CH248802A

CH248802A - Verfahren zur Herstellung von Ribose.

Info

Publication number: CH248802A
Authority: CH
Inventors: F Hoffmann- Aktiengesellschaft
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 1943-09-30
Filing date: 1945-12-03
Publication date: 1947-05-31

Description

Verfabren zur Herstellung von Ribose. In der Grossfabrikation von Ribose war es bisher nötig, den Zucker aus rohen Ge- mischen, z.

B. von Beduktiansprodukten von Ribolacton und von natürlichen Hydro- lysaten von Nucleinsäuren, Nucleotiden und Nucleosiden,

zii isolieren. Dieses Verfahren erfordert gewöhnlich eine intensive Reini- gung der Lösungen und in den meisten Fällen eine nachträgliche Isolierung der Ribose über ihre Derivate, z.

B. mit dem teuren Bromphenylhydrazin oder Diphenyl- hydrazin. Überdies ist Bromphenylhydrazin unbeständig und deshalb für die gross- technische Fabrikation ungeeignet. Die so erhaltenen Hydrazone müssen isoliert und gereinigt werden.

Sie werden anschliessend in Gegenwart von Formaldehyd und Benz- aldehyd hydrolisiert. Die Hydrazane die ser Aldehyde (ebenso der Überschuss an Aldehyden) müssen daraufhin entfernt wer den.

Diese Massnahme bereitet oft beträcht liche Schwierigkeiten zufolge der erforder lichen vdederholten Extraktionsbehandlun- gen. Solche Verfahren sind auch vom Stand punkt der Ausbeute aus unbefriedigend und die dabei erhaltene Ribase ist gewöhnlich sirupösausserdem sind weitere umstInd- liche Behandlungen zur Gewinnung kristal liner <RTI

ID="0001.0065"> Produkte erforderlich. In, dem von Fischer und Piloty (Ber. 24 [1891], 4214) beschriebenen und von Steiger (Helv. chim, acta, 19 [1936], 193) modifizierten Ver fahren wird die komplexe Natur des ge nannten Verfahrens erläutert. Gemäss vorliegendem Verfahren 'kann nun Ribose aus relativ unreinem, rohem Ausgangsmaterial isoliert werden, und zwar, im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren, durch eine rasche;

einfache und billige Me thode.

Durch Kondensation von primären aro matischen Aminen und Pentosen in Lösung bei Zimmertemperatur und einem pH-Wert zwischen 2 und 8 lässt sich eine neue Masse von Pentosiden darstellen.

Diese neuen Ver bindungen zeigen ein ausgeprägtes Kiistalli- sationsvermögen, wodurch sie leicht vom Lö- sungsmittel abgetrennt werden können; zum Teil in. Form ihrer Komplexverbindungen mit löslichen Alkali- oder Ammoniumsalzen. Dieses Kristallisiervermögen ist auch sehr augenscheinlich, wenn relativ unreine Zucker lösungen verwendet werden.

Kuhn und Birkhofer (Ber. 71, [1938], 629) beschreiben eine andere Klasse von N-Pentosiden, welche bei der Kondensation van primären aromatischen Aminen mit Pentosen unter Einwirkung von Wärme ge bildet werden.

Es wurde nun, gefunden, dass beide Klassen von N-Pentosiden in ausgezeichne ten Ausbeuten zu reinen Pentosen hydroly- siert werden können.

Gegenstand des vorliegenden Patentes ist ein. Verfahren zur Herstellung von. Ribose in derWeise, dass ein N-Riboisidsines@primären aromatischen Amins in Gegenwart von Wasser bis zur vollständigen Hydrolyse er- wärmt,

das frei gewordene primäre aroma tische Amin abgeschieden und die Ribose isoliert wird.

Die Hydrolyse kann z. B. durch Kochen der wässrigen oder wässrigen alkoholischen Lösung oder Suspension des N-Ribosids, am Rückfluss bis zur vollständigen Verseifung durchgeführt werden und kann, wenn nötig, durch Messung der optischen Drehung kon trolliert werden. Der zur Hydrolyse vorteil hafte pH-Wert liegt zwischen 2 und 9.

Die Spaltung des N-Ribosids kann dadurch er leichtert werden, dass das in Freiheit gesetzte Amin, während der Reaktion an einen Al dehyd, wie Benzaldehyd, substituierte aro matische Benzaldehyde, Formaldehyd usw., gebunden wird.:

Vorteilhaft wird gleichzeitig auch eine geringe Menge einer leicht flüchtigen niederen Fettsäure, wie Ameisen-, Essig- oder Propionsäure, oder Spuren einer starken Säure, zugegeben, obwohl letztere die Zersetzung eines kleinen Teils derRiböse veranlasst. Man arbeitet vorteilhaft in Ge genwart _ eines nichtoxydierenden Gases, z.

B. durch Verdrängen der Luft durch C02 oder N, Die Hydrolyse und die Entfernung des Amins kann auch durch andere. Mittel er reicht werden;so z.

B. durch Wasserdampf- destillation einer wässrigen Lösung oder Suspension des N-Ribosids. Beim Eindamp- fen der Flüssigkeiten erhält man Ribose. Das in Freiheit gesetzte primäre Amin ergibt :n diesem Fälle ein sehwach alkalisches Reak tionsmedium.

Die Wasserdampfdestillation kann sowohl unter Druck als auch im Va kuum durchgeführt werden, gegebenenfalls auch in Gegenwart eines inerten Gases.

Des weiteren wurde gefunden, dass an Stelle der reinen N-Riboside auch Komplex- verbindungen aus den N-Ribosiden und wässerlösliehen Alkali- oder Ammonium- salzen angewandt werden können. Diese Komplexverbindungen können einen grösseren oder . geringeren Gehalt an Alkali- oder Ammoniumsalz,. -wie z..

B. Natriumsulfat; Natriumphosphat, Natriumchlorid, Natrium nitrat, Nätriumcitrat, Natriumacetat, - Ammo- niumchlorid usw.,

aufweisen sowie an Wäs- ser oder andern zur Kristallisation ver- wendeten Lösungsmitteln. In. diesem Fall kann zur Isolierung - der Ribose die wäss- rige Lösung nach der Entfernung des Amins zur Trockne verdampft und die Ri- bose aus dem Salzrückstand durch Extrak tion mit einem

geeigneten Lösungsmittel, wie z. B. Alkohol, abgetrennt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Komplex verbindung, falls sie zur Hydrolyse genü gend Wasser enthält, in Alkohol zu suspen dieren und die Hydrolyse in Gegenwart von Benzaldehyd, wie beschrieben, durchzufüh- ren. Anschliessend kann das unlösliche Salz abfiltriert;

Wasser zugefügt, der -Alkohol entfernt und die Benzalverbindung in üblicher Weise abgetrennt werden. Es wurde gefun- den, dass die genannten Komplexsalze in sehr guten Ausbeuten zugänglich sind.

Die Rückgewinnbarkeit des aromatischen Amins aus dem Kondensationsprodukt wäh rend oder nach der Hydrolyse stellt einen weiteren Vorteil des erfindungsgemässen Ver fahrens dar und trägt zur Reduktion der Verfahrenskosten bei.

Beispiel 1: 16 g Anilin - d - ribosid --Natriumsulfat- Komplexverbindung, enthaltend 7;92 g reines Ribosid, werden in 200 cm' 0;25 %iger Essigsäure gelöst.

Die Luft in der Appa ratur wird durch Stickstoff verdrängt und so die Lösung wird in einer Stickstoff- atmosphäre wasserdampfdestilliert, bis alles Anilin entfernt ist. Der verbleibende Rück stand wird mit Entfärbungskohle verrührt, filtriert und im Vakuum zur Trockne ver- 8s dampft.

Der Rückstand wird zweimal mit. warmem absolutem Alkohol extrahiert, der Extrakt filtriert und zur Trockne verdampft. Der verbleibende Sirup kristallisiert sofort nach Impfen mit einem Kristall d-Ribose. so Smp: _ 84-86 C.
EMI0002.0167

Beispiel 2: 29 g Anilin - d - ribosid - Natriumsulfat- Komplexverbindung, enthaltend 70%- Ri- bosid (bestimmt - durch Titration mit Fehling- scher Lösung), werden in 90 cm3 absolutem Alkohol suspendiert, 17,

5 cm@ frisch destil lierter Benzaldehyd zugegeben und das Ge misch eine halbe Stunde am Rückfluss ge kocht. Nach Abkühlen wird vom Natrium sulfat abfiltriert. Zum Filtrat fügt man 45 cm@ Wasser und extrahiert die Lösung mit Äther. Die wässrige Lösung wird darauf hin mit einer kleinen Menge Kohle entfärbt, filtriert und zur Trockne verdampft.

Bei der Kristallisation aus 18 cm' Alkohol erhält man reine Ribose in 71%iger Ausbeute. Beispiel 3: 29 g Anilin - d - ribosid - Natriumsulf at- Komplexverbindung, enthaltend70% Ribo- sid, werden in 90 cm:3 Wasser suspendiert und mit 17,5 cm' frischem Benzaldehyd ver setzt.- Die Mischung wird eine halbe Stunde in einer Stickstoffatmosphäre am Rückfluss gekocht und dann abgekühlt.

Das Benzal- anilin wird durch Extraktion mit Äther entfernt, der wässrige Rückstand mit einer kleinen Menge Kohle entfärbt, zur Trockne verdampft und aus Alkohol umkristallisiert. Die Ausbeute beträgt 10,0g = 73,5/15 der Theorie.

Beispiel 4,0g Anilin-d-ribosid werden in 200 emg 0,25 % iger Essigsäure gelöst. Die Lösung wird in einer Kohlendioxydatmosphäre wasserdampfdestilliert, bis alles Anilin ent fernt ist, worauf die Lösung mit 0,25 g Kohle behandelt und gerührt wird.

Anschlie ssend wird filtriert. Die klare Lösung wird zur Trockne verdampft; der Rückstand er gibt beim Umkristallisieren aus 4 cm' ab solutem Alkohol 2,3 g reine kristallisierte Ribose. Ausbeute 86,2 %.

Beispiel 5: 4,0 g Anilin-d-ribosid werden in 200 em@ 0,25 % iger Essigsäure gelöst und die Lösung in einer Stickstoffatmosphäre wasserdampf- destilliert. Ist alles Anilin entfernt, so wird die verbleibende Lösung mit 0,25g Ent- färbungskohle entfärbt, filtriert und im Va- kuum zur Trockne verdampft.

Der Rück stand wird zweimal in absolutem Alkohol aufgenommen und wieder zur Trockne ver dampft, worauf der entstehende Sirup in 4em' absolutem Alkohol aufgenommen wird, aus. welchem sofort 2,4 g Ribose auskristallisie ren. Smp. 86-87 .
EMI0003.0070

Beispiel 6: 45 g Anilin-N-d-ribosid werden in einem mit Rührer und Rüekflusskühler versehenen Dreihalskolben in 2250 cm' Wasser gelöst. Die Reaktionsmischung wird erwärmt, bis das Glukosid in Lösung gegangen ist., worauf 35 cm# Benzaldehyd zugefügt wer den können.

Das Gemisch wird eine halbe Stunde unter Stickstoff am Rückfluss ge kocht, über Nacht abgekühlt und dann das Benzalanilin abfiltriert. Das wässrige Filtrat wird mit Äther extrahiert, um Spuren Benzalanilin zu entfernen, dann mit Kohle entfärbt und zu einem Sirup eingedampft.

Der Sirup wird durch Aufnehmen in Alko hol und Wiedereindampfen getrocknet und dann in Alkohol im Verhältnis 5 g Sirup zu 6,5 cm# Alkohol gelöst. Beim Animpfen kristallisiert die Ribose in 95 % iger Ausbeute aus. Smp. 86-87 .

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Ribose, dadurch gekennzeichnet, dass ein N-Ribosid eines primären aromatischen Amins in Ge genwart von Wasser bis zur vollständigen Hydrolyse erwärmt, das dabei in Freiheit gesetzte Amin abgeschieden-und die Ribose isoliert wird. UNTERANSPRüCHE 1.

Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das pl, des Reak- tionsmediums zwischen 2 und 9 ist. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrolyse und die Entfernung des freigesetzten Amins durch Wasserdampf destillation in Gegenwart einer kleinen Menge einer flüchtigen niederen Fettsäure durchgeführt wird.

3. 'Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, .dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrolyse durch Kochen der Lösung am Rückfluss und, zwecks Bindung des frei gesetzten Amins, in Gegenwart eines Al- dähyds durchgeführt wird. 4.

Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man von einer Komplexverbindung eines N=Ribosids eines primären aromatischen Amins mit einem löslichen Alkali- oder Ammoniumsalz -ausgeht. 5.

Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass die -Hydrolyse und die Ent- fernung des freigesetzten Amins durch Wasserdampfdestillation in Gegenwart einer kleinen, Menge einer flüchtigen niedrigen Fettsäure durchgeführt wird. 6.

Verfahren nach Patentanspruch. und Unteransprüchen 1 und 4, dadurch -gekenn zeichnet, dass die Hydrolyse durch Kochen der Lösung am Rückfluss und, zwecks Bin dung des freigesetzten Amins, in: Gegenwart eines Aldehyds durchgeführt wird. 7.

Verfahren nach Patentanspruch. und Unteransprüchen 1, 4 und 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Ausgangsstoff in einer wässerig-alkoholischen Lösung gelöst bezw. suspendiert ist.