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.PROCEDE DE PREPARATION DE LA VITAMINE C.
On connaît plusieurs méthodes de préparation de la vi- tamine C. (Voir les brevets hongrois Nos. 112,852t 114.352, 116.608, 119.101, 119.102, 119.103 ainsi que les brevets al- lemands Nos. 676.011, 684.725 et 696.810).
Selon une partie de ces procédés, on emploie comme matière initiale les esters de l'acide 2-céto-gulonique ou bien leurs éthers bi-méthyléniques. Le désavantage de ces procédés consiste d'une part en la difficulté d'obtention de ces esters, d'autre part en ce que leur rendement n'est pas toujours satisfaisant. Selon l'autre partie de ces procédés, on utilise comme manière initiale l'acide céto-gulonique libre ou ses éthers bi-méthyléniques'. Suivant le procédé décrit dans le brevet hongrois n 114.352, on chauffe les matières
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initiales précitées en milieu acide.
Mais avec la méthode communiquée dans ce brevet, on n'arrive qu'à une transforma- tion partielle de la matière initiale en la vitamine C et les lessives-mères qu'on obtient après la séparation de la vitamine C doivent être soumises à plusieurs traitements répétés afin qu'on puisse améliorer le rendement trop médiocre.
Ainsi, dans l'exemple n 1 du brevet ci-dessus, on n'obtient à partir de 100 parties d'acide céto-gulonique que 8 parties d'acide ascorbique, tandis que 82,5 parties de matière initiale restent inchangées, donc récupérables.
On a déjà proposé (voir le brevet allemand n 676.011) de traiter l'acide diacétone-céto-gulonique avec l'acide chlorhydrique concentré. Ce traitement consiste en ce qu'on chauffe ou bien - comme on le voit dans l'exemple n 2 du brevet ci-dessus -en ce qu'on abandonne le mélange réactionnel à la température ordinaire. Le traitement par l'acide chlorhydrique concentré est accompagné d'une très forte carbonisation et le rendement n'est pas satisfaisait.. Bien que le titrage, à l'iode, du mélange réactionnel abandonné à la température ordinaire indique la présence de 60 % de vitamine C, à la séparation, on ne peut obtenir que des quantités beaucoup plus faibles de vitamine C.
Les éthers bi-méthyléniques de l'acide céto-gulonique ou leurs sels sont les produits immédiats de l'oxydation des éthers bi-méthyléniques de la sorbose et s'offrent ainsi en qualité de matières initiales les plus appropriées pour la préparation de la vitamine C. Selon la présente invention, ces matières initiales, ainsi que l'acide céto-gulonique luimême, ou bien ses éthers mono-méthyléniques, ou encore leurs sels, peuvent être transformés plus avantageusement en la vitamine C en les soumettant sans chauffage à l'action des acides halogénés anhydres, par exemple de l'acide chlorhydrique gazeux sec dans un milieu constitué par l'acide for-
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mique.
Comme matière initiale, on emploie avantageusement l'acide diacétone-céto-gulohique. Il est préférable d'utiliser l'acide formique pratiquement anhydre, par exemple à des concentrations au-dessus de 99 %.
Pour la réalisation du présent procédé, on verse sur la matière initiale, par exemple sur l'acide diacétone-èéto- gulonique, l'acide formique concentré et, en refroidissant, on sature d'acide chlorhydrique gazeux sec. Il est avantageux de laisser reposer ensuite le mélange réactionnel pendant plusieurs jours dans'un récipient fermé, par exemple dans un tube scellé. Après 5 à 9 jours de repos, la transformation est pratiquement terminée. On obtient une solution brun-foncé, mais limpide qui ne comporte pas de dépôt carbonisé. Le titrage, à l'iode, d'une petite portion de cette solution indique un rendement de 90 jusqu'à 98 % en vitamine C.
Le traitement ultérieur,,du mélange réactionnel peut être effectué par évaporation, dans le vide d'une trompe à eau, de l'acide chlorhydrique et de l'acide formique en le chauffant légèrement et en abandonnant le sirop ainsi obtenu à la cristallisation. Il est avantageux d'ajouter au sirop une petite quantité d'alcool butylique ou d'éther acétique, etc.
La vitamine C se sépare en une épaisse bouillie de cristaux qui, à l'état isolé, se présentent sous l'aspect d'une pou- dre cristalline légèrement colorée dans laquelle le titrage, à l'iode, indique une teneur de 95 % et même davantage en vitamine C. La quantité de produit cristallin isolé correspond à un rendement excellent :en général, il dépasse 80 % et peut même atteindre 90 %. On peut effectuer la purification ultérieure du produit par des méthodes déjà connues.
De plus amples détails d'exécution du procédé sont donnés dans les exemples.
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Exemples.
1.- On dissout 20 gr. d'acide diacétone-2-céto-gulonique hydraté dans 70 cc. d'acide formique à 98 % au encore plus concentré et, tout en refroidissant le mélange dans la glace, on y introduit de l'acide chlorhydrique gazeux sec. L'augmen- tation de poids du mélange correspond à peu près à 12 à 13 gr. On abandonne le mélange dans le récipient scellé à la température ordinaire durant 8 jours. Ensuite on élimine du mélange réactionnel, à une chaleur modérée et à une pression réduite, l'acide chlorhydrique et l'acide formique en y faisant passer un courant d'acide carbonique. Il reste 20 gr. d'une huile brune à laquelle on ajoute 20 cc. d'alcool butylique. Après l'ensemencement, le mélange se solidifie en cristaux.
On filtre par succion dans un courant d'acide carbonique et on lave avec de l'éther acétique et/ou avec de l'éther. Après le séchage dans le vide, on obtient 9 - 10 gr. d'un produit un peu grisâtre dont le titrage, à l'iode, indique une teneur de 96 % en vitaminée. Ce produit brut fond à 179 ou au-dessus. Des lessives-mères, on peut obtenir des quantités supplémentaires de vitamine C.
2. - On part des quantités indiquées dans l'exemple pré- cédent, mais on introduit 17 gr. d'acide chlorhydrique dans le mélange. Le mélange réactionnel est abandonné dans un récipient scellé à la température ordinaire pendant 9 jours, au bout desquels le titrage à l'iode d'une petite portion du liquide obtenu indique un rendement de 98 % en vitamine C.
Le traitement ultérieur s'effectue de la même manière que dans l'exemple précédent. On obtient 9,3 à 9,7 gr. de vitamine C de couleur jaunâtre qui, au titrage, à l'iode, montre un degré de pureté de 96 - 97 %. Les produits bruts obtenus dans les exemples précédents peuvent être purifiés par n'importe quelle méthode usitée, par exemple : on dissout le pro-
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duit dans l'eau ou dans l'alcool méthylique, on le traite ensuite par une petite quantité de noir animal, on filtre par succion et on sèche. Le résidu se cristallise. Il est avantageux d'effectuer ces opérations dans l'atmosphère de l'acide carbonique.
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Au lieu de l'acide diacétone..eéto-gulonique, on peut partir d'autres éthers bi-méthyléniques, par exemple des éthers bi-méthyléniques formés avec la cyclohexanone, le benzaldéhyde, etc. Au lieu de l'acide libre, on peut se servir d'un de ses sels, ainsi que le montre l'exemple suivant : 3.-. On dissout 4 gr. de sel de potassium de l'acide diacétone-2-céto-gulonique dans 14 gr. d'acide formique à 98 - 99 % et, en refroidissant le mélange dans de la glace, on y introduit 3,3 gr. d'acide chlorhydrique gazeux. La solution ainsi obtenue est abandonnée dans un tube scellé pendant 9 jours. Le titrage, à l'iode, d'une petite portion de la solution indique un rendement de 99 % en vitamine C.
On effectue le traitement ultérieur comme dans les exemples précédents. Mais, dans ce cas, les cristaux de la vitamine C contiennent encore du chlorure de potassium qu'on peut éliminer en se servant des mêmes méthodes qu'on emploie généralement pour éliminer le chlorure de sodium de la vitamine C.
On peut encore employer comme matière initiale pour la préparation de la vitamine C, l'acide céto-gulonique lui-même, ou ses éthers mono-méthyléniques, ou encore dés mélanges qui en contiennent, car, dans ce cas aussi, l'emploi de l'acide formique et la conduite de la réaction à la température ordinaire sont liés à des avantages considérables. Le procédé peut aussi être effectué à une température inférieure à la température ordinaire, par exemple en laissant reposer le mélange réactionnel dans une glacière. Dans ce cas,-la- coloration résultante est encore plus pâle.
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.PROCESS FOR THE PREPARATION OF VITAMIN C.
Several methods of preparing vitamin C. are known (see Hungarian Patents Nos. 112,852t 114,352, 116,608, 119,101, 119,102, 119,103 as well as German Patents Nos. 676,011, 684,725 and 696,810).
According to one part of these processes, esters of 2-keto-gulonic acid or their bi-methylenic ethers are used as starting material. The disadvantage of these processes consists on the one hand in the difficulty of obtaining these esters, on the other hand in that their yield is not always satisfactory. According to the other part of these methods, free keto-gulonic acid or its b-methylene ethers is used as the initial method. Following the process described in Hungarian Patent No. 114,352, the materials are heated
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initials in an acidic medium.
But with the method communicated in this patent, only a partial transformation of the initial material into vitamin C is achieved and the mother liquors which are obtained after the separation of vitamin C must be subjected to several tests. repeated treatments so that the performance too poor can be improved.
Thus, in Example No. 1 of the above patent, only 8 parts of keto-gulonic acid are obtained from 100 parts of keto-gulonic acid, while 82.5 parts of initial material remain unchanged, therefore recoverable.
It has already been proposed (see German Patent No. 676,011) to treat diacetone-keto-gulonic acid with concentrated hydrochloric acid. This treatment consists of heating or - as seen in Example 2 of the above patent - leaving the reaction mixture at room temperature. The treatment with concentrated hydrochloric acid is accompanied by a very strong carbonization and the yield is not satisfactory. Although the titration, with iodine, of the reaction mixture left at room temperature indicates the presence of 60%. of vitamin C, on separation, only much smaller amounts of vitamin C. can be obtained.
The bi-methylenic ethers of keto-gulonic acid or their salts are the immediate products of the oxidation of the bi-methylenic ethers of sorbose and thus offer themselves as the most suitable starting materials for the preparation of the vitamin C. According to the present invention, these starting materials, as well as the keto-gulonic acid itself, or its mono-methylene ethers, or their salts, can be more advantageously converted into vitamin C by subjecting them without heating to 'action of anhydrous halogenated acids, for example dry hydrochloric acid gas in a medium consisting of solid acid
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mique.
As the starting material, diacetone-keto-gulohic acid is advantageously used. It is preferable to use substantially anhydrous formic acid, for example at concentrations above 99%.
For carrying out the present process, concentrated formic acid is poured onto the starting material, for example diacetone-etogulonic acid, and, while cooling, it is saturated with dry hydrochloric acid gas. It is advantageous then to allow the reaction mixture to stand for several days in a closed container, for example in a sealed tube. After 5 to 9 days of rest, the transformation is practically complete. A dark brown solution is obtained, but clear which does not contain any charred deposit. Titration of a small portion of this solution with iodine indicates a yield of 90 to 98% vitamin C.
The subsequent treatment, of the reaction mixture can be carried out by evaporating, in the vacuum of a water pump, hydrochloric acid and formic acid, heating it slightly and leaving the syrup thus obtained to crystallize. It is advantageous to add to the syrup a small amount of butyl alcohol or acetic ether, etc.
Vitamin C separates into a thick slurry of crystals which, in isolation, appear as a slightly colored crystalline powder in which titration, with iodine, indicates a content of 95%. and even more in vitamin C. The amount of crystalline product isolated corresponds to an excellent yield: in general, it exceeds 80% and can even reach 90%. The subsequent purification of the product can be carried out by methods already known.
Further details of the execution of the process are given in the examples.
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Examples.
1.- 20 gr. hydrated diacetone-2-keto-gulonic acid in 70 cc. still more concentrated 98% formic acid and, while cooling the mixture in ice, dry hydrochloric acid gas is introduced therein. The increase in weight of the mixture corresponds approximately to 12 to 13 gr. The mixture is left in the sealed container at room temperature for 8 days. The hydrochloric acid and formic acid are then removed from the reaction mixture under moderate heat and reduced pressure by passing a stream of carbonic acid through them. 20 gr remains. of a brown oil to which 20 cc. butyl alcohol. After seeding, the mixture solidifies into crystals.
It is filtered off with suction in a stream of carbonic acid and washed with acetic ether and / or with ether. After drying in a vacuum, 9 - 10 g are obtained. of a slightly grayish product whose iodine titration indicates a vitamin content of 96%. This raw product melts at 179 or above. Additional amounts of vitamin C.
2. - We start from the quantities indicated in the previous example, but we introduce 17 gr. hydrochloric acid in the mixture. The reaction mixture is left in a sealed container at room temperature for 9 days, after which the iodine titration of a small portion of the obtained liquid indicates a 98% yield of vitamin C.
Further processing is carried out in the same way as in the previous example. 9.3 to 9.7 g are obtained. of vitamin C of yellowish color which, on titration, with iodine, shows a degree of purity of 96 - 97%. The crude products obtained in the preceding examples can be purified by any usual method, for example: the product is dissolved.
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Ducted in water or in methyl alcohol, it is then treated with a small quantity of animal charcoal, filtered by suction and dried. The residue crystallizes. It is advantageous to carry out these operations in the atmosphere of carbonic acid.
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Instead of diacetone..eeto-gulonic acid, it is possible to start from other bi-methylenic ethers, for example, bi-methylenic ethers formed with cyclohexanone, benzaldehyde, etc. Instead of the free acid, one can use one of its salts, as the following example shows: 3.-. 4 gr is dissolved. of potassium salt of diacetone-2-keto-gulonic acid in 14 gr. 98-99% formic acid and, cooling the mixture in ice, 3.3 gr. hydrochloric acid gas. The solution thus obtained is left in a sealed tube for 9 days. Titration of a small portion of the solution with iodine indicates a 99% yield of vitamin C.
Further processing is carried out as in the previous examples. But in this case, the crystals of vitamin C still contain potassium chloride which can be removed using the same methods that are generally used to remove sodium chloride from vitamin C.
It is also possible to use, as starting material for the preparation of vitamin C, keto-gulonic acid itself, or its mono-methylenic ethers, or else mixtures which contain it, because, in this case also, the use of formic acid and carrying out the reaction at room temperature are associated with considerable advantages. The process can also be carried out at a temperature below room temperature, for example by allowing the reaction mixture to stand in a cooler. In this case, the resulting coloring is even paler.