CH146996A - Verfahren zur Herstellung von Koffein. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Koffein.    Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein  Verfahren zur Herstellung von Koffein aus       Theobromin.    Es ist bekannt, dass     Theobromin     in     Koffein    durch     Methylierung    verwandelt  werden kann. Die Reaktion verläuft, trotz  dem sie sehr einfach erscheint, nach den  bekannten Verfahren nicht immer erfolgreich.  Die Verfahren waren kommerziell nicht ver  wendbar, da die Ausbeute des     Koffeins    nur  35 bis 92 Gewichtsprozent war, während  die theoretische Ausbeute durch die vor  liegende Reaktion<B>107,7</B> 0%o des Gewichtes  vom     Theobromin    beträgt.

   Die bekannten  Verfahren zum Umwandeln von     Theobromin     in     Koffein    durch     Methylierung    benutzen       Methyljodid,        Dimethylsulfat    oder     p-Toluol-          sulfomethylester    als     Methylierungsmittel.    Diese       Methylierungsmittel    ergeben eine verhältnis  mässig sehr geringe Ausbeute an Koffein;  sie haben aber noch andere Nachteile.

   Zum  Beispiel ist     Methyljodid    sehr teuer, das     Jodid     muss zurückgewonnen werden;     Dimethylsulfat     hat nur eine     Methylgruppe    für die Methy-         lierung    unter gewöhnlichen Umständen zur  Verfügung. Es ist ausserdem stark giftig.  



  Es ist nun gefunden worden, dass durch  die Benutzung von     Methylchlorid    als     Methy-          lierungsmittel    zur Umwandlung von Theo  bromin in Koffein eine Ausbeute von Koffein  erhalten wird, die nahezu vollkommen der  theoretischen Ausbeute entspricht.

   Nicht nur  wird eine solche Ausbeute an Koffein er  reicht, sondern es wird auch das Verfahren  zur Herstellung des Koffeins verbilligt, da       Methylchlorid    viel billiger ist als     Methyl-          jodid,        Dimethylsulfat    oder andere     Methy-          lierungsmittel,    die bis jetzt benutzt worden  sind, um     Theobromin    in Koffein umzuwandeln.  Ausserdem kann     Methylchlorid    leicht und  bequem benutzt werden, entweder in flüs  siger oder in Gasform oder in     organiscben     Lösungsmitteln gelöst.  



  Ein weiterer Vorteil des Verfahrens be  steht, wie Versuche ergaben, darin, dass keine  Nebenprodukte gebildet werden, die dem Ab-           srheiden    oder dem Raffinieren des     Koffeins     hindernd entgegenstehen.  



  Es ist überraschend, dass     Methylchlorid     eine bessere Ausbeute bei dieser Umwand  lung ergibt, als andere     Methylierungsmittel,     wie     Methyljodid    und     Dimethylsulfat,    die bei  andern     Methylierungen    im allgemeinen besser  als     Methylchlorid    wirken.  



  Das Verfahren gemäss der Erfindung ist  dadurch gekennzeichnet, dass man Theo  bromin, eine basische Substanz und     Methyl-          chlorid    aufeinander einwirken lässt. Das Ver  fahren kann auf verschiedene Arten durch  geführt werden. So kann zum Beispiel das       Methylohlorid    auf eine Lösung oder Suspen  sion von     Theobromin    oder auf ein Salz des       Theobromins,    das suspendiert oder gelöst  worden ist, z. B. in Wasser oder einem  organischen Lösungsmittel, wie Methylalkohol,  zur Einwirkung gebracht werden. Das Salz  des     Theobromins    wird in diesem Falle durch  Umsetzung von     Theobromin    und einer basi  schen Substanz, z.

   B. einem Alkali, einer  alkalischen Erde, einem Metalloxyd oder       Hydroxyd    hergestellt. Hierbei ist ein Über  schuss an Base vorteilhaft, aber nicht ab  solut notwendig. Die bei der Umsetzung zu  verwendende basische Substanz dient dazu,  die Salzsäure, die bei der     Methylierung    ent  steht, zu neutralisieren. Die     Methylierung     kann bei Zimmertemperatur und Atmosphären  druck durchgeführt werden. Sie kann aber  rascher zu Ende geführt werden bei höherer  Temperatur und einem Druck, der über  Atmosphärendruck ist. Sie kann auch durch  geführt werden bei Zimmertemperatur und  einem höheren als Atmosphärendruck. Wird  eine höhere Temperatur als Zimmertempera  tur verwendet, so wird diese vorteilhaft zwi  schen 20 o und 150 o C gewählt.  



       Azssführungsbeispiel:     180 kg     Theobromin    werden in 930 kg  4,5     o/oiger        Natriumhydroxydlösung    gelöst. Das       Theobromin        löst    sich rasch. Diese Lösung  des     Natriumsalzes    aus     Theobromin    wird dann       methyliert    in einem     Autoklaven    durch Er  hitzen der Lösung auf 70 o C und Zugabe    von 53 kg     Methylchlorid,    so dass der Druck  im     Autoklaven    ungefähr auf 3-4 Atmo  sphären bleibt. Die Temperatur der Lösung  wird auf etwa 70 o C gehalten.

   Der Einsatz  muss während der Reaktion kräftig gerührt  werden, damit das     Methylchlorid    mit der  Lösung innigen Kontakt hat. Die Temperatur  des Einsatzes steigt während der Reaktion.  Nachdem alles     Methylchlorid    zugefügt worden  ist, wird der Einsatz auf 85 o C erwärmt  und auf dieser Temperatur gehalten, bis der  Druck im     Autoklaverr    auf etwa 0,8 bis 1,2  Atmosphären gefallen ist. Dieser Zustand  wird in etwa zwei Stunden erreicht. Die  Verdünnung des Einsatzes bei der erwähnten  Temperatur genügt, um das Koffein voll in  Lösung zu halten.  



  Der Einsatz wird in     Xristallisations-          apparate    gebracht, und nach dem Kühlen  wird der grösste Teil des     Koffeins    auskri  stallisiert und durch Filtrieren gewonnen.       Die        Mutterlauge        enthält        2-3        %        Koffein        und     etwas     Theobromin.    Das letztere kann zurück  gewonnen werden durch Neutralisieren der       Alkalinität,    wobei sich das     Theobromin    nieder  schlägt und durch Filtrieren zurückgewonnen  wird.

   Das Koffein, das in der Mutterlauge  zurückbleibt, kann durch Kristallisieren zu  rückgewonnen werden. Wenn     Theobromin     von guter Qualität benutzt wird, so kann  eine Ausbeute von 181-186 kg von Koffein  und etwa 8 kg     Theobromin    durch die obige  Arbeitsweise erzeugt werden.  



  Es kann, wenn gewünscht, das     Methy-          lieren    mit einer Menge von     Methylchlorid     durchgeführt werden, die geringer ist als im  oben angegebenen Beispiel, und es wird,  dann eine entsprechend grössere Menge von       Theobromin    zurückgewonnen werden.  



  Das hergestellte Koffein kann für medi  zinische oder pharmazeutische Zwecke oder  ganz allgemein als Stimulans Verwendung  finden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Koffein, dadurch gekennzeichnet, dass man Theobromin, eine basische Substanz und Methylchlorid aufeinander einwirken lässt. UNTERANSPRtTCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Theobromin und die basische Substanz zunächst zur Um setzung bringt. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Methylierung in Gegenwart einer basischen Substanz durch geführt wird, welche die gebildete Salz säure neutralisieren kann. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das Theobromin in Lösung angewendet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass das Theobromin in organi- sehen Lösungsmitteln suspendiert ange wendet wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Methylierung in einem abgeschlossenen Autoklaven bei einer Temperatur zwischen 20 und 150 C durchgeführt wird. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-4, dadurch gekenn zeichnet, dass das Koffein von der Reak tionsmischung getrennt, die Mutterlauge neutralisiert, das unveränderte Theobromin abfiltriert und weiteres Koffein durch Ver dampfen und Kristallisieren der Filtrate erzeugt wird.