酒石酸的製備方法
2023-06-04 20:29:31 2
專利名稱：酒石酸的製備方法
技術領域：
本發明涉及酒石酸的製備方法。
酒石酸主要用於食品工業和紡織工業。這樣，酒石酸例如用作食品添加劑，尤其是用作抗氧劑和酸化劑。此外，酒石酸還用作建築材料添加劑以改進水泥的凝固性能，並用作許多化學反應的原料，特別用於手性合成。
製備酒石酸的一條路線是從酒石得到，酒石是製酒時產生的一種物質。然而，製酒時產生的酒石粗品通常被有機物質汙染，因此，為了從酒石獲得酒石酸，需進行昂貴的處理。
基於此缺點，又開發了製備酒石酸的其他方法。例如在USP 1425605中，描述了在硝酸鹽存在下通過氧化碳水化合物而製備酒石酸的方法。然而這種方法導致生成酒石酸的不同立體異構體，因此選擇性較差。
此外，採用化學路線時，所加入的原料轉化成酒石酸的轉化率相當小例如用硝酸作為氧化劑時，由5-酮葡糖酸鹽或其他碳水化合物轉化成酒石酸的轉化率在約10％(美國專利USP 2380196)至最多約40％(W.E.Barch，J.Am.Chem.Soc.55，3653，1933)之間變化。在含有1M氫氧化鈣溶液或苛性鈉溶液的鹼性介質中，由5-酮葡糖酸轉化成酒石酸時，酒石酸產率約達10％(H.Isbell和N.Holt，J.Res.Bur.Stand.35，433，1945)。
製備酒石酸的另一個方法是，在以痕量元素形式的釩酸鹽存在下，通過微生物，例如醋桿菌或葡糖桿菌使葡萄糖轉化成酒石酸(參看USP3585109)。已表明在此方法中，酒石酸的製備用二個步驟實現在第一步中，在葡萄糖介質中培養的微生物將5-酮葡糖酸鹽析出於介質中，在第二步中，5-酮葡糖酸鹽與在介質中含有的作為痕量元素的釩鹽純化學地，即不依賴於微生物地反應生成酒石酸(R.Klasen，S.Bringer-Meyer和H.Sahm，Biotechn and Bioengin.40，183，1992)。此製備方法尤其具有以下優點，就是只生成酒石酸的一種異構體，即所希望的L-(+)-酒石酸。不過至今通過此方法所達到的由5-酮葡糖酸鹽轉化成酒石酸的轉化率尚不令人滿意。
本發明的任務是，實現一種製備酒石酸的簡單方法，通過此方法使5-酮葡糖酸鹽轉化為酒石酸的過程能達到儘量高的轉化率。
根據本發明此任務是這樣解決的，即使5-酮葡糖酸鹽在碳酸鹽緩衝液中，於鹼性pH值條件，氧化轉化成酒石酸。意外地表明，在此反應條件下，即使不加入釩酸鹽或其他催化劑，5-酮葡糖酸鹽也能轉化為酒石酸，其中5-酮葡糖酸鹽轉化為酒石酸的轉化率最高可達55％。
如果向反應混合物還加入釩酸鹽，那麼所加入的5-酮葡糖酸鹽轉化成酒石酸的轉化率甚至最多達75％。在其他緩衝劑存在下，例如像鹼式硼酸鹽緩衝液存在下，酒石酸的形成相反完全會被抑制。
優選進行反應的pH範圍包括pH8至PH10。
實施例向20mL量瓶中加入2.0mL濃度為0.50M的5-酮葡糖酸的鉀鹽溶液。此外加入0.40mL濃度為50mM的釩酸銨溶液，並用0.50M碳酸鹽-或磷酸鹽緩衝劑(pH10.0)充滿至20ml。相似地用0.40mL水代替釩酸銨製備溶液。將這些組分混合後調節此溶液的pH值，並隨後將反應混合物無菌過濾到事先壓熱處理過的50ml錐形瓶中。用軟木塞將燒瓶無菌封閉，並在培育振搖器中於27℃和每分種180轉搖動8天。
隨後藉助HPLC測定5-酮葡糖酸的消耗和形成的酒石酸量。由此可確定產率和反應的選擇性。結果表示於
圖1中。
在圖1中C碳酸鹽緩衝劑，P磷酸鹽緩衝劑，V釩酸鹽 TA酒石酸，5-KGA 5-酮葡糖酸鹽產率加入的5-酮葡糖酸鹽轉化成酒石酸的轉化率，其中由1mol5-酮葡糖酸轉化成1mol酒石酸時等於100％。
選擇性分解的5-酮葡糖酸鹽轉化成酒石酸的轉化率。
由圖1可知，在磷酸鹽緩中液中，以釩酸鹽為催化劑並在鹼性pH值下，由5-酮葡糖酸轉化時酒石酸的產率最高為約25％，與此相反在碳酸鹽緩衝液中，最高為約75％。無催化劑時，5-酮葡糖酸鹽也可轉化為酒石酸，其中在碳酸鹽緩中液中，於pH10的情況下，酒石酸產率可達約55％。此外，5-酮葡糖酸鹽在碳酸鹽緩衝液中轉化時的選擇性約為65-80％，相當高，這意味著副產物少。因此在所選擇的反應條件下，分解的5-酮葡糖酸的最大部分轉化成為酒石酸。
權利要求
1.製備酒石酸的方法，其中使5-酮葡糖酸鹽在碳酸鹽緩衝液中於鹼性pH值條件氧化轉化為酒石酸。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於，使用釩酸鹽進行轉化反應。
3.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於，轉化反應優選在8-10的pH範圍內進行。
全文摘要
本發明涉及由5-酮葡糖酸鹽製備酒石酸的方法。本發明的目的是，提供由5-酮葡糖酸鹽轉化成酒石酸的轉化率儘可能高的簡單方法。為此使5-酮葡糖酸鹽在碳酸鹽緩衝液中，在鹼性pH值下，氧化轉化成酒石酸。尤其與釩酸鹽進行轉化反應，優選在pH值範圍為8-10的情況下進行。
文檔編號C07C51/16GK1164850SQ95196138
公開日1997年11月12日 申請日期1995年11月8日 優先權日1994年11月10日
發明者R·克拉森, H·扎姆, I·馬策雷施, W·克勞伊 申請人:於利奇研究中心有限公司