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    EineAldose mit n-1 Kohlenstoffatomen wird aus einer Aldonsäure mitn Kohlenstoffatomen unter Verwendung von Hypochlorsäure odereinem Hypochlorit mit einem hohen Ertrag und sicher und mit niedrigen Kostendurch Behandlung der Reaktionsmischung mit einer Verbindung miteiner Reaktivitätmit der Hypochlorsäureoder dem Hypochlorit, die höherist als die mit der produzierten Aldose, erzeugt.
    公开号:DE102004028318A1
    申请号:DE200410028318
    申请日:2004-06-11
    公开日:2004-12-30
    发明作者:Tomoyuki Sodegaura Ando；Yasushi Omuta Fukuiri；Hiroki Omuta Ishibashi；Atsushi Omuta Sakuma；Kazuhiko Sodegaura Togashi；Hideki Sodegaura Umetani
    申请人:Mitsui Chemicals Inc；
    IPC主号:C07H1-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Erzeugung einer Aldose.Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Erzeugung einer Aldosemit n-1 Kohlenstoffatomen aus einer Aldonsäure mit n-Kohlenstoffatomenunter Verwendung von Hypochlorsäureoder einem Hypochlorit.
    [0002] Aldonsäuren undandere mit Zuckern verwandte Verbindungen werden durch verschiedeneVerfahren abgebaut. Typische Beispiele für Verfahren zur Erzeugung einerAldose mit n-1 Kohlenstoffatomen aus einer Aldonsäure mitn Kohlenstoffatomen sind die unten erwähnten. (1)Ein Verfahren zur Herstellung von Arabinose aus Calciumgluconatdurch Decarboxylierung mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart von einemEisenkatalysator zum Erhalt von Arabinose (Berichte, 31, 1573 (1898);und J. Am. Chem. Soc., 72, 4546 (1950)); (2) ein Verfahren zur Herstellung von Arabinose aus Gluconsäure durchDecarboxylierung durch die Wirkung der elektrolytischen Oxidation(Annual Report of the Noguchi Institute, 25, 26 (1982)); (3) ein Verfahren zur Erzeugung von Arabinose aus Gluconolacton über Gluconsäure durchDecarboxylierung mit Ceriumsulfat (J. Chem. Soc., Perkin Trans.II, 685 (1977)); (4) ein Verfahren zur Erzeugung von Arabinose aus Gluconolacton über Natriumgluconatdurch Decarboxylierung mit Natriumhypochlorid unter sauren Bedingungen(J. Am. Chem. Soc., 81, 5190 (1959)); und (5) modifizierte Verfahren des Verfahrens gemäß (4) (japanischeungeprüftePatentanmeldung VeröffentlichungenNrn. 55-164699 und 8-231448).
    [0003] DasVerfahren (1) kann jedoch zu einer Explosion aufgrund der in derReaktion verwendeten Peroxysäureführen,das Verfahren (2) benötigtspezielle Einrichtungen fürdie Elektrolyse und das Verfahren (3) macht die Verwendung von teurenOxidationsmitteln in einer Menge von 2 Äquivalenten oder mehr nötig und kanneine Verschwendung von Schwermetallen nicht vermeiden. Auf dieseWeise sind diese Verfahren fürdie kommerzielle Herstellung nicht geeignet.
    [0004] DasVerfahren (4) verwendet Natriumhypochlorit, ein günstigesund sicheres Oxidationsmittel, und ist für eine kommerzielle Produktionbis zu einem gewissen Ausmaß geeignet.Das Verfahren ist jedoch im Hinblick auf seinen niedrigen Ertrag,die Verwendung einer Überschussmengeeiner wässrigenLösungan Natriumhypochlorit und so einer geringen Volumeneffizienz immernoch unzureichend.
    [0005] Beiden Verfahren (5) sind die Bedingungen zur Erzeugung von Arabinoseaus Natriumgluconat unter Verwendung von Natriumhypochlorit optimiertund der Arabinoseertrag und die Volumeneffizienz sind im Vergleichmit dem Verfahren (4) verbessert. Diese Verfahren sind jedoch immernoch fürdie kommerzielle Produktion im Hinblick auf Sicherheit und Durchführbarkeitunzureichend, da die wässrigeLösungNatriumhypochlorit unter Erwärmungschnell zugefügtwerden muss.
    [0006] Esist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahrenzur industriellen Erzeugung einer Aldose mit n-1 Kohlenstoffatomendurch Decarboxylierung einer Aldonsäure mit n Kohlenstoffatomenin einem hohen Ertrag bei niedrigen Kosten und großer Sicherheitdurchzuführen.
    [0007] Nachintensiven und detaillierten Untersuchungen im Hinblick auf dieDecarboxylierung einer Aldonsäureunter Verwendung von Hypochlorsäureund einem Hypochlorit als Oxidationsmittel haben die vorliegendenErfinder festgestellt, dass 1) eine Reaktion zwischen der Zielaldosemit n-1 Kohlenstoffatom und dem Oxidationsmittel (hiernach kurzals "Überreaktion" bezeichnet) einenverminderten Ertrag auslösenkann und 2) die Überschussreaktionnicht wesentlich fortschreitet, während das Material Aldonsäure im Reaktionssystem verbleibt.
    [0008] Siehaben ebenfalls festgestellt, dass die Überreaktion effektiv durchZugabe einer Verbindung zu dem Reaktionssystem inhibiert werdenkann, die eine höhereReaktivitätmit Hypochlorsäureoder Hypochlorit aufweist als die der resultierenden Aldose, umdadurch mit nicht umgesetzter Hypochlorsäure oder Hypochlorit zu reagierenoder dieses abzubauen, die zu der Überreaktion führen. Insbesonderehaben sie festgestellt, dass Reduktionsmittel wie Sulfite und Thiosulfate,Aldehyde, wie Formaldehyd und Acetaldehyd und Carbonsäuren wieAmeisensäureund Essigsäureals Verbindung dienen können,die eine spezifische Reaktivitätaufweist und dadurch die Überreaktioninhibiert.
    [0009] DieDecarboxylierung mit einem Hypochlorit wird allgemein unter saurenBedingungen durchgeführt (J.Am. Chem. Soc., 81, 5190 (1959)). Die vorliegenden Erfinder habenjedoch festgestellt, dass 1) eine Aldonsäure sich mit dem korrespondierendenLacton unter sauren Bedingungen im Gleichgewicht befindet, 2) das Lactonkeine Decarboxylierung durchläuftund 3) die Ringöffnungdes Lactons in einer sehr viel langsameren Rate als die der Decarboxylierungfortschreitet. Wenn dementsprechend eine Mischung einer Aldonsäure und ihreskorrespondierenden Lactons einer Decarboxylierung unterzogen wird,tritt die Überreaktionder gebildeten Aldose vor der Ringöffnung des Lactons auf undführt dadurchzu einem verminderten Ertrag.
    [0010] Siehaben festgestellt, dass die Zielaldose effizient durch Hydrolyseeiner Mischung der Aldonsäure unddes korrespondierenden Lactons mit einer Base erzeugt werden kannzur Umwandlung des gesamten Lactons zur Aldonsäure und dann, indem die Reaktionsmischungder Decarboxylierung unter derartigen Bedingungen unterzogen wird,dass kein Lacton gebildet wird.
    [0011] Dievorliegende Erfindung wurde, basierend auf diesen Feststellungen,gemacht. Spezifisch stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahrenzur Erzeugung einer Aldose mit n-1 Kohlenstoffatomen aus einer Aldonsäure mitn Kohlenstoffatomen mit Hypochlorsäure oder einem Hypochloritbereit, wobei das Verfahren die Behandlung einer Reaktionsmischungmit einer Verbindung mit einer Reaktivität mit der Hypochlorsäure oder demHypochlorit, die höherist als die der erzeugten Aldose beinhaltet.
    [0012] Dievorliegende Erfindung kann ein industrielles Verfahren zur Erzeugungeiner Aldonsäureals Ergebnis eines Abbaus unter Verwendung von Hypochlorsäure odereinem Hypochlorit mit einem hohen Ertrag bei niedrigen Kosten sowiein sicherer Weise durch substanzielle Inhibition der Überreaktiondes Produkts bereitstellen.
    [0013] DasVerfahren der vorliegenden Erfindung ist eins zur Erzeugung einerAldose mit n-1 Kohlenstoffatomen aus einer Aldonsäure mitn Kohlenstoffatomen mit Hypochlorsäure oder einem Hypochloritund umfasst die Zugabe einer Verbindung mit einer Reaktivität mit derHypochlorsäureoder dem Hypochlorit, die höherliegt als die mit der produzierten Aldose zu einem Reaktionssystem.
    [0014] Beispielefür dieAldonsäurezur Verwendung in der vorliegenden Erfindung beinhalten, sind jedoch nichtbegrenzt auf, Gluconsäure,Mannonsäure,Galactonsäure,Gulonsäure,Idonsäure,Talonsäure,Allonsäure,Altronsäure,Lyxonsäure,Xylonsäure,Arabinonsäure,Ribonsäure,Threonsäure,Erythronsäure,3-Deoxygluconsäure,3-Deoxymannonsäure,3-Deoxygalactonsäure,3-Deoxygulonsäure,3-Deoxyidonsäure,3-Deoxytalonsäure,3-Deoxyallonsäure,3-Deoxyaltronsäure,3-Deoxylyxonsäure,3-Deoxyxylonsäure,3-Deoxyarabinonsäure,3-Deoxyribonsäure,3-Deoxythreonsäure,3-Deoxyerythronsäureund Salze dieser Säuren.Alle D-Aldonsäurenund L-Aldonsäurenkönnenbei der Decarboxylierung der vorliegenden Erfindung verwendet werden.Beispiele fürSalze der Aldonsäurensind Salze von Alkalimetallen wie Natrium, Kalium und Lithium; Salzevon Erdalkalimetallen wie Magnesium, Calcium und Barium; Salze vonMetallen wie Aluminium und Eisen; Ammoniumsalze und Salze von primären, sekundären odertertiärenAlkylaminen.
    [0015] Beispielefür dieprimärenAmine sind Alkylamine wie z.B. Methylamin, Ethylamin, Propylamin,Isopropylamin, Butylamin und Hexylamin; Cycloalkylamine wie Cyclohexylaminund Benzylamin.
    [0016] Beispielefür diesekundärenAmine sind Dialkylamine wie z.B. Diethylamin, Diisopropylamin, Dibutylaminund Dihexylamin; Dicycloalkylamine wie z.B. Dicyclohexylamin undcyclische Amine wie z.B. Piperidin, Morpholin und N-Methylpiperazin.
    [0017] Beispielefür dietertiärenAmine sind tertiäreAlkylamine wie z.B. Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin,Tributylamin, N-Methylpiperidin und N-Methylmorpholin; Aniline wiez.B. Anilin und N,N-Dimethylanilin und Pyridine, wie z.B. Pyridinund 2,6-Dimethylpyridin.
    [0018] DasVerfahren der vorliegenden Erfindung wird z.B. auf eine Verbindungangewandt, die durch die folgende Formel (1) dargestellt wird:
    [0019] DieVerbindung der Formel (1) oder ein Salz davon ist nicht spezifischin ihrer Konfiguration aller Hydroxylgruppen im Molekül begrenzt.
    [0020] DieVerbindungen der Formel (1) könnenz.B. durch die in Acta. Chem. Scand., B35, 155 (1981); Carbohydr.Res. 36, 185 (1974) und Carbohydr. Res., 115, 288 (1983) beschriebenenVerfahren hergestellt werden.
    [0021] Beispielefür dieabgebaute Aldose, erzeugt gemäß der vorliegendenErfindung, beinhalten, sind jedoch nicht begrenzt auf Ribose, Arabinose,Xylose, Lyxose, Erythrose, Threose, 2-Deoxyribose, 2-Deoxyxyloseund 2-Deoxyerythrose. Das Verfahren kann alle D- und L-Aldosen erzeugen.
    [0022] DieVerbindung der Formel (1) ergibt eine Verbindung, dargestellt durchdie folgende Formel (2):
    [0023] DieVerbindung der Formel (2) ist nicht besonders begrenzt im Hinblickauf die Konfiguration der Hydroxylgruppen im Molekül.
    [0024] Beispielefür dasHypochlorit zur Verwendung als Oxidationsmittel in der vorliegendenErfindung sind Hypochlorite eines Alkalimetalls, wie z.B. Natriumhypochloritund Kaliumhypochlorit und Hypochlorite eines Erdalkalimetalls wiez.B. Calciumhypochlorit und Lithiumhypochlorit. Das Hypochloritkann in jeder Form verwendet werden, und ist nicht spezifisch begrenztund kann z.B. in Form einer wässrigenLösungoder eines Feststoffs verwendet werden. Das Hypochlorit kann auchverwendet werden, indem man einem Metallhydroxid wie z.B. Natriumhydroxiddie Reaktion mit dem Chlorid ermöglicht,um dadurch ein Hypochlorit im Reaktionssystem zu ergeben.
    [0025] Imallgemeinen wird das Hypochlorit, wie z.B. Natriumhypochlorit, inForm einer wässrigenLösungverwendet. Die Konzentration einer solchen wässrigen Lösung des Hypochlorits ist nichtbesonders begrenzt, liegt jedoch z.B. im Fall von wässrigerNatriumhypochlorit-Lösungvorzugsweise bei 5 % oder mehr und noch bevorzugter 8 % oder mehrim Hinblick auf eine bessere Kosten- und Volumeneffizienz. Die Obergrenzeist nicht besonders begrenzt, solange keine ausreichende Stabilität des Reagenzesund/oder Sicherheit bei der Durchführung erhalten wird.
    [0026] DieMenge der Hypochlorsäureoder des Hypochlorits ist nicht besonders begrenzt und liegt z.B.bei 0,8 bis 3,0 Äquivalenten,vorzugsweise 1,0 bis 1,7 Äquivalentenund noch bevorzugter 1,1 bis 1,5 Äquivalenten zu dem ReaktionssubstratAldonsäure.
    [0027] DieHypochlorsäureoder das Hypochlorit könnenin jeder Rate zugefügtwerden, die nicht besonders begrenzt ist und werden vorzugsweisetröpfchenweisezugefügt,währenddie Reaktionsrate und die Reaktionstemperatur im Hinblick auf einezufriedenstellende Durchführungund Sicherheit kontrolliert werden.
    [0028] DieDecarboxylierung wird allgemein in Gegenwart eines Lösungsmittelsdurchgeführt.Das Lösungsmittelist nicht besonders begrenzt, solange die Reaktion fortschreitetund es ist vorzugsweise Wasser oder ein anderes Lösungsmittel,das das Rohmaterial darin lösenkann.
    [0029] DieReaktionstemperatur der Decarboxylierung ist im allgemeinen entsprechend0° oderhöher und entsprichtdem Siedepunkt des Lösungsmittelsoder niedriger, vorzugsweise 10 bis 50°C und noch bevorzugter 20 bis50°C.
    [0030] DieKonzentration des Reaktionssubstrats Aldonsäure ist nicht besonders begrenztund beträgtvorzugsweise 10 % oder mehr, noch bevorzugter 20 % oder mehr undbesonders bevorzugt 30 % oder mehr zu dem Zeitpunkt, wenn die Aldonsäure demReaktionssystem zugefügtwird im Hinblick auf eine zufriedenstellende Kosten- und Volumeneffizienz.Die Obergrenze der Konzentration des Reaktionssubstrats ist nicht besondersbegrenzt, solange eine zufriedenstellende Löslichkeit des Substrats, Durchführbarkeitund Sicherheit erhalten werden.
    [0031] DieDecarboxylierung kann allgemein unter sauren Bedingungen durchgeführt werden,z.B, bei einem pH von 3,5 bis 6. Für eine Inhibition der Lactonisierungwird sie allgemein bei pH 4 oder mehr, vorzugsweise pH 4 bis 6 undnoch bevorzugter pH 4,5 bis 6 durchgeführt.
    [0032] Wennein basisches Hypochlorit, wie z.B, eine wässrige Lösung von Natriumhypochlorit,verwendet wird, wird das Hypochlorit vorzugsweise dem Reaktionssystemsimultan mit einer Säurezur Kontrolle des pHs zugefügt.
    [0033] Beispielefür dieSäure sindeine Mineralsäureund eine Carbonsäure.Als Mineralsäurewird Salzsäure bevorzugt.Als Carbonsäurewerden Ameisensäureund Essigsäurebevorzugt.
    [0034] EineMischung der Aldonsäureund des korrespondierenden Lactons kann der Decarboxylierung intakt zugefügt werden,wird jedoch vorzugsweise der Hydrolyse mit einer Base zur Hydrolysedes Lactons unterzogen und dann einer Decarboxylierung unter derartigenBedingungen unterzogen, dass das Lacton nicht gebildet wird durchVerwendung eines pH-Einstellungsmittels.
    [0035] DieReaktionstemperatur der Hydrolyse ist nicht besonders begrenzt,solange die Reaktion fortschreitet und beträgt allgemein 0°C oder mehrund entspricht dem Siedepunkt des Lösungsmittels oder liegt darunter undliegt vorzugsweise bei 20 bis 60°C.
    [0036] DieBase zur Verwendung in der Hydrolyse ist nicht besonders begrenzt,ist jedoch vorzugsweise Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat.
    [0037] DieMenge der Base ist nicht besonders begrenzt, solange das Lactonnicht mehr im Reaktionssystem verbleibt.
    [0038] DieBedingungen, unter denen das Lacton nicht gebildet wird, sind derartig,dass der pH 4 oder mehr, vorzugsweise 4 bis 6 und noch bevorzugter4,5 bis 6,0 beträgt.
    [0039] EineSäure,vorzugsweise Salzsäure,wird als pH-Einstellungsmittelnach der Hydrolyse zur Einstellung des pHs in dem obigen Bereichverwendet.
    [0040] Die Überreaktionder abgebauten Aldose in der Reaktionsmischung kann durch Zugabeeiner Verbindung zum Reaktionssystem inhibiert werden, die eineReaktivitätmit der Hypochlorsäureoder dem Hypochlorit aufweist, die höher liegt als die der Aldose.
    [0041] DieVerbindung mit der spezifischen Reaktivität ist nicht besonders begrenzt,solange sie nicht mit der Aldonsäureund der Aldose reagiert und kann mindestens eine sein, gewählt ausReduktionsmitteln, Aldehyden und Carbonsäuren.
    [0042] Beispielefür dieReduktionsmittel sind Sulfite eines Alkalimetalls, wie z.B. Natriumsulfit,Natriumhydrogensulfit und Natriumpyrosulfit und Thiosulfate einesAlkalimetalls, wie z.B. Natriumthiosulfat.
    [0043] Unterdiesen werden Natriumsulfit und Natriumthiosulfat bevorzugt.
    [0044] Beispielefür dieAldehyde sind aliphatische Aldehyde und aromatische Aldehyde. Bevorzugtealiphatische Aldehyde sind diejenigen, die jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatomeaufweisen, wie z.B. Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd undButyraldehyd, wovon Formaldehyd und Acetaldehyd besonders bevorzugtwerden. Die aromatischen Aldehyde beinhalten z.B. Benzaldehyd.
    [0045] Beispieleder Carbonsäurensind aliphatische Carbonsäurenund aromatische Carbonsäuren.
    [0046] Beispieleder aliphatischen Carbonsäurensind aliphatische Carbonsäuren,die jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisen, wie z.B. Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Pivalinsäure undMilchsäure,wie auch Valeriansäure.
    [0047] Diearomatischen Carbonsäurenbeinhalten z.B. Benzoesäure.
    [0048] Unterden Carbonsäurenwerden aliphatische Carbonsäurenbevorzugt, wovon Ameisensäureund Essigsäurebesonders bevorzugt werden.
    [0049] DieMenge der Verbindung mit der spezifischen Reaktivität ist nichtbesonders begrenzt, solange die Hypochlorsäure oder das Hypochlorit indem Reaktionssystem durch die Wirkung der Verbindung damit reagiertoder abgebaut wird.
    [0050] DieHypochlorsäureoder das Hypochlorit in dem Reaktionssystem kann gemäß einemkonventionellen Verfahren nachgewiesen werden, wie z.B. einem Verfahrenunter Verwendung einer wässrigenLösungKaliumiodid oder Messung des Oxidations-Reduktions-Potenzials (Coursesin Experimental Chemistry, 3. Auflage, Band 9-1, Seiten 246-249).
    [0051] DieVerbindung mit der spezifischen Reaktivität kann dem Reaktionssystemohne zusätzlicheBehandlung, wie z.B. eine pH-Einstellung, zugefügt werden.
    [0052] BeiUntersuchungen zur Inhibition der Überschußreaktion der Aldose habendie vorliegenden Erfinder den Unterschied in der Reaktivität mit derHypochlorsäureoder dem Hypochlorit in dem Reaktionssystems unter der Aldonsäure, demReduktionsmittel, dem Aldehyd, der Carbonsäure und der Aldose gefundenund haben ein geeignetes Additionsverfahren der Verbindung gefunden.
    [0053] Wennein Reduktionsmittel als Verbindung verwendet wird, hat das Reduktionsmitteleine Reaktivität mitder Hypochlorsäureoder dem Hypochlorit, die höherist als die des Materials Aldonsäureund wird daher vorzugsweise zu dem Zeitpunkt zugefügt, wenndie Aldonsäureverbraucht ist. Im allgemeinen wird das Reduktionsmittel dem Reaktionssystemnach Vervollständigungder Addition der Hypochlorsäureoder des Hypochlorits zugefügt.
    [0054] Wennein Aldehyd als Verbindung verwendet wird, hat das Aldehyd eineReaktivitätmit der Hypochlorsäureoder dem Hypochlorit, die niedriger ist als die des Materials Aldonsäure undkann dem Reaktionssystem zu jedem Zeitpunkt vor, während odernach Addition der Hypochlorsäureoder des Hypochlorits zugefügtwerden.
    [0055] Wenneine Carbonsäureals Verbindung verwendet wird, hat die Carbonsäure eine Reaktivität mit der Hypochlorsäure oderdem Hypochlorit, die niedriger ist als die des Materials Aldonsäure undkann dem Reaktionssystem währendoder nach Zugabe der Hypochlorsäureoder des Hypochlorits zugefügtwerden.
    [0056] DieCarbonsäurekann auch vor Addition von Hypochlorsäure oder Hypochlorit zugefügt werden.In diesem Fall sollte sie vorzugsweise so zugefügt werden, dass der pH in denoben angegebenen Bereich (allgemein pH 4 oder höher) fällt. Die Carbonsäure wirktsowohl zur Inhibition der Überschussreaktionals auch zur Einstellung des pHs bei der Decarboxylierung. In diesemFall wird sie simultan zur Zugabe der Hypochlorsäure oder des Hypochlorits zugefügt.
    [0057] Zweioder mehr der Reduktionsmittel, Aldehyde und Carbonsäuren können inKombination als Verbindung mit der spezifischen Reaktivität verwendetwerden. In diesem Fall könnendie Verbindungen gemäß den vorhererwähntenVerfahren zugefügtwerden. Zum Beispiel wird bevorzugt, dass ein Aldehyd vor Zugabeder Hypochlorsäureoder des Hypochlorits zugefügtwird und dann wird Essigsäuredem Reaktionssystem simultan mit der Hypochlorsäure oder dem Hypochlorit zugefügt.
    [0058] Dievorliegende Erfindung wird im weiteren Detail im Hinblick auf mehrereBeispiele und Vergleichsbeispiele unten erklärt, die den Umfang der Erfindungnicht begrenzen sollen.
    [0059] Zueiner 25 Gew%igen wässrigenLösung(44,7 g) Natrium-3-deoxy-D-mannonatunter Wasserkühlungwurde tröpfchenweiseeine 8,9 Gew.%ige wässrigeLösung(60,2 g) Natriumhypochlorit über1 Stunde zugefügt,währendder pH in einem Bereich von 4,5 bis 5,0 gehalten wurde. Direkt nachAbschluss der tröpfchenweisenZugabe wurde Natriumsulfit zugegeben. Bei diesem Verfahren wurdeunter Verwendung einer wässrigenLösungKaliumiodid überprüft, dassHypochlorsäurenicht nachgewiesen wurde. Das Reaktionssystem wurde sequenzielldurch Hochleistungs-Flüssigchromatographie(HPLC) analysiert und das Ergebnis ist in Tabelle 1 dargestellt.Tabelle 1 zeigt, dass die D-2-Desoxyribose mit einem Reaktionsertragvon 95 % mit im wesentlichen keiner Überschussreaktion erzeugt wurde.
    [0060] Bedingungenfür dieHPLC-Analysen des Materials und Produkts sind die folgenden.
    [0061] Bedingungenfür dieHPLC-Analyse des Materials: Säule: Shodex Asahipak NH2P-504E (von Showa Denko K.K.) Flußrate: 1 ml/min. Säulentemperatur:40°C Nachweis-Wellenlänge: 210nm Mobile Phase: 50 mM NaH2PO4 wässrigeLösung
    [0062] Bedingungenfür dieHPLC-Analyse des Produkts: Säule: Shodex Sugar SC1011 (vonShowa Denko K.K.) Flußrate:1 ml/min Säulentemperatur:80°C Detektor:Lichtstreudetektor (Nachweisempfindlichkeit: 400 mV, T1: 35°C, T2: 45°C, Stickstoffdruck:0,15 MPa) Mobile Phase: H2O
    [0063] Zueiner 28 Gew.%igen (im Hinblick auf Carbonsäure) wässrigen Lösung (13,0 g) einer 86:14 proMol Mischung 3-Deoxy-D-mannonsäure und3-Deoxy-D-mannonolacton wurde Natriumcarbonat bei Raumtemperaturauf einen pH von 8,8 zur Hydrolyse des Lactons zugefügt. Eine8,9 Gew.%ige wässrigeLösung(21,3 g; 1,26 Äquivalent)Natriumhypochlorit wurde der Reaktionsmischung über eine Stunde unter Wasserkühlung tröpfchenweisezugefügt,währendder pH in einem Bereich von 4,5 bis 5,0 mit konzentrierter Salzsäure eingestelltwurde. Direkt nach Abschluss der tröpfchenweisen Zugabe wurde Natriumsulfitzugefügt.Bei diesem Verfahren wurde unter Verwendung einer wässrigenLösungKaliumiodid überprüft, dassHypochlorsäurenicht nachgewiesen wurde. Das Reaktionssystem wurde sequenzielldurch HPLC analysiert und das Ergebnis ist in Tabelle 2 dargestellt.
    [0064] Tabelle2 zeigt, dass D-2-Desoxyribose aus einer Mischung erzeugt wurdemit dem korrespondierenden Lacton in einem Reaktionsertrag von 93% mit im wesentlichen keiner Überschussreaktion.
    [0065] UnterVerwendung einer 20 Gew.%igen wässrigenLösungNatrium-3-deoxy-D-mannonatwurde das Verhältnisvon 3-Deoxy-D-mannonsäure zu demkorrespondierenden Lacton durch HPLC bei einem unterschiedlichenpH, der unter Verwendung von 2 N Salzsäure eingestellt wurde, bestimmt.
    [0066] Tabelle3 zeigt, dass das korrespondierende Lacton bei einem pH von 4 oderhöher nichtsubstanziell gebildet wird.
    [0067] Zueiner 24 Gew.%igen wässrigenLösung(37,2 g) Natrium-3-deoxy-D-mannonatwurde unter Wasserkühlungtröpfchenweiseeine 12,2 Gew.%ige wässrigeLösung(39,5 g) Natriumhypochlorit über1 Stunde zugefügt,währendder pH in einem Bereich von 4,5 bis 5,0 mit konzentrierter Salzsäure eingestelltwurde. Natriumthiosulfat als wässrigeLösungwurde direkt nach Abschluss der tröpfchenweisen Zugabe zugefügt. Nach Überprüfung unterVerwendung einer wässrigenLösungKaliumiodid, dass keine Hypochlorsäure nachgewiesen wurde, wurdedie Reaktionsmischung mit Natriumhydrogencarbonat neutralisiert.
    [0068] Dieresultierende D-2-Desoxyribose ließ man mit 1,4 g Anilin reagieren,um 2-Deoxy-N-phenyl-D-ribosylamin zu ergeben, gesammelt durch Filtrationund isoliert mit einem Ertrag von 80 % auf der Basis von Natrium-3-deoxy-D-mannonat.
    [0069] DieAnalysedaten sind unten dargestellt. 1HNMR (DMSO): 1,7-1,9 (2H, m), 3,4-3,7 (4H, m), 4,39 (1H, d), 4,6-4,7(2H, m), 6,38 (1H, d), 6,5-6,7 (3H, m), 7,0-7,1 (2H, m)
    [0070] NachEinstellung einer 36,9 Gew.%igen wässrigen Lösung (40 g) Natrium-3-deoxy-D-mannonatauf einen pH von 5 mit Salzsäurewurde eine 13 Gew.%ige wässrigeLösung(36,5 g) Natriumhypochlorit tröpfchenweise über 1 Stundezugefügt,währenddie Reaktionstemperatur in einem Bereich von 40 bis 45°C gehaltenund der pH in einem Bereich von 5 bis 6 mit Essigsäure eingestelltwurde. Nach Abschluss der tröpfchenweisenZugabe ließ mandie Reaktionsmischung 1 Stunde altern und erhielt dadurch eine wässrige Lösung (80,2g), enthaltend 9,3 g des Ziels D-2-Desoxyribose mit einem Ertragvon 95 % auf der Basis von 3-Deoxy-D-mannonsäure. Das Oxidations-Reduktionspotenzialder Reaktion betrug 370 mV vor der Zugabe von Natriumhypochlorit,betrug 960 bis 1030 mV währendder Zugabe und fiel auf 540 mV 30 Minuten nach Abschluss der Zugabe.
    [0071] NachEinstellung einer 36,9 Gew.%igen wässrigen Lösung (40 g) Natrium-3-deoxy-D-mannonatauf einen pH von 5 mit Salzsäurewurde eine 13 Gew.%ige wässrigeLösung(59 g) Natriumhypochlorit tröpfchenweise über eineStunde zugefügt,währenddie Reaktionstemperatur in einem Bereich von 40 bis 45°C und der pHin einem Bereich von 5 bis 6 durch Ameisensäure gehalten wurde. Nach Abschlussder tröpfchenweisen Zugabeließ mandie Reaktionsmischung eine Stunde altern und erhielt dadurch einewässrigeLösung(100,2 g), enthaltend 9,1 g des Ziels D-2-Desoxyribose mit einemErtrag von 93 % auf der Basis von 3-Desoxy-D-mannonsäure. Das Oxidations-Reduktionspotenzialder Reaktion betrug 370 mV vor der Zugabe von Natriumhypochlorit,betrug 960 bis 1030 mV währendder Zugabe und fiel auf 510 mV 30 Minuten nach Abschluss der Zugabe.
    [0072] NachEinstellung einer 36,9 Gew.%igen wässrigen Lösung (40 g) Natrium-3-deoxy-D-mannonatauf einen pH von 5 mit Salzsäurewurde eine 40 %ige wässrigeLösung(1,3 g) Formaldehyd zugefügt.Dann wurde eine 13 Gew.%ige wässrigeLösung(36,5 g) Natriumhypochlorit tröpfchenweise über 1 Stundezugefügt,währenddie Reaktionstemperatur in einem Bereich von 40 bis 45°C und derpH in einem Bereich von 5 bis 6 durch Salzsäure gehalten wurde. Nach Abschlussder tröpfchenweisenZugabe ließ mandie Reaktionsmischung eine Stunde altern und erhielt dadurch einewässrigeLösung(83,3 g), enthaltend 9,2 g des Ziels D-2-Desoxyribose mit einemErtrag von 94 % auf der Basis von 3-Desoxy-D-mannonsäure. DasOxidations-Reduktionspotenzialder Reaktion betrug 370 mV vor der Zugabe von Natriumhypochlorit,betrug 960 bis 1030 mV währendder Zugabe und fiel auf 530 mV 30 Minuten nach Abschluss der Zugabe.
    [0073] NachEinstellung einer 36,9 Gew.%igen wässrigen Lösung (40 g) Natrium-3-deoxy-D-mannonatauf einen pH von 5 mit Salzsäurewurde eine 90 %ige wässrigeLösung(0,8 g) Acetaldehyd zugefügt.Dann wurde eine 13 Gew.%ige wässrigeLösung(36,5 g) Natriumhypochlorit tröpfchenweise über 1 Stundezugefügt,währenddie Reaktionstemperatur in einem Bereich von 40 bis 45°C und derpH in einem Bereich von 5 bis 6 durch Salzsäure gehalten wurde. Nach Abschlussder tröpfchenweisenZugabe ließ mandie Reaktionsmischung eine Stunde altern und erhielt dadurch einewässrigeLösung(82,8 g), enthaltend 9,2 g des Ziels D-2-Desoxyribose mit einemErtrag von 94 % auf der Basis von 3-Desoxy-D-mannonsäure. DasOxidations-Reduktionspotenzialder Reaktion betrug 370 mV vor der Zugabe von Natriumhypochlorit,betrug 960 bis 1030 mV währendder Zugabe und fiel auf 530 mV 30 Minuten nach Abschluss der Zugabe.
    [0074] NachEinstellung einer 36,9 Gew.%igen wässrigen Lösung (40 g) Natrium-3-deoxy-D-mannonatauf einen pH von 5 mit Salzsäurewurde eine 90%ige wässrigeLösung(0,8 g) Acetaldehyd zugefügt.Dann wurde eine 13 Gew.%ige wässrigeLösung(36,5 g) Natriumhypochlorit tröpfchenweise über 1 Stundezugefügt,währenddie Reaktionstemperatur in einem Bereich von 40 bis 45°C und derpH in einem Bereich von 5 bis 6 durch Essigsäure gehalten wurde. Nach Abschlussder tröpfchenweisen Zugabeließ mandie Reaktionsmischung eine Stunde altern und erhielt dadurch einewässrigeLösung(81 g), enthaltend 9,2 g des Ziels D-2-Desoxyribose mit einem Ertragvon 94 % auf der Basis von 3-Desoxy-D-mannonsäure. Das Oxidations-Reduktionspotenzialder Reaktion betrug 370 mV vor der Zugabe von Natriumhypochlorit,betrug 960 bis 1030 mV während derZugabe und fiel auf 550 mV 30 Minuten nach Abschluss der Zugabe.
    [0075] DasVerfahren von Beispiel 5 wurde wiederholt, mit der Ausnahme einerVerwendung von Salzsäure anstellevon Essigsäureund das Oxidations-Reduktionspotenzial wurde bestimmt. Das Oxidations-Reduktionspotenzialin der Reaktion betrug 370 mV vor der Zugabe von Natriumhypochlorit,960 bis 1070 mV während derZugabe, fiel jedoch nur auf 860 mV 30 Minuten nach Abschluss derAddition und fiel 1,5 Stunden nach Abschluss der Addition auf 570mV.
    [0076] Zueiner 11,4 Gew.%igen wässrigenLösung(44,5 g) Natrium-3-deoxy-D-lyxonatwurde tröpfchenweiseeine 11,7 Gew.%ige wässrigeLösung(24,4 g) Natriumhypochlorit über1 Stunde zugefügt,währendder pH mit konzentrierter Salzsäureunter Wasserkühlungin einem Bereich von 4,5 bis 5,0 gehalten wurde. Eine wässrige Lösung Natriumthiosulfatwurde direkt nach Abschluss der tröpfchenweisen Zugabe zugefügt. DieReaktionsmischung wurde auf einen pH von 7,3 mit 2 N wässrigerLösungNatriumhydroxid eingestellt und Wasser wurde verdampft und bei 50°C entfernt.Der Rest wurde mit 10 ml Methanol vermischt und das ausgefällte anorganischeSalz wurde durch Filtration entfernt. Das Filtrat wurde bei reduziertemDruck konzentriert. Der Rest wurde mit 10 ml Methanol und 10 mlChloroform gemischt, das ausgefällteanorganische Salz wurde durch Filtration entfernt und das Filtratwurde bei reduziertem Druck konzentriert. Der Rest wurde durch Silikagel-Chromatographie(Eluens: Chloroform/Methanol = 10/1) zum Erhalt von 2,4 g D-2-Desoxythreose miteinem Ertrag von 78 % als farbloser transparenter Sirup erhalten.
    [0077] DieDaten der 13C- und 1H-NMR-Analysender oben hergestellten Verbindung (Tabelle 4) stimmen mit den Literaturwerten überein (CarbohydrateResearch, 210, 21 (1981); und Tetrahedron Asymmetry, 9, 1359 (1998)).
    [0078] D-2-Desoxythreoseliegt als Mischung im Gleichgewicht eines α-Anomers, β-Anomers und eines korrespondierendenHydrats in D20 vor.
    [0079] NachEinstellung, einer 25 Gew.%igen wässrigen Lösung (20,2 g) Natrium-3-deoxy-D-lyxonatauf einen pH von 5 mit Salzsäurewurde eine 11,6 Gew.%ige wässrigeLösung(29,9 g) Natriumhypochlorit tröpfchenweise über einehalbe Stunde zugefügt,währenddie Reaktionstemperatur in einem Bereich von 40 bis 45°C und derpH in einem Bereich von 5 bis 6 durch Essigsäure gehalten wurden. Nach einemAltern füreine Stunde wurde die Reaktionsmischung auf einen pH von 7,3 miteiner 2 N wässrigenLösungNatriumhydroxid eingestellt und Wasser wurde verdampft und bei 50°C entfernt.Der Rest wurde mit 10 ml Methanol gemischt und das ausgefällte anorganischeSalz wurde durch Filtration entfernt. Das Filtrat wurde bei reduziertemDruck konzentriert. Der Rest wurde mit 10 ml Methanol vermischtsowie mit 10 ml Chloroform, das ausgefällte anorganische Salz wurdedurch Filtration entfernt und das Filtrat wurde bei reduziertemDruck konzentriert. Der Rest wurde durch Silikagel-Chromatographie(Eluens: Chloroform/Methanol = 10/1) zum Erhalt von 2,5 g D-2-Desoxythreose miteinem Ertrag von 81 % als farbloser transparenter Sirup gereinigt.
    权利要求:
    Claims (8)
    [1] Verfahren zur Erzeugung einer Aldose mit n-1Kohlenstoffatomen aus einer Aldonsäure mit n Kohlenstoffatomenmit Hypochlorsäureoder einem Hypochlorit, gekennzeichnet durch Behandlung einer Reaktionsmischungmit einer Verbindung mit einer Reaktivität mit der Hypochlorsäure oderdem Hypochlorit, die höher istals die der erzeugten Aldose.
    [2] Verfahren gemäß Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mindestens eine ist,gewähltaus der Gruppe, bestehend aus einem Reduktionsmittel, einem Aldehydund einer Carbonsäure.
    [3] Verfahren gemäß Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel mindestenseins ist, gewähltaus Alkalimetallsulfiten und Alkalimetallthiosulfaten, worin dasAldehyd mindestens eins ist, gewählt ausaliphatischen Aldehyden mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und aromatischenAldehyden und worin die Carbonsäuremindestens eine ist, gewähltaus aliphatischen Carbonsäurenmit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und aromatischen Carbonsäuren.
    [4] Verfahren gemäß Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel mindestenseins ist, ausgewähltaus Natriumsulfit und Natriumthiosulfat.
    [5] Verfahren gemäß Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aldehyd mindestens eins ist,gewählt ausFormaldehyd und Acetaldehyd.
    [6] Verfahren gemäß Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, dass die Carbonsäure mindestens eine ist, gewählt ausAmeisensäureund Essigsäure.
    [7] Verfahren gemäß einemder Ansprüche1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung der Aldonsäure undihres korrespondierenden Lactons einer Hydrolyse mit einer Baseunterzogen wird und dann das hydrolysierte Produkt einer Decarboxylierungunter derartigen Bedingungen unterzogen wird, dass das Lacton nichtgebildet wird.
    [8] Verfahren gemäß einemder Ansprüche1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aldonsäure eine Verbindung ist, dargestelltdurch die folgende Formel (I) oder ein Salz davon: worin n 0 oder 1 ist, undworin die Aldose eine Verbindung ist, dargestellt durch die folgendeFormel (2) worin n 0 oder 1 ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    CN1247516C|2006-03-29|
    GB2403220A|2004-12-29|
    CN1572780A|2005-02-02|
    US20040254368A1|2004-12-16|
    GB2403220B|2005-10-19|
    GB0412748D0|2004-07-07|
    KR20040106245A|2004-12-17|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2008-04-17| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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