CS257866B1 - Způsob přípravy diaceton-L-sorbosy - Google Patents

Abstract

Způsob přípravy diaceton-L-sorbosy kondenzaci L-sorbosy s acetonem při teplotách nižších než 20 °C a za přítomnosti katalyzátoru jako např. konc. kyseliny sírové tak, že mletí L-sorbosy na částice menší než 0,1 mm se provádí přímo v reakčním prostoru pomocí inertních mlecích tělísek.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy diaceton-L-sorbosy z L-sorbosy a acetonu za katalytického působení minerální kyseliny, kdy vhodným uspořádáním reakčních podmínek je dosaženo podstatného zvýšení výkonu objemové jednotky reaktoru, zjednodušení výrobního procesu, úspory energie a pracovních sil.

Diaceton-L-sorbosa chemicky 2,3;4,6-di-O-isopropyliden-alfa-L-sorbofuranosa patří ve farmaceutickém průmyslu k velkotonážně vyráběným chemikáliím, neboť je jedním ze základních meziproduktů při výrobě vitamínu C. Průmyslově je získávána kondenzací L-sorbosy s acetonem, který splňuje současně funkci rozpouštědla, při teplotách nižších než 20 °C a za působení katalyzátoru. Podle specifických podmínek výrobců je jako katalyzátoru používáno například chloridu zinečnatého, oxidu fosforečného, anebo minerální kyseliny, a to kyseliny chlorovodíkové, hlavně pak konc. kyseliny sírové, a ty spolu s teplotou a množstvím acetonu ovlivňují výtěžek a dobu reakce. Průběh reakce lze znázornit následujícím zjednodušeným reakčním schématem:

I II III

První stupeň reakce, tj. vznik monoacetosorbosy II probíhá v heterogenním prostředí v důsledku malé rozpustnosti L-sorbosy v acetonu. Následkem toho je doba reakce závislá na rychlosti rozpouštění L-sorbosy, která je funkcí velikosti částic. Po proběhlém prvém stupni je monoacetosorbosa (II) velmi dobře rozpustná a reaguje s další molekulou acetonu na diaceton-L-sorbosu (III).

Kromě látek uvedených ve schématu je reakce doprovázena vznikem vedlejších produktů vznikajících z acetonu, přičemž obsah v konečné reakční směsi závisí jak na reakčních podmínkách, tak hlavně na době reakce. V praxi je pro výrobní účely běžně používána L-sorbosa krystalického charakteru, která v závislosti na provenienci má různou distribuci velikosti částic. Např.

podle cílové	analýzy
C 0,20	mm 4,5
0,20-0,30	mm 9,5
0,30-0,40	mm 13,8
0,40-0,50	mm 19,8
0,50-0,63	mm 21,1
0,63-0,71	mm 22,8
0,71-0,80	mm 4,6
0,80>	mm 3,9

Optimální pro syntézu, vzhledem k heterogenní reakci, jsou částice menší než 0,1 mm, jak lze nejlépe vidět na přiloženém obrázku, znázorňujícím průběh acetonizací L-sorbosy při 10° Celsia, kde na ose x je vynesen čas v hodinách, na ose y je vynesen výtěžek diaceton-L-sorbosy v % teorie, křivka a znázorňuje acetonizací krystalické L-sorbosy s balatinou, křivka b znázorňuje průběh acetonizace L-sorbosy s částicemi menšími než 0,10 mm, křivka c znázorňuje acetonizací krystalické L-sorbosy bez balatiny.

Dlouholetou výrobou byl ustálen postup, kdy je L-sorbosa nejprve umleta na klasickém mechanickém mlecím zařízení. Výsledkem však opět není jednotná velikost částic, nýbrž nějaké velikostní rozmezí a následkem toho je pro dosažení maximálního účinku při reakci zařazeno třídění na odstranění větších částic. Tyto jsou pak vraceny zpět na mletí. Vytříděná L-sorbosa je potom za míchání vnesena do reaktoru a po úpravě předepsaných reakčních podmínek podrobena reakci.

Jiný postup, který obchází nepříjemné mechanické mletí, eliminuje vliv nerovnoměrného rozložení částic tak, že se reakce vede do neúplné konverze L-sorbosy a nerozpuštěná, tj. nezreagovaná L-sorbosa se po určitém čase oddělí filtrací a je vracena zpět do procesu v průběhu dalších operací. Jsou rovněž známy práce, ve kterých je popisován'vysoký výtěžek uvedené reakce vlivem použití ultrazvuku.

Použití klasického mechanického mletí na předúpravu L-sorbosy je nevýhodné jednak z ekonomických důvodů, nebot představuje rozšíření výrobní jednotky o další mlecí a třídicí zařízení a nároky na výrobní prostor a pracovní síly a energii. Přistupují rovněž potíže se zajištěním transportu materiálu a problémy bezpečnostní. V těch případech, kdy se neprovádí úprava krystalické formy L-sorbosy, je reakční doba nereprodukovatelně prodlužována na úkor výkonu zařízeni, snížení výtěžku a nárůstu vedlejších látek. Je-li reakce vedena s neúplnou konverzí L-sorbosy, dochází ke snížení výkonu na objemovou jednotku reaktoru a zvýšení nároků na další zařízení pro regeneraci L-sorbosy a na pracovní síly. Postup využívající ultrazvuku při kondenzaci L-sorbosy s acetonem má rovněž řadu nevýhod, především je technicky značně náročný.

Nyní byl nalezen rychlý a ekonomicky výhodný způsob přípravy diaceton-L-sorbosy, který je předmětem tohoto vynálezu a jehož podstata spočívá v tom, že se mletí L-sorbosy na částice menší než 0,1 mm a jeji reakce s acetonem provádějí současně v témže prostoru, který je tvořen reakční nádobou, obsahující inertní tělíska, s výhodou skleněná, keramické či plástové balotiny v množství 2 až 100 % hmotnosti reakční směsi, dále opatřenou vypouŠtěcim otvorem s oddělovacím sítem o průměru ok menších než je velikost použité balotiny a míchadlem.

Postupem podle vynálezu dochází při míchání ke zmenšování částic L-sorbosy takovou měrou, že jejich velikost již neovlivňuje dobu prvého stupně syntézy. Po proběhnutí dalšího stupně, jehož rychlost je pak přímo závislá na reakčních podmínkách, je reakční směs z reaktoru přetlačena nebo vypuštěna přes síto nebo štěrbinu s otvory menšími než je průměr balotiny a zpracována obvyklým postupem. Balotina zůstává v reaktoru připravena na další operaci.

Výsledkem podle tohoto vynálezu je sloučenina obecného vzorce (III) v dobrém výtěžku a konstantní dobré kvalitě pro další zpracováni. Výhody tohoto vynálezu spočívají hlavně v jednoduchosti a snadné realizovatelnosti vlastního zařízení tvořeného pouze reaktorem, čímž odpadají investiční náklady na mlecí a třídicí zařízení. Zvláště pak výhodné je snížení počtu obslužných pracovníků, kterého se dosáhne jednak odstraněním mechanického mletí a dále možností automatizace tohoto výrobního stupně, a to následkem reprodukovateIných reakčních dob. Způsob podle vynálezu dále umožňuje pro lepší průběh reakce použít zcela příznivějšího poměru nahrazovaných surovin, což se odrazí i v jejich úspoře. Zkrácení reakční doby má za následek úsporu energií a zvýšení specifického výkonu zařízení. Vedením procesu za daných podmínek vzniká i mnohem menší množství vedleiších látek nepříznivě ovlivňujících složení odpadních vod.

Na rozdíl od klasických disperzních ílýnů může být použito podstatně nižšího poměru mezi objemem reakční směsi a celkovým objemem mlecích tělísek. Nejsou také požadovány tak vysoké otáčky míchadla, což umožňuje využití běžných nežádoucích reaktorů, tj. klasických kotlů s obvyklými typy míchadel.

V následujících příkladech je uveden způsob přípravy podle vynálezu a pro porovnání postup bez použití balotiny.· Uvedené díly značí díly hmotnostní. Uvedené příklady předmět vynálezu nijak nevymezují ani neomezují.

Příklad 1

Do SOlitrového nerezového reaktoru s kotvovým míchadlem, duplikátorem a vypouštěoím otvorem opatřeným oddělovacím sítem se předsadí 40 dilů skleněné balotiny o 0 3 mm, napustí 130 dílů acetonu. Za míchání při 170 ot./min. a chlazení se po dosažení -5 °C během 45 minut připustí 17 dílů 105% kyseliny sírové (olea) tak, aby teplota nepřestoupila 0 °C. Do takto připravené acetonizační směsi se nasype 17 dílů krystalické L-sorbosy. Obsah kotlá se vyhřeje na 10 °C. Během 45 minut je veškerá sorbosa rozpuštěna a reakce do prvého stupně ukončena.

Po úplném proběhnutí dalšího stupně, tj. po 4 h, se reakční směs zpracuje obvyklým postupem.

Příklad 2

Postup je lonová. Reakce stejný jako u příkladu 1, jen místo skleněné do prvého stupně je ukončena během 1 hodiny.

Příklad 3

Postup je stejný jako u příkladu 1, jenže se nepoužije stupně je ukončena během cca 5 hodin.

balotiny se použije balotina tefžádná balotina. Reakce do prvého

Claims (2)

1. Způsob přípravy diaceton-L-sorbosy kondenzací L-sorbosy s acetonem při teplotách nižších než 20 °C a za přítomnosti katalyzátoru jako např. konc. kyseliny sirové vyznačený tím, že mletí L-sorbosy na částice menší než 0,1 mm se provádí přímo v reakčním prostoru pomocí inertních mlecích tělísek.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že jako inertní mlecí tělíska je s výhodou použita skleněná, keramická nebo teflonová balotina v množství 2 až 100 % hmotnosti reakční směsi.