la présente invention on peut aisément récupérer l'acide céto-gulo-
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ni que. A cet effet on peut par exenpl e éthérifier avec du m éthanol après conc-entration, après quoi l'éther-sel méthylique de l'acide céto- gulonique cristallise. On peut aussi transformer directement la solution obtenue en acide ascorbique, par exEmple selon les brevets français N" 779.883 et N 806.926 ou selon les brevets belges N 448.371 et N 449.638 au nom de la Dananderesse.
Voici, à titre non limitatif quelques exemples illus- trant le procédé, objet de la présente invention.
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on dissout 5 g. de sorbose dans 10 cma d'eau et cette solution est mise dans un bain-marie bouillent. Quand la solution a pris la température du bain on ajoute d'un seul coup 10 cm3 d'aci- de nitrique (poids spécifique = 1. 4) qui a aup aravent été porté à 100 C. Tout de suite une assez violente réaction commence avec dé- gagenent de vapeurs nitreuses. Après 5 minutes la réaction est interrompue en versant sur de la glace. Ensuite le mélange de réaction est neutralisé avec du carbonate de calcium, filtrée concentré sous
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vide jusquyà 2D cmB environ et versé dans 150 au d'éthanol.
Après un repos de quelque temps le précipité, coloré en jaune clair, est filtré et lavé avec un peu d'éthanol. De cette manière on obtient une quantité de 3. 45 g. de sel de calcium. Si l'on soumet de la mne manière 28, resp.50 g. de sorbose à l'oxydatàon, les quantités obtenues en se7.. de calcium se montaient respect! vouent à 10.85 et 28g.
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En élaborant de plus grandes quantités de 7Lqutde, provenant par conséquent de l'oxydation d'une plus grande quantité de sorbe se, il est apparu que le dégagement de vapeurs nitreuses se produit dé-
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jà pendant la concentration sous Vide, ce qui probablenent est c'au- sé par le tenps plus prolongé nécessaire pour l'évaporation.
Les marnes essais ont été répétés, cette fois avec intro-
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duction d'acide sulfhydrique dans le mélange de réaction neutra:li- xé, qu'on laissa reposer pendant la nuit, .filtra de l' excès de carbonate de calcium et du soufre séparé et concentra. Alors on ne put
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plus observer un dégagement de vapeurs nitreuses. Les rendunents en sel de calcium après précipitation avec de l' éthanol partant de 5, 20 et 50 g. de sorbe se, se montèrent respect3ven.Ent à 3. 5, 15 et 34.5 g. et furent donc presque proportionnelss aux quantités du produit de départ.
Si l'on élimine maintenant le calcium des selsde calcium
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au moyen d'acide oxalique ou d'aidde sulfurique et l'on éthérifie le filtrat avec du méthanol, on ne réussit alors qu'exceptionnellement à isoler de l'éther-sel méthylique de l'acide céto-gulonique.
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Le plus souvent on obtint un sirop foncé non-cri stalli sable.
Dans le but d'une purification plus poussée on a alors dissous 2 g. de sel de calcium -d'une portion purifiée en la précipitant quelques folss avec de l'éthanol (teneur en Cas 9,8% teneur
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en lIacide céto-guloniquen 38%) dans;5cn d'eau. La solution possède une réaction neutre au tournesol. On ajouta à la solution une solution de d.8g. d'acétate de plomb (Pb (ca3COO) 23aq) dans sOm6à' eau . Aprèsun reposde quelque t-anps on centrifugea le précipitée le mis une foisen suspension dans l'eau et le centrifugea dE! nouveau. Les
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composés de plomb précipités contenaient 16 tidiacide céto-guloniquet.
La teneur en "acide céto-gulonique" fut déterminée par une transiomation avec de l'acide emarhydrique à 14 ,% à une tenp 6rature de lù0 C., suivie d'un titrage de la matière réductrice foxée avec du dichlorphénol-indophenol. Cette détermination ne dit donc rien quant à la nature de la matière réductrice.
Le liquide restant au-dessus du centrifugat fut débarrassé du plomb au moyen d'acide sulfhydrique et concentré sous vide
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à un peti t volume. Le liquide fut introduit clans de1' éthal; un précipité fut formée qui fut ensuite filtré. Le poids du précipité était de 1. 35 g., la teneur en acide céto-gulonique de 37% et la te-
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neur en calcium de 10.07%. Le produit n'est colore que faiblement. imELJEJ.1.
Une quantité de sel de calcium de 2 g, préparée de la mme manière que dans 1 ',exemple 1, fut puxifi éé, tout comme dans l'exemple I, par de l'acétate de plomb.
Cette fois cependant, la solution fut acidifiée, avant l'adjonction de l'adétate de plomb, avec quelques gouttes d'acide
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acétique glaL'1al jusqu'à l'obtention d'une réaction nettement acide. Le centrifug'at 'avait une teneur en acide céto-guloni que de 13. 5%. Le poids du sel de calcium, obtenu comme produit final., se montait maintenant à 1. 8 g, il contenait 32% d"acide céto-gulonique et
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9. de calcium. Le produit n'était coloré aussi que f'a3.bleuent, Des sels de calcium le calcite fut éliminé sous form e d'oxalate avec la quantité d'acide oxalique calculée.
Le filtrat fut concentré sous
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vide, mi en solution dans du m,ëthanal et ce solvant fut de nouveau évaporé, ce qui fut répété plusieurs fois, afin de chasser complètement l'eau. Pni. le sirop coloré brun clair fut éthérifié avec du méthanol, dans lequel une faible quantité d'acide chlorhydrique avait été introduite. Après évaporation du méthanol le sirop restant cri stalli sa assez rapidement. Au moyen de méthanol et d'acétone les cristaux furent débarrassés de l'huile adhérante. Le point de fusion était alors de 152 C.
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EXEMPLE III A une solution de 10 g. de sorbo se dans 20 cm3 d'eau, se trouvant dans un bain-marié bouillant, on ajoute 20 cm3 d'acide nitrique (poids spécifique = 1.4), qui avait auparavant été porté
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à 100 C. Aprè s 3 minutes la réaction est interrompue en versant sur de la glace, puis on neutralise avec du carbonate de calcium et la solution obtenue est saturée diacide sulfhydrique. Apres un repospendant une nuit à la température ambiante l'acide sulfhy- drique est chassé au moyen d'un courant d'aorte, l'excès de carbonate de calcium et le soufre séparé sont filtrés et la solution est concentrée sous vide à un volume de 35 cm3.
Le résidu sirupeux jaune est introduit dans 300 cm3 d'éthanol, filtré après un repos pendant une nuit à la température ambiante et le précipitéjaune est lavé avec un peu d'éthanol. A ce précipitée assez volumineux et contenant assez bien d'alcool, on ajoute de l'eau jusqu'à ce que le volume total soit de 100 cm3 environ. Une partie de la matière ne se di ssout pas. A cette solution trouble colorée en brun on ajoute alors une solution concentrée de ? g d'acétate de plomb (Pb(Ac)23aq0. Après un repos de quel ques heures le précipi té brun est séparé du liquide par centrifugation. Puis le précipité est encore une foismisen suspension dans 20 cm3 d'eau environ et centrifugé de nouveau.
Les quantités de liquide décantées sont
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réunies et débarrassées du plomb au moyen d'acide sulfhydrique. Le filtrat limpide et jaune-clair est concentré sous vide à un volune de 18 cm3. On introduit la solution limpide et faiblement colorée dans 150 cm3 d'éthanol., les sels de calcium précipités sont fil- trés, lavés avec un peu d'éthanôl et débarrassés ensuite sous vide
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du solvant adhérant. Le poids du précipité très faib1anent coloré est de 3.43 g, la teneur en calcium de 10.19% et la teneur en "acide-céto -guloni que" de S5% (Dqns un essai parallèle on a tra5 té par de l'acétate de plomb dans une solution acidifiée avec de l'acide acétique (15 gouttes d'acide acétique glacial).
Le poids
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du précipité des sels de calciun obtenu finalenent lors de cet essai fut de 3. 45 g, la teneur en calcium de la.19$ et la teneur en "acide céto-gulonïquen de 37%).
Du mélange des sels de calcium, préparé de cette façon, on élimine maintenant le calcium au moyen de la quantité calculée d'acide oxalique. A cet effet on dissout les sels de calcium dans la plus petite quantité possible d'eau. on obtient une solution limpide et aune, à laquelle on ajoute une solution concentrée d'acide oxalique de concentration connue. L'oxalate de calcium précipité est filtré et lavé troifoisavec un peu d'eau froide.
Puiss on concentre le filtrat sousvi deen un sirop aune et clair.
Celui-ci est absorbé dans du méthanol, aprèsquei on fait de nouveau évaporer ce solvant sous vide. S'il est nécessaire on répète cette dernière opération trois foiss avec du méthanol ab solu, afin de chasser toute trace d'eau. Après cela on dissout le résidu dans du méthanol absolu et conserve la solution pendant la nuit à la
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tenp érature ambiante. L e 1 enàen a± n on chasse encore une foi s 1 e solvant sous vide et on absorbe le résidu de nouveau dans du méthanol absolu. A la solution obtenue on ajoute quelques gouttes d'acide chlorhydrique méthanolique et on porte et maintient Ensui- te à ébullition pendant troisheures dans une cornue munie d'un réfrigérant dressé.
Aprèss un reposd'une nuit on fai t évaporer le solvant sous vide, on absorbe de nouveau dans du méthanol absolu et on concentre sous vide dans le but de chasser toutes traces d'acide chlorhydrique. Le résidu maint- enant brun-clair, limpide et visqueux se met à cristalliser aprèsun reposde quelques jours
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à la tmpérature ambiante. Cependant, la cristallisation est for- tenent accélérée par l'adjonction de quelques cm3 de méthanol absolu. En frottant et en agitant le sirop se dissout dans du méthanol et on p eut isoler les cri staux p ar filtration. on les 1 ave avec un peu de méthanol et les sèche sous vide. Le poids de la matière blanche et joliment cristallisée est de 420 mg.
Point de fusion
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,'9 151 C.
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on débarrasse le filtrat du solvant aussi complètement que possible sous vide. Le mélange brun d'huile 'et de cristaux qui reste est fmtté avec de l'acétone anhydre, jusqu'au moment où l'huile se met en solution. Les cristaux sont alors filtrés et lavés à l'acétone. Le produit obtenu ne diffère que peu de la première fraction de cristaux. Le point de fusion est un peu plus bas:
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147 1"9 C.
Poids 330 mg. ru filtrat on peut encore isoler une faible quantité d éthrr-s1 à l'état moins pur . ààw-ELZ-11 dissout sorbose ni tri te sodium On dissout 10 g de so rbo se et.2 g de ni tri te de so diun dans lE anS d'eau; puis on ajoute 10 an d'acide nitrique (poids spécifique = 1.4) et on maintient la solution ainsi obtenue pendant 6 fois 24 heures à 20 C. Ensuite le mélange de réaction est neutra- li sé, en refroidissant., par du carbonate de barium, filtre et porte
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à un volume de 35 an3. on ajoute à ba solution résultante une solu- tion de 3 g d'acétate de plomb dans 5 cm3 d'eau. Apréun reposde quelque temps le précipité est centrifugé, mis en suspension dans l'eau et de nouveau centrifugé.
Le liquide supérieur est saturé d'acide sulfhydrique et après un repos d'une nuit le sulfure de plomb est filtré. La so-
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lution des sels de betium est alors évaporée jusqueà siccité. Ensuite on absorbe le réeidu dans 15 cm3 d'eau, on filtre
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le nitrate de barium séparé, on lave avec 3 an3 d'eau et on verse la solution des sels de barium dans 150 cm3 de méthanol. on obtient
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5.4 g de sel ayant uns teneur en >'acide céto -guloni que" de 33.
Des sels ainsi obtenus on Elimine le barium par l'acide sulfurique et l'on estérifie la solution de sels comme indiqué à l'exemple II.
Au moyen d'acétone les cristaux obtenus sont débarrasés du siro
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adhérant. On obtient 1. 23 g de cristaux de l'éther-sel <m4thyli que.
,EYBEL V
On dissout 10 g de sorbose et 2 g de nitrite de sodium dans 10 cm3 d'eau, puiss on ajoute 10 cm3 d'acide nitrique (poids spécifique = 1. 4) et on maintient la solution obtenue de la sorte
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pendant 6 fois 24 heures à 20 C. L'.élaboration du liquide d'oxyda- tion obtenu de la sorte est effectuée d'une façon analogue à celle
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indiquée à 1 'exmpl e I. A cet effet la solution neutralisée par du carbonate de barium :est d'abord maintenue saturée d'acide sulfhydrique pendant la nuit, puis elle est évaporée jusqu'à siccité,
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absorbée dans 3D ana d'eau et le nitrate de bar1un est éliminé par filtration; alors on lave avec 5 cn d'eau et on verse lm solution dans 300 an3 de méthanol.
Le poids des sel de batbm obtenus est de 7, 9 g, avec une teneur en ''acide céto -gulo ni que de 8.
Après la purification par l'acétate de plomb la quantité de sel est de 5, 6g, tandis que la tanneur en "acide eéto-gulon.i, aue est de 34%. A partir de ce sel on peut obtenir de la façon décrite le 30
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g d'éther-seL méthylique.
EXJJME;LE.....Y1.
On dissout 10 g de sorbose et 2 g de nitri te de sodium dans 9 cm3 d'eau et on refroidit à O C. Ensuite on ajoute à la solution obtenue 20 cm3 d'acide nitrique (poids spécifique-- le 4) re- froidi à 0 C. La solution est alors maintenue à 0 C pendant 7 fois
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,24 heures. De la façon indiquée à 1-lexeaple IV le liquide de réaction est neutralisé par le carbonate de barium, purifia directEment au moyen de 2 g d'acétate de plomb, traité par l'acide sulfhydrique et aprèsun reposd'une nuit 1 e sulfure de plomb est filtré. Ensuite on évapore jusqu'à siccité, on absorbe dans de l'eau, on filtre du ni trate de barium et on verse dans du méthanol. on obtient 7,1 g de sel ayant une teneur en " acide céto-gulonique" de 44%.
Ce sel se compose de 40% environ de céto-gulonate de barium pur.
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