Verfahren zur Darstellung von 1-Ascorbinsäur e. Die physiologisch wichtige 1-Ascorbin- säure (C-Vitamirr) konnte durch Anlagerung von Blausäure an 1-Xyloson synthetisch er halten werden (Schweizerische Patentschrift Nr. 169855). Sodann gelang es, die 2-Keto- 1-gulonsäure und ihre Ester durch Behand lung mit Säuren oder alkalischen Mitteln in die 1-Ascorbinsäure umzulagern (Helv. Chim. Acta 17 [1934] S. 315 und<B>8</B>. 317).
Es wurde nun gefunden, dass man auch von Estern der Bismethylenäther der 2-Keto- 1-gulonsäure, also von Zwischenprodukten bei der Darstellung der 2-Keto-l-gulorisäur,e unmittelbar zur 1-Ascorbinsäuregelangen kann, wenn man auf diese Verbindungen sauer reagierende Stoffe einwirken lässt.
Als Bis- methylenäther eignen sich neben den Estern der Diaceton-2-keto-l-gulonsäure auch die Ester der Benzaldehyd- und Äthylmetliyl- ketonverbindungen : als sauer reagierende Stoffe können verwendet werden, Salzsäure, Schwefelsäure, Kaliumbisulfat, Ogalsäure, Ameisensäure.
Dieses Verfahren bedeutet einen vorteilhaften Weg für die Gewinnung der 1-Ascorbinsäure. Die Überführung der Bismethylenäther der 2-Keto-l-gulonsäure in die Ester erfolgt leicht. Diese geben bei der Einwirkung sauer reagierender Stoffe unter Aufspaltung der Ätherverbindungen und Abspaltung des Esteralkohols unmittel bar in Ascorbinsäure über. Der Verlauf der Umwandlung der Ester des Bismethylenäthers der 2-Keto-l-gulorisäure ist noch nicht auf geklärt. Sie vollzieht sich nicht über die freie 2-Keton-l-gulonsäure selbst.
Man kann annehmen, dass zunächst zwei der- vorhande nen 1Vlethyleriätherbindungen gelöst werden, worauf unter Abspaltung der Alkoholgruppe eine Schliessung des Laktonringes stattfindet. Zu gleicher Zeit oder nachher werden die beiden letzten Ätherbindungen gelöst.
Die Art des Alkohols, der mit der Bis- methylenätherverbindung der 2-Keto-l-gulon- säure verestert wird, ist von untergeordneter Bedeutung. Die Reaktion gelingt sowohl mit basischen, als auch mit neutralen Estern.
Beispiel <I>1:</I> 15 Teile Diaceton-2-keto-l-gulonsäure- allylester werden mit 500 Teilen 18 %iger Salzsäure 10 Minuten gekocht. Man kühlt ab und bestimmt in einer Probe den Gehalt an 1-Ascorbinsäure. Die Umwandlung soll zu etwa 90 0% vor sich gegangen sein.
Ist dies der Fall, so fügt man Natronlauge zu, bis die Lösung nur noch schwach congosauer reagiert, dampft auf 100 Volumteile ein und filtriert vom ausgeschiedenen Kochsalz ab. Darauf wird die Lösung gänzlich eingedampft, der Rückstand getrocknet und mit 70 Teilen Methylalkohol ausgekocht. Die methylalko- holische Lösung filtriert man und dampft sie auf 20 Volumteile ein. Beim Abkühlen fällt die 1-Ascorbinsäure aus. Sie ist nach einmaligem Umkristallisieren aus Wasser rein.
<I>Beispiel 2:</I> 15 Teile Diacetocr-2-keto-l-gulonsäure- allylester werden mit 500 Teilen 20 %iger Schwefelsäure zum Sieden erhitzt. Nach 20 Minuten sind 75 % des Ausgangsstoffes in 1-Ascorbinsäure umgewandelt. Die Lösung wird wie in Beispiel 1 aufgearbeitet.
<I>Beispiel 3:</I> Man verwendet zur Umwandlung eine 10 %ige Lösung von Kaliumbisulfat. Nach 5-stündigem Kochen haben sich 45 % der theoretisch möglichen Menge 1-Ascorbinsäure gebildet, die wie Beispiel 1 isoliert werden.
<I>Beispiel 4:</I> Man löst 15 Teile des Bisrnethyläthyl- keton-2-keto-l-gulonsäureallylesters in 150 Teilen 50 %iger Ameisensäure und erhitzt im kochenden Wasserbad.
Nach 7 Stunden sind 44 % des Esters in Ascorbinsäure umge- wandelt. Man dampft im Vakuum ein und gewinnt aus dem Rückstand die 1-Ascorbin- säure durch Umkristallisieren aus Alkohol.
<I>Beispiel 5:</I> 28,8 Teile Diaceton-2-keto-l-gulonsäure- methylester werden in einem Gemisch von 80 Teilen Chloroform und 30 Teilen 80 %- igem Äthylalkohol, in welches 3,3 Teile Salzsäuregas eingeleitet wurden, gelöst.
Un ter Rühren kocht man 50 Stunden bei an gebrachtem Rückflusskühler. Die 1-Ascorbin- säure beginnt bald sich in kristallisierter Form abzuscheiden. Nach der genannten Zeit wird abgesaugt und mit Chloroform-Alkohol gewaschen.
Die erhaltenen 13,58 Teile 1-As- corbinsäure erweisen sich bei der Titration mit Jodlösung als 98 %ig. Die Ausbeute an abgeschiedener 1-Ascorbinsäure beträgt daher 75,
5 % der Theorie. In der Mutterlauge sind noch 1,07 Teile 1-Ascorbinsäure gelöst, so dass insgesamt 81,5 0% der Theorie entstan den sind.
<I>Beispiel 6:</I> Man löst 15,4 Teile Diaceton-2-keto-l- gulonsäure-diäthylamino-äthylester in 24 Tei len 18 Niger Salzsäure und erhitzt 3 Stunden zum Kochen. Nach dieser Zeit sind 73 % der Ausgangsverbindung in 1-Ascorbinsäure über gegangen. Nach dem Erkalten neutralisiert man mit der berechneten Menge Natronlauge und dampft im Vakuum völlig ein.
Den trockenen Rückstand behandelt man mit 70 Teilen heissem Methylalkohol, filtriert vom Kochsalz ab, fügt etwas methylalkoholische Salzsäure zu und kocht während 3 Stunden am Rückfluss. Beim Erkalten fällt ein geringer Niederschlag aus, der entfernt wird. Das Filtrat dampft man zur Sirupkonsistenz ein. Die 1-Ascorbinsäure kristallisiert langsam aus. Sie wird aus Wasser umkristallisiert.
Method for the preparation of 1-ascorbic acid e. The physiologically important 1-ascorbic acid (C-Vitamirr) could be obtained synthetically by the addition of hydrogen cyanide to 1-xylosone (Swiss Patent No. 169855). It was then possible to rearrange the 2-keto-1-gulonic acid and its esters into 1-ascorbic acid by treatment with acids or alkaline agents (Helv. Chim. Acta 17 [1934] p. 315 and <B> 8 </ B >. 317).
It has now been found that esters of the bismethylene ethers of 2-keto-1-gulonic acid, that is, of intermediates in the preparation of 2-keto-l-guloric acid, can be obtained directly to 1-ascorbic acid if these compounds are acidified lets reacting substances act.
In addition to the esters of diacetone-2-keto-l-gulonic acid, the esters of benzaldehyde and ethyl methyl ketone compounds are suitable as bismethylene ethers: hydrochloric acid, sulfuric acid, potassium bisulfate, ogalic acid, formic acid can be used as acidic substances.
This process represents an advantageous way of obtaining 1-ascorbic acid. The bismethylene ethers of 2-keto-l-gulonic acid are easily converted into the esters. When exposed to acidic substances, the ether compounds are split up and the ester alcohol is split off immediately into ascorbic acid. The course of the conversion of the esters of bismethylene ether of 2-keto-l-guloric acid has not yet been clarified. It does not take place via the free 2-ketone-l-gulonic acid itself.
It can be assumed that initially two of the existing methyl ether bonds are dissolved, whereupon the lactone ring is closed with splitting off of the alcohol group. At the same time or afterwards the last two ether bonds are released.
The type of alcohol that is esterified with the bismethylene ether compound of 2-keto-l-gulonic acid is of minor importance. The reaction works with both basic and neutral esters.
Example <I> 1 </I> 15 parts of diacetone-2-keto-l-gulonic acid allyl ester are boiled with 500 parts of 18% hydrochloric acid for 10 minutes. It is cooled and the 1-ascorbic acid content is determined in a sample. The conversion is said to have been about 90%.
If this is the case, sodium hydroxide solution is added until the solution only reacts slightly acidic, evaporates to 100 parts by volume and the precipitated common salt is filtered off. The solution is then completely evaporated, the residue is dried and boiled with 70 parts of methyl alcohol. The methyl alcoholic solution is filtered and evaporated to 20 parts by volume. The 1-ascorbic acid precipitates on cooling. It is pure after one recrystallization from water.
<I> Example 2 </I> 15 parts of diacetocr-2-keto-l-gulonic acid allyl ester are heated to the boil with 500 parts of 20% strength sulfuric acid. After 20 minutes, 75% of the starting material has been converted into 1-ascorbic acid. The solution is worked up as in Example 1.
Example 3: A 10% solution of potassium bisulfate is used for conversion. After 5 hours of boiling, 45% of the theoretically possible amount of 1-ascorbic acid has formed, which is isolated as in Example 1.
Example 4: 15 parts of the methyl ethyl ketone 2-keto-1-gulonic acid allyl ester are dissolved in 150 parts of 50% strength formic acid and heated in a boiling water bath.
After 7 hours, 44% of the ester has been converted to ascorbic acid. It is evaporated in vacuo and 1-ascorbic acid is recovered from the residue by recrystallization from alcohol.
<I> Example 5: </I> 28.8 parts of diacetone-2-keto-l-gulonic acid methyl ester are introduced in a mixture of 80 parts of chloroform and 30 parts of 80% ethyl alcohol, into which 3.3 parts of hydrochloric acid gas were resolved.
With stirring, the mixture is boiled for 50 hours with the reflux condenser installed. The 1-ascorbic acid soon begins to separate out in crystallized form. After the stated time, it is filtered off with suction and washed with chloroform-alcohol.
The 13.58 parts of 1-ascorbic acid obtained turn out to be 98% strength when titrated with iodine solution. The yield of separated 1-ascorbic acid is therefore 75,
5% of theory. 1.07 parts of 1-ascorbic acid are still dissolved in the mother liquor, so that a total of 81.5% of theory has arisen.
<I> Example 6: </I> 15.4 parts of diacetone-2-keto-l-gulonic acid diethylamino-ethyl ester are dissolved in 24 parts of 18 Niger hydrochloric acid and the mixture is heated to the boil for 3 hours. After this time, 73% of the starting compound has passed into 1-ascorbic acid. After cooling, neutralize with the calculated amount of sodium hydroxide solution and completely evaporate in a vacuum.
The dry residue is treated with 70 parts of hot methyl alcohol, common salt is filtered off, a little methyl alcoholic hydrochloric acid is added and the mixture is refluxed for 3 hours. When it cools down, a small amount of precipitate forms and is removed. The filtrate is evaporated to a syrup consistency. The 1-ascorbic acid slowly crystallizes out. It is recrystallized from water.