189641. lajstromszámú szabadalom • Eljárás L-aszkorbinsav előállítására
1 2 A találmány tárgya eljárás L-aszkorbïnsav előállítására nátrium-2-keto-L-gulonátból. A fermentációval előállított 2-keto-L-gulonsav a tenyészlében rendszerint kalciumsó alakjában van ielen, ami a pH-érték szabályozására a fermentáció alatt a táptalajhoz adott kalciumsóból képződik. Az így kapott kalciumsót rendszerint izolálják és alkáiifémsóvá, főképpen nátriumsóvá alakítva tisztítják, amely utóbbi alkoholokban oldhatatlan [például 34.799/82. és 34500/82. számú japán nyilvánosságra hozatali irat], A 2-keto-L-gulonsavat eddig acetonid alakjában használták kiindulási anyagként az L-aszkorbinsav ipari gyártásához. A 2-keto-L-gulonsav alkálisóínak alkalmazásával eddig tehát behatóan nem foglalkoztak. A technika állása szerint a diaceton-2-keto-L-gulonát-monohidrát (amit a továbbiakban diaceton-származéknak nevezünk) L-aszkorbinsavvá például úgy alakítható át, hogy 1 kg diaceton-származék, 1,5 liter triklór-etilén, 0,09 liter etanol és 0,15 kg sósav keverékét 60 °C-ig melegítjük, ekkor a kiindulási anyag a keverékben tökéletesen feloldódik és 20-30 perc alatt tiszta oldatot képez, amely azonban rövid idő (körülbelül 5 perc) múlva ismét csapadékos lesz és a reakció a csapadékképződéssel befejeződik. A szabad 2-keto-L-gulonsav a fentihez hasonlóan L-aszkorbinsawá alakítható anélkül, hogy műszaki problémákkal szembekerülnénk. Ezért, ha a köztitermék, a 2-keto-L-gulonsav ízolálási művelete az eljárás során kivitelezhető, akkor az L-aszkorbinsav a 2-keto-L-gulonsav nátriumsójából is minden nehézség nélkül előállítható. Az izolálási művelet azonban igen költséges és az L-aszkorbinsav ipari előállításának megvalósításánál lehetőleg el kell kerülni. Ha a 2-keto-L-gulonsav alkálifémsóját igen kis mennyiségű oldószerben szuszpendáljuk és az igen sűrű keverékbe sósavat vezetünk, akkor először szabad 2-keto-L-gulonsav és alkálifém-klorid (a továbbiakban „melléktermék”) képződik, majd a hőmérséklet emelkedésével a felszabadított 2-keto-L-gulonsav L-aszkorbinsavvá alakul. Mivel a 2-keto-L-gulonsav alkálifémsójának, az L-aszkorbinsavnak és a mellékterméknek az oldhatósága igen kicsi, a sűrű keveréken külsőleg változás nem észlelhető. A szuszpenzióban ugyanis egy vegyidet csupán átalakul egy másik vegyületté, emellett a melléktermék elegyedik az előállítani kívánt termékkel, mely utóbbit a mellékterméktől igen nehéz elválasztani. A melléktermék ugyan eltávolítható az L-aszkorbinsav kiválása előtt, de nincs mód rá megállapítani, hogy a reakciókeverék zavarossága melyiknek tulajdonítható, a mellékterméknek vagy az L-aszkorbinsavnak. Amint arra a fentiekben utaltunk, abban az esetben, amikor a 2-keto-L-gulonsav egy alkálifémsóját alkalmazzuk kiindulási anyagként és a szuszpenzió képzéséhez igen kis mennyiségű oldószert használunk, nem követhető hasonló eljárás, mint amit a diaceton•származék és a szabad 2-keto-L-gulonsav esetében alkalmaznak. A találmány célja olyan megfelelő eljárás kidolgozása L-aszkorbinsav előállítására nátrium-2-keto-L-gulonátból, amelynek során az előző műveletben használt táptalajból származó szennyezések a melléktermékkel együtt eredményesen eltávolíthatók és a cél szerinti vegyidet nagy tisztaságban és nagy hozammal kitermelhető. A találmány tárgya eljárás L-aszkorbinsav előállítására nátrium-2-keto-L-gulonátbó! olymódon, hogy nátrium-2-keto-L-gulonát, etanol és aceton keverékébe körülbelül 25-75 °C hőmérsékleten sósavgázt vezetünk amíg a nátrium-kloridot eltávolítjuk, mielőtt az L-aszkorbinsav kristályosodni kezd, a szűrlétét vagy felülűszót körülbelül 25-75 °C hőmérsékleten tartjuk 5-100 órán át, majd a szűrletet vagy felülúszót lehűtjük, így kapjuk a kristályos L-aszkorbinsavat, mint végterméket. A fenti eljárás egy előnyös kiviteli módja szerint a nátHum-2-íceto-L-gulonát, etanol és aceton keveréke 1:0/25-1,00-0,5-2,5 tömegarányú és a bevezetett sósavgáz körülbelül 1,5—2,0 mól 1 mól nátrium-2-keto-L-gulonátra. Amint azt már említettük, a reakció előrehaladását nem lehet megállapítani a nátrium-2-keto-L-gulonátot tartalmazó reakciókeverék külsejéből és megbízható kritériumot nem lehet megállapítani annak az időszaknak a meghatározására, amely alatt a mellékterméket el kell távolítani. Ezért összehasonlító kísérletet végeztünk a fenti kritérium megállapítására, nátrium-2-keto-L-gulonát helyett 2-keto-L-gulonsavat használva az alábbi tények alapján: 1) a nátrium-2-keto-L-gulonát és az L-aszkorbinsav is alig oldódik a legtöbb szerves oldószerben, míg a 2-keto-L-gulonsav oldható, 2) a reakció során a reakciókeverék hőmérsékletének emelkedésével a felszabadult 2-keto-L-gulonsav fokozatosan átalakul L-aszkorbinsawá és ez a változatlan 2-keto-L-gulonsawal együtt van jelen, 3) a képződött L-aszkorbinsav etanol-aceton keverékben kicsapódik, így a nátrium-klorid eltávolításának ideje a keverék külsejének változásából megállapítható. Az összehasonlító kísérlet eredményeképpen megállapítottuk, hogy ha az L-aszkorbinsav és a 2-keto-L-gulonsav egy specifikus keverési arányban elegyedik igen kis mennyiségű (meghatározott arányú) alkoholketon oldószerben savas körülmények között, akkor a keverék csaknem tökéletesen feloldódik, más savakkal a szuszpenzió tiszta oldattá alakul. A teljes oldódás jelensége függ azoknak az oldószereknek a jellegétől és keverési arányától, amelyeket a 2-keto-L-gulonsav szuszpendálására alkalmazunk, az L-aszkorbinsav és a 2-keto-L-gulonsav keverési arányától és a bevitt sav mennyiségétől. A fenti jelenség azonban megszűnik, a keverék zavaros lesz és újra szuszpenziót ad, amint a keverékbe a 2-keto-L-gulonsavból származó L-aszkorbinsav relatív mennyisége növekszik. Ha például sósavat vezetünk 2-keto-L-gulonsav, etanol és aceton 1.0,25—1,000,5—2,5 tömegarányú keverékébe, a keverék hirtelen kitisztul, amikor a bevezetett sósav mennyisége 1 mól 2-keto-L-gulonsavra eléri a 0,5-1,0 mólt. Ez a kitisztult állapot megmarad körülbelül 3-6 órán keresztül, és ezután kezd kiválni az L-aszkorbinsav. A jelen találmány feltalálói megállapították, hogy a fenti jelenség megbízhatóan alkalmazható abban az esetben is, amikor a keverékben a szabad 2-keto-L-gulonsav helyett nátrium-2-keto-L-gulonát van jelen. Ha ugyanis a sósavat olyan mennyiségben vezetjük be, amely az átalakuláshoz elegendő, akkor a sósav bevezetésének előrehaladásával s nátrium-2-keto-189.641 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
