JPH07206772A - 2−ケト−l−グロン酸エステルの製造方法 - Google Patents
2−ケト−l−グロン酸エステルの製造方法Info
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- JPH07206772A JPH07206772A JP7018849A JP1884995A JPH07206772A JP H07206772 A JPH07206772 A JP H07206772A JP 7018849 A JP7018849 A JP 7018849A JP 1884995 A JP1884995 A JP 1884995A JP H07206772 A JPH07206772 A JP H07206772A
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H7/00—Compounds containing non-saccharide radicals linked to saccharide radicals by a carbon-to-carbon bond
- C07H7/02—Acyclic radicals
- C07H7/027—Keto-aldonic acids
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Abstract
をメタノール又はエタノールによりエステル化すること
により、メチル又はエチル2−ケト−L−グロン酸エス
テルを製造する方法は、酸性イオン交換体の存在下で、
室温と約80℃の間の温度範囲で、約10分から約12
0分の間の平均滞留時間で、そして約0.5m/hから
約7.5m/hの表面速度で連続的にエステル化するこ
とを含んでなる。このエステル化は僅かな過剰圧力下で
実施することが好適である。このようにして製造したエ
ステル類はビタミンC合成の重要な中間体であり、それ
ぞれのエステル化生成物はラクトン化により直接的にビ
タミンCに転化することができる。 【効果】 2−ケト−L−グロン酸の効率のよい製造方
法が提供できる。
Description
の新規な製造方法に関する。既知のように、これらのエ
ステル類はアスコルビン酸(ビタミンC)合成の重要な
中間体である。
ル、なかんずくメタノールによるエステル化は幾多の刊
行物により認められる。これらのエステル化の1例は通
常、例えば塩酸、硫酸又はp−トルエンスルホン酸のよ
うな酸触媒の存在下で実施される。対応する低級アルキ
ルエステルにエステル化された後、これはアスコルビン
酸又はその塩、通常ナトリウム塩又はカリウム塩へのい
わゆるアルカリ性転位(又はラクトン化)に供すること
ができる。
2−ケト−L−グロン酸のエステル化に対する言及は時
々技術文献に認められる。しかし、大部分で収率、転化
率等の詳細が抜けていたり、もしくは、例えば収率及び
結晶の特性に関する報告結果が満足なものでなかったり
する。更に2−ケト−L−グロン酸の連続的なエステル
化の方法はこれまで実施されたり又は公表されたりして
いない。
ル、特にメチル又はエチルエステルの製造のためのエス
テル化の方法は、連続的手順を探求しながら、実施が容
易であり、穏やかでありそして高度の転化率を伴って進
行するべきである。
して従来の方法より利点を有するエステル化の方法が発
見された。2−ケト−L−グロン酸のメタノール又はエ
タノールによるそのメチルエステル又はエチルエステル
へのエステル化に関する本発明による方法は、室温と約
80℃の間の温度範囲で、約10分から約120分の間
の平均滞留時間をもち、そして約0.5m/hから約
7.5m/h(h=時間)の表面速度で、酸性イオン交
換体の存在下で、連続的にエステル化を実施する工程を
含んでなる。
ン交換体」という語は、市販のDuolite(商標)C20、
C26、C264及びC265(すべてRohm &Haas);
Amberlite(商標)18wet及びIRA120(これらもRohm
& Haas);Amberlyst(商標)15(Rohm & Haas);Lewatit
(商標)S100及びSP112(Bayer);並びにDowex(商
標)イオン交換体I(Dow)により典型的に代表される酸
性イオン交換体を包含する。Amberlyst(商標)はこれら
の酸性イオン交換体の中で、本発明の目的に最適である。
基本的にはもちろんその他の酸性イオン交換体も使用可
能である。又発明の定義の中に認められる「見掛け速度(s
uperficial velocity)」の語は、流体の反応塊が触媒を充
填した管状又はカラム状反応器を通過する流速を、そし
て下記に説明するように、処理量及びその反応器の管の
横断面に依存する流速を意味する。この速度はより広範
な意味では平均有効速度に関係する。これは数学的に下
記のように表される:
hで表す。
は、すなわち下記の等式によって、いわゆる平均有効速
度Veffectiveに直接に関連している:
nger-Verlag Berlin Heidelberg,New York発行のA.Mers
mannによる教科書「熱力学工学(Thermische Verfahrens
-technik)のp.99以降に詳細に説明されている。
グロン酸のメタノール又はエタノール溶液を、反応器中
に充填した酸性イオン交換体上を通過させることにより
実施される。このエステル化は一般的に室温と約80℃
の間の温度範囲で、好適には約55℃と約65℃の間の
温度で、そして約10分から120分の間の平均滞留時
間で実施される。更にこのエステル化はエステル化温度
と関係なく、最高4バールまでの僅かな過剰圧力下で実
施するのが好適である。全体的転化反応に関してはエス
テル化温度及びメタノール又はエタノール中の2−ケト
−L−グロン酸の濃度に僅かに依存する:すなわち、よ
り高温の場合にはより短い平均滞留時間を必要とするこ
とが一般的に事実である。
約8重量パーセントから約15重量パーセントの範囲の
濃度においては、前記エステル化は約60℃で滞留時間
は20分未満で(ほとんど)理想的に進行する。このよ
うな条件下では残余2−ケト−L−グロン酸含有率は通
常最大で1%である。
ール又はエタノール中の2−ケト−L−グロン酸の濃度
が約2.5重量パーセントから約15重量パーセントで
実施される。メタノールを使用する場合には、好適な濃
度は8重量パーセントから15重量パーセント(wt./w
t.%)の範囲内にあり、その濃度は重量/容量パーセン
ト(wt./vol.%)で表すと、無水2−ケト−L−グロン酸
を基にして7wt./vol.%から14wt./vol.%に相当する。エ
ステル化される酸は無水2−ケト−L−グロン酸又は2
−ケト−L−グロン酸水和物(特に一水和物)として使用
することができる。しかしながら無水形態の方が好適で
ある。メタノール中のこの酸の濃度が少なくとも8wt./w
t.%から12.2wt./wt.%の範囲の場合にはエステル化
は実際的にはその濃度とは独立して進行する:すなわち
この濃度の範囲での反応の経過は殆ど一定である(2−
ケト−L−グロン酸に関して零次又は擬零次反応)。
明の本質的な特徴である。見掛け速度が約0.5m/h
から約7.5m/hの範囲にあるとき、これは約0.9
m/hから14.5m/hの平均有効速度に相当する。
る、すなわち: − 手順が連続的であり従って実施するのに能率的であ
る; − 従来の、メタノール又はエタノールによる2−ケト
−L−グロン酸のエステル化に比較して滞留時間が比較
的短い; − 本方法の実際的(機器に関連した)効率が、特に、
例えば平衡変位のための水分の除去をも、又高い反応温
度をも必要としないため、簡単で経済的である; − エステル化の実施に使用される触媒が例えば塩酸、
硫酸等の無機酸ではないので、金属含有反応容器の腐食
が避けられる; − 平衡転化率は高く、特定の反応条件により、生成物
は約0.5重量パーセントから1.5重量パーセントの
みの残余未反応2−ケトーL−グロン酸含有率を有す
る; − エステル化生成物は、直接に、すなわち2−ケトー
L−グロン酸メチル又は2−ケト−L−グロン酸エチル
を単離せずに、希望するアスコルビン酸の製造のための
ラクトン化段階に、例えばアルカリ性条件下で(塩基と
して、例えば重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ナ
トリウムメトキシド又はトリヘキシルアミンを使用し
て)使用することができる。
率を更に増加させる目的を持つ、上述の比較的簡単な方
法の種々の変法をも包含する。例えば、反応混合物を、
希望する転化率(特に高い転化率)が達成されるまで、
幾つかの(2個以上の)相互に連結した反応容器を通過
させることができる。更に1つの反応容器を通過した
後、部分的な中間的蒸発、すなわち同じアルカノール例
えばメタノールによる水の部分的な除去を実施すること
ができ、その後でその反応混合物を新たなメタノール又
はエタノールを添加したりもしくは添加せずに、連結さ
れたエステル化カラムを通過させることができる。
て具体的に説明され、それらの実施例はそれぞれ最後に
添付する図面で示される典型的な装置につき説明する。
る;98.1%の品位)917.45g及びメタノール
10lそれぞれ2部を10l入りガラス容器に入れ、均
質な溶液を生成するまで撹拌する。その混合物を0.2
μmのGELMAN隔膜濾過器で濾過し、その溶液を供
給容器(3)に分割して移す。望ましい場合は、供給容
器をサーモスタット(1)を使用して35℃の温度に加
熱する。
収し、最初はAmberlyst(商標)15を充填した小型のプ
レカラム(11)を通して、次いで二重ジャケット反応
容器(6)中に備えられた交換体床を通して800ml
/hの供給速度でLEWAM8隔膜ポンプ(5)を用い
て吸引し、そして60−62℃に加熱した。充填したプ
レカラムはそれが例えば鉄、銅、亜鉛等の痕跡の金属を
捕捉する点で保護的機能を有する。そのカラムはサーモ
スタット(2)により63℃の温度に加熱される。沸騰
効果及び気泡の形成を避けるために、カラムの排出口に
備えた圧力維持弁(8)によってその機器を0.4−
0.6バール過剰圧(7)となるように調整する。転化
率を調節するために、サンプルを2時間毎に収集し、そ
れぞれ残余2−KLGA含量をHPLCにより測定す
る。これと平行して、目盛りのついた50ml入り振と
うシリンダーを用いて供給量の調整を行う。これらの与
えられた条件下で見掛け速度は2.86m/hであり、
平均有効速度は5.53m/hである。平均滞留時間は
約14.6分である。
に更にメタノール3lをポンプで通過させる。
ロン酸エステル(以後「Me−2−KLGA」と称す
る)を単離するために、回収容器(9)に収集したエス
テル化溶液を50℃の浴温で200ミリバールの圧力
で、ビュッキの回転蒸発器(Buechi Rotavapor)R152
型中で結晶状スラリー(Me−2−KLGA約67重量
/重量パーセント)になるまで濃縮し、更に結晶化させ
るために約4時間4℃で冷却する。そこで生成した結晶
を焼結ガラスの吸引濾過器で吸引濾過し、それぞれメタ
ノール500mlで(−10℃)2回洗浄する。12時
間以内に50℃で10−15ミリバールで乾燥する。収
量:Me−2−KLGAの1次結晶1700−1800
g、純度≧99.5%。
50℃で200ミリバールで濃縮して結晶状スラリーを
生成させ(Me−2−KLGA含有量約43重量/重量
パーセント)、4時間に渡り4℃で冷却し、生成した結
晶を焼結ガラス吸引濾過器で吸引濾過する。次いで、生
成物をそれぞれメタノール130mlで2回洗浄し(−
10℃)、約12時間真空下で50℃で乾燥する.収
量:Me−2−KLGAの2次結晶約100g、純度>
98.0%。
−KLGAから出発して副生成物として生ずるアスコル
ビン酸を除いて97.5%−97.9%(HPLCによ
り測定)に達し、Me−2−KLGAの理論値の95.
7%−95.9%が、実質的に無色のエステル化溶液か
ら無色の結晶として単離される(1次及び2次結晶、純
度は前記に考察)。
ン酸の製造に直接に、例えばアルカリ性転位(ラクトン
化)により、使用することができるため、結晶の単離を
実施する必要はない。
ントの2−KLGAのメタノール溶液を30℃の温度
で、見掛け速度0.63m/hでそして平均滞留時間約
116分でカラムをポンプにより通過させる。約5.1
%の残余2−KLGA含有量をもたらす転化が行われ
る。同様の条件下、すなわちメタノール/水の中間の部
分的除去をせずに、その溶液を再度通過させることによ
り2−KLGAの残余含有量を約1.6%にする。
トの2−KLGAのメタノール溶液を60−62℃の温
度で、見掛け速度約5.7m/hで(平均有効速度約1
1m/hに相当する)、滞留時間約6.5分でカラムを
ポンプにより通過させる。転化により残余2ーKLGA
含有量が約7.3%−9.1%になる。同様の条件下で
この溶液を再度通過させると約1.3%−1.7%の残
余2−KLGA含有量をもたらす。従って総滞留時間は
2×約6.5分、すなわち約13分である。
で実施例1に記載の方法と同様に実施する。それぞれの
詳細は下記の表1に示される。
施例1記載の方法と同様に実施する。この場合は平均滞
留時間は約14.6分であり見掛け速度は約2.86m
/hである。その他の関連詳細事項は下記の表2に示さ
れる。
装置を、小規模のプラントに適用する与えられたディメ
ンションを付記して、下記のように図面で示す。もちろ
ん商業的な規模では適当に、より大きなディメンション
が適用されるであろう。
ロン酸をメタノール又はエタノールでエステル化するこ
とによる、メチル又はエチル2−ケト−L−グロン酸エ
ステルの製造方法であって、その方法は、酸性イオン交
換体の存在下で、室温と約80℃の間の温度範囲で、そ
して約10分から120分の平均滞留時間で、そして約
0.5m/hと約7.5m/hの間の表面速度で、連続
的にエステル化することを含んでなる。
施する第1項による方法。
標)15である第1項又は第2項のいずれかによる方
法。
の間の温度で実施する第1項から第3項のいずれかによ
る方法。
僅かな過剰圧力下で実施する第1項から第4項のいずれ
かによる方法。
酸濃度が8重量パーセントから15重量パーセントの範
囲にある第2項から第5項のいずれかによる方法。
表す略図である。
A)) 4 濾過器(SARTORIUS型) 5 隔膜ポンプ(LEWA M8型) 6 反応容器(ジャケットされた)V4A (内径: 20mm 長さ: 120cm A 15の量: 231g 空げき量: 195ml) 7 マノメーター 8 圧力維持弁(TESCOM型) 9 回収容器(20リットル) 10 冷却器(長さ28cm) 11 プレカラム(A 15)
Claims (1)
- 【請求項1】 酸触媒の存在下で2−ケト−L−グロン
酸をメタノール又はエタノールでエステル化することに
よる、2−ケト−L−グロン酸メチル又は2−ケト−L
−グロン酸エチルの製造方法であって、室温と約80℃
の間の温度範囲で、そして約10分から120分の平均
滞留時間で、そして約0.5m/hから約7.5m/h
の間の見掛け速度で、1種類の酸性イオン交換体の存在
下で連続的にエステル化することを含んでなる方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH15494 | 1994-01-18 | ||
| CH00154/94-7 | 1994-01-18 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7018849A Pending JPH07206772A (ja) | 1994-01-18 | 1995-01-12 | 2−ケト−l−グロン酸エステルの製造方法 |
Country Status (4)
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