BE402029A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour la préparation   d'acides-3   cétoniques de la sé- rie dessucres resp. de leurs anhydrides. 



   Les représentants des acides-3 oétoniques de la série des sucres étaient inconnus jusqutil y a peu de temps. Tout récemment différents auteurs ont montré (Zeit- sohrift f. physiologische Chemie 215, 1933, p. 215; Journ. 



  Soc. Chem. Ind. 52, 1933, p. 221; Nature 131, 1933, p. 617) que l'acide ascorbique que Szent-Györgyi (Biochemi- oal Journal 22, 1928,   p.1387)   avait obtenu à partir de di- vers matériaux d'origine animale et végétale et qui avait été reoonnu par lui comme le principe antisoorbutique actif   (Vitamine-0)   (Nature 130, 1932, p.576), possédait la consti- 

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 tution d'un anhybàde de l'acide-3 oéto-1-thréo-héxonique. 



   On ne connaissait pas de méthodes pour la pré- paration artificielle de tels corps. On a alors trouvé que des osones, qui peuvent être obtenues par oxydation de sucre au moyen de méthodes connues, traitées par l'acide cyanhydrique ou ses sels, donnent des corps qui, par saponification, peuvent être transformés dans des acides-3-cétoniques du sucre homo- logue supérieur resp. en leurs anhydrides (lactone?). On ne sait pas jusqu'ici à quel étappe de la réaction se forment les anhydrides, mais cela est sans importance pour le résultat final. En ce qui concerne la situation du noyau anhydro, il faut admettre que pour l'acide ascorbique, un noyau- lacto nique est le plus probable dans l'état actuel des recherches. 
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 (Nature 131, 1933, P61j;ourn. yet.Akad. Arkiv f.

   Kemi tome 11,   19331   p.14;   Zeitsohrift   f.   physionomie   218, 1933, p.28o; Helv. 



  Chim. Acta 16, 1933,   p.1019).   Par analogie, on peut également supposer que tous les homologues inférieurs et supérieurs, possèdent également un tel noyau, pour autant qu'ils cristal- lisent comme anhydrides. Si l'on admet que la formule lactonique est juste, on peut formuler comme suit la synthèse, p. ex. de l'acide ascorbique à partir de la 1-xylosone: 
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   aaide-1   ascorbique. 



   Il n'est toutefois jusqu'ici pas établi si, dans les autres cas, il se forme également   des-lactones.   



  Tous ces anhydrides 3 cétoniques, qui dérivent de sucres, ont ceci en commun: la moitié droite de la molécule possède un pou- voir fortement réducteur, qui démontre une tautomérie céto-éno- 

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 lique, dans le sens des formules suivantes: 
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Il faut par conséquent admettre que la phase solide et de cristallisation est soumise à une structure "endiol". 
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 Ces corps décolorent le 2,6-dichlorphénol-indo- phénol en solution neutre et acide, ainsi que la solution acide d'iode. Ils précipitent le métal des solutions acides de sels d'argent et d'or, de telle sorte qu'ils peuvent être utilisés comme réactif de ces métaux nobles. 



   On peut procéder de différentes façons pour le traitement à l'acide cyanhydrique. L'osone peut être traitée, par exemple, en solution aqueuse, alcoolique ou dans un solvant approprié, par l'acide cyanhydrique en quantité équivalente ou en grand excès, pendant un temps prolongé, à la température habituelle ou élevée. On peut ajouter des   oatalysateurs   pour abréger le temps de réaction et pour parfaire la réaction. 



  Comme tels on peut utiliser des bases organiques ou inorganiques, telles que la potasse caustique, le carbonate de sodium, le cy- anure de potassium, le sulfite de sodium, l'ammonisque, la dié- thylamine, la pipéridine, etc. On peut également utiliser l'o- sone sous forme de sels ou de produits d'addition peu stables avec d'autres corps, également l'acide cyanhydrique ou les 2   oonstistuants.   On peut utiliser également l'osone directement comme sel de plomb tel qu'on l'obtient selon   Emile   Fischer (Beriohte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 22, 1889, p,87) ou on mélange l'osone avec un léger excès d'une solution aqueuse de bisulfite de sodium et on ajoute cette solution un excès de cyanure de potassium dissout dans l'eau. La réaction est ra- pidement terminée. 

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   La saponification du produit d'addition, s'opère de préférence avec les acides forts en solution aqueuse à la température ordinaire, après un repos prolongé ou bien rapidement en chauffant, dans lequel cas,   11 est   indiqué de ne pas dépasser 100 , afin d'éviter une forte décomposition. Les produits ob- tenus tels les produits d'addition de l'acide cyanhydrique, sont très oxydables. Il faut, par conséquent, lors de la préparation, les protéger autant que possible de l'air et d' autres possi- bilités d'oxydation, 
Exemple 1. 



   100 g de d-xylosone brutte sont dissous dans 1500 g de solution aqueuse à   3%   d'acide cyanhydrique; on ajoute 10 g d'ammoniaque fort et après avoir chassé l'air par l'oxyde de carbone, on laisse reposer pendant   24   heures à la tempéra- ture habituelle. Après acidification avec de l'acide   chlorhy-   drique et évaporation au vacuum, on chauffe à 500 le résidu dissout dans 600 g d'acide chlorhydrique à 7,5% et dans une atmosphère d'acide carbonique pendant 1 ou 2 jours.

   On évapore ensuite au   vacuum   jusqu'à siccité, on reprend le résidu aveo de l'alcool fort qui laisse insoluble le chlorure d'ammonium et d'autres corps inorganiques (qui proviennent de la xylosone   brutte).   On peut éliminer d'autres impuretés par adjonction d'éther sans   peroxyde.   La solution filtrée et claire donne toutes les réactions connues pour l'acide ascorbique, mais dé- vie la lumière polarisée à gauche, On continue la purification après forte évaporation par fractionnement et on préoipite avec une solution alcoolique d'acétate de plomb. Il précipite d'a- bord quelques impuretés, puis l'acide-d-asoorbique en totalité sous forme de sel de plomb.

   On décompose par l'acide sulfurique ce sel, qu'on a séparé et lavé à l'alcool.   L'acide   obtenu, soit 

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 environ 30 à 50 g, selon le degré de pureté de la xylosone, peut être recristallisé dans partie d'eau chaude ou dans l'alcool. Les cristaux possèdent la formule   C6H806,   ont un point de fusion à environ   189  ou   ils se décomposent et toutes les propriétés connues de l'acide ascorbique naturel ; seule, o la déviation optique est inverse, soit -49 (c=l dans le métha- nol). Ce corps est aussi au point de vue biologique moins actif que la forme lévogyre.

   On peut aussi utiliser le composé acé- tonique pour la purification, qui peut être préparé selon la méthode connue (Nature 130, 1932,p.847) et qui, en chauffant avec de l'eau, donne naissance à de l'acétone et qui, enfin, par évaporation jusqu'à siccité, laisse l'acide à l'état pur. 



   Exemple   2.   



   100 g de 1-xylosone sont dissous dans 5 litres d'eau distillée. L'air est remplacé par de l'azote et on ajoute ensuite une solution de 60 g de cyanure de potassium dans un litre d'eau débarrassée d'air. On laisse ensuite le mélange à environ 15  pendant un quart d'heure. On ajoute alors de l'a- cide   chlorhydrique   fort jusqu'à réaotion au congo (environ 110 ce d'acide chlorhydrique concentré), on évapore au vaouum (tempéra- ture du bain 40 ) jusqu'à l'obtention de 300 ce, on lave le ré- sidu avec de l'eau saturée d'acide oarbonique dans un ballon en verre d'un litre, de telle façon qu'on obtienne 800 ce de liquide; on ajoute 200 cc d'acide concentré, on chasse l'atmosphère par de l'acide carbonique et on chauffe le ballon bien fermé pendant 24 à 30 heures, à la température de   48-500.   



   La solution est débarrassée d'un léger précipité de couleur foncée par filtration et évaporée au vacuum à   35-400   jusqu'à siccité. On épuise le résidu avec de l'alcool absolu, 

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 on filtre les sels inorganiques et on les lave ensuite de nou- veau avec de l'alcool. On obtient en tout un litre de solution. 



  Les sels sont devenus inactifs. On peut débarrasser la solu- tion alcoolique d'autres impuretés, en les précipitant par de l'éther, libre de peroxyde. Il se produit ici toutefois con- stamment une légère précipitation de substance active, de telle sorte qu'il est nécessaire de reprécipiter dans l'al- cool. Par évaporation dans le vide à 40 ,de la solution fil- trée, on obtient une solution sirupeuse, qui commence à cri-   stalliser   immédiatement, lorsqu'on ajoute un peu diacide ascor- bique ; sans cela, la cristallisation ne commence qu'après un temps de repos prolongé. Enfin, on soumet le tout quelques heures à une température de 0 , on siphonne, on traite par un peu d'alcool absolu, on lave ensuite avec de l'alcool bu- tylique et on sèche au vacuum.

   On obtient une nouvelle quan- tité à partir des eaux-mères, si l'on dilue celles-ci avec un peu d'alcool et qu'on les traite aveo une quantité de solution alcoolique d'acétate de plomb jusqu'à ce qu'il ne se produise plus de précipitation. Le sel de plomb jaune-clair, précipité et centrifugé, lavé à   l'alcool,   suspendu dans de l'eau distil- lée, décomposé par l'acide sulfhydrique et la solution obtenue par filtration du sulfure de plomb, est évaporée dans le   vaouum   à 40 , jusqu'à consistance d'un sirop. On obtient une deuxième cristallisation   comme   cela a été décrit ci-dessus. Le rendement total est environ 40 g, selon la qualité de la 1-xylosone utili- sée. Si le produit n'est pas tout à fait pur, on peut le re- oristalliser dans 1/2 partie d'eau.

   Les cristaux incolores se pré- sentent sous forme de petites paillettes et ont toutes les pro- priétés connues de l'acide ascorbique naturel, comme par exemple le point de fusion de   1890   (corr.) aveo décomposition [Ó] 20 = 
D + 49  (c=l dans le   méthanol).   En outre, la comparaison directe 

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 de l'acide et de quelques dérivés a montré une identé complète et enfin les essais biologiques sur cobaye indiquent qu'il s'a- gissait de la vitamine-C pure. 



   Exemple 3. 



   100 g de d-glycosone sont dissous dans 8 litres d'eau débarrassée d'air. On ajoute 50 g d'une solution de cy- anure de sodium dans 2 litres d'eau débarrassée d'air et on laisse le mélange dans une atmosphère d'oxyde de carbone, heure à la température habituelle. On acidifie légèrement au oongo avec de l'acide sulfurique et on concentre dans le va- cuum jusqu'à réduction du volume à 1 litre. Après adjonction de 200 ce d'acide chlorhydrique concentré, on chauffe 30 heures à 48-50 . On agite avec environ 100 g de carbonate de baryum, neutralise l'acide et on filtre une fois la réaction est ter- minée. On évapore la solution limpide dans le vacuum à une tem- pérature aussi basse que possible.

   Le résidu sec est extrait au moyen d'éthanol anhydre jusqu'à ce qu'il ne reste plus que des sels inorganiques et on libère la solution d'autres impure- tés, par adjonction d'une grande quantité d'éther, libre de   peroxyde.   On obtient la laotone de l'acide 3-céto-d-arabino- heptonique, qui cristallise la plupart du temps immédiatement en évaporant et pour finir au moyen du vacuum. On peut puri- fier en recristallisant   dans *   partie d'eau. Les cristaux par- faitement blancs obtenus, contiennent une molécule d'eau de cri- stallisation, qu'on peut facilement éliminer en chauffant au vaouum. Ces cristaux fondent d'une façon indistincte à 96  avec dégagement de gaz; à une température supérieure de 1000, la masse se prend de nouveau et à environ 190 , la combinaison anhydre C7H10 7 fond en se décomposant.

   La déviation optique est de [Ó] 14,5 16,8    (0=1,8   dans une solution aqueuse 
D d'acide chlorhydrique n/100) pour la combinaison anhydre. Ren- dement   50-70g.   

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   Exemple   4.   



   10 g de 1-arabinosone sont dissous dans un litre d'eau contenant 7,5 g de bisulfite de sodium; l'eau doit être libre d'oxygène. On ajoute ensuite une solution de 12 g de cyanure de potassium dans un peu d'eau. La réaction est terminée dans 10 minutes comme l'indique la titration. 



  La saponification et la suite des opérations se fait de la même façon comme pour les exemples 1 et 3. Toutefois, il est indiqué de fractionner en solution alcoolique, de précipiter par l'acétate de plomb et de décomposer les fractions actives au moyen de l'hydrogène sulfuré. On purifie en recristalli- sant   dans 2   partie d'eau chaude. Rendement environ 2 g. Les cristaux possèdent la formule C6H8O6, sont anhydres, possédant un point de fusion situé à environ 169  à laquelle température ils se décomposent; la déviation est de [Ó] 16,5 = + 21,50 (c=0,93 dans le méthanol)   resp. =   +17  (o=1,82 dans une solu- tion d'acide chlorhydrique aqueuse, n/100. On peut désigner ce corps comme la lactone de l'acide l-érythro-3-céto-héxonique. 



   Exemple 5. 



   On peut obtenir de la même façon environ 4-6 g de la lactone de l'acide   d-lyxo-3-céto   héxonique à partir de 10 g de d-galactosone. On obtient   dans )   partie d'eau de beaux cristaux possédant la formule C7H12O8 contenant une molécule d'eau de cristallisation, qu'ils perdent difficilement. Cette substance hydratée fond indistinctement vers 94 , avec dégagement de vapeur et en se décomposant insensiblement. Le dérivé anhydre    fond à 134-135 , [Ó] 14,5 = -5,80 (0=2,17 dans une solution D   aqueuse d'acide chlorhydrique n/100) pour le dérivé anhydre. 



   Revendications. 

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Claims (1)

1. 1. Procédé pour la préparation d'aoides-3-oéto- niques de la série des sucres resp. de leurs anhydrides, consi- <Desc/Clms Page number 9> stant à traiter les osones du sucre homologue inférieur, avec de l'acide oyanhydrique et en saponifiant les dérivés ainsi obtenus.

   2. Procédé selon la revendication 1, consi- stant à opérer en présence de petites quantités de corps ba- siques, comme catalysateurs, lors du traitement à l'acide cyanhydrique.

   3. Procédé selon les revendications 1 et 2, consistant èn ce que les osones ou l'acide cyanhydrique ou ces 2 composants sont utilisés sous forme de leurs sels ou de combinaisons labiles avec d'autres substances.