DE886305C

DE886305C - Verfahren zur Herstellung von Alduronsaeuren bzw. deren Derivaten

Info

Publication number: DE886305C
Application number: DEC1937A
Authority: DE
Inventors: Robert A Reiners
Original assignee: Corn Products Refining Co
Current assignee: Corn Products Refining Co
Priority date: 1949-08-19
Filing date: 1950-08-13
Publication date: 1953-08-13
Also published as: GB679776A; US2845439A; FR1044563A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM IS. AUGUST 1953

C 1937 IVd j

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Alduronsäure oder deren Derivaten. Erfindungsgemäß ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung eines Aldosederivates, dessen Aldehydgruppe durch eine Acetalbindung geschützt ist und die eine freie primäre Alkoholgruppe enthält, in Gegenwart eines Katalysators, wie Platin, Palladium oder deren Mischungen, mit einem sauerstoffhaltigen Gas, wie Luft, bei Zimmertemperatur bis zu einer Temperatur, die unter der Zersetzungstemperatur des Aldosederivates oder des aus diesen entstehenden Alduronsäurederivates liegt, so lange behandelt wird, bis ein beträchtlicher Anteil der primären "Älkoholgruppen des Aldosederivates zu Carboxylgruppen oxydiert ist.

Die Herstellung einer Alduronsäure aus einem Aldosederivat erfordert die Oxydation der primären Alkoholgruppe des Zuckers ohne Angriff auf die Aldehydgruppe. Da diese sehr empfindlich gegenüber oxydativem Angriff ist, wird bei der ungehinderten Oxydation eines Aldosederivates niemals eine wesentliche Menge der entsprechenden Alduronsäure erhalten.

Die Oxydation der primären Alkoholgruppe eines Aldosederivates, dessen Aldehydgruppe in geeigneter Weise geschützt ist, bietet ein Mittel zur Erzeugung von Alduronsäurederivaten in einer Form, die für die Herstellung der freien Alduronsäuren oder deren Lactone brauchbar ist. Indessen ist kein Oxydationsmittel bekannt, welches die primäre Alkoholgruppe solcher Aldosederivate spezifisch angreift. Einige der

sekundären Alkoholgrtippen werden gleichzeitig mitoxydiert, und dieser Umstand verursacht eine verringerte Ausbeute an Alduronsäurederivaten und an Gemischen von Reaktionsprodukten, aus welchen das gewünschte Alduronsäurederivat schwer abzuscheiden ist. Diese Schwierigkeit bedingt umständliche und wenig wirtschaftliche Verfahren zur Erzeugung von Alduronsäuren aus Kohlehydraten.

Beispielsweise wurde Glukuronsäure nach einem Verfahren hergestellt, bei welchem i, 2-Isopropylidenglukose erst aus Glukose hergestellt und dann in i, 2-Isopropyliden-3,5-benzalglukose umgewandelt wurde. Dieses wurde dann mit Kaliumpermanganat unter Bildung von i, 2-Isopropyliden-3, 5-benzalglukuronsäure oxydiert (Berichte der Deutschen Chem. Ges. Bd. 66, S. 1326, [1931]). jS-d-Glukose-i, 2" 3, 4-tetraacetat wurde in ähnlicher Weise oxydiert und das erhaltene Produkt unter Gewinnung von Glukuronsäure verseift (J. Chem. Soc. [1939], S. 1530). Die Ausbeute an GIukuronsäure war nach diesen beiden Methoden niedrig, und die Verfahren waren zu kompliziert, um praktisch wirtschaftliche Bedeutung zu erlangen.

Glukuronsäure wurde auch durch Hydrolysieren von Verbindungen, wie Bornyglukuronosid erhalten. Solche Glukuronsäurederivate können aus dem Urin von Tieren extrahiert werden, welche mit geeigneten Stoffen ernährt wurden. Dieses Verfahren ist langwierig, kostspielig und offenbar für eine Erzeugung von Glukuronsäure in größerem Maßstab vollständig ungeeignet. Wirtschaftlich durchführbare Verfahren zur Erzeugung von Glukuronsäure, deren Lacton, Salzen oder sonstigen Derivaten sind erstrebenswert, da einige dieser Verbindungen als therapeutisch wertvoll erkannt wurden. Beispielsweise ist bekannt (Journal Lancet, Bd. 67, S. 451 [1947]), daß Glukuronsäure oder deren Salze bei der Behandlung von Arthritis brauchbar sind. Verbindungen aus Streptomycin und Glukuronsäurelacton sind zur Sterilisation von Darmfäden vor dem chirurgischen Gebrauch als brauchbar befunden worden (Bulletin U. S. Medical Department, Bd. 9, S. 265 [1949]; vgl. auch Pulaski, Connell und Seely in der 98. Annual Session A. M. A. vom 8. 6.1949).

Es ist bekannt, daß bei Zuckerderivaten, bei welchen die Aldehydgruppe hinlänglich geschützt ist, Stickstoffdioxyd die primäre Alkoholgruppe selektiv oxydiert. Wenn ein Methylglukosid mit Stickstoffdioxyd oxydiert wird, erreicht man eine Ausbeute an Alduronsäure bis zu 40 % der Theorie, aber die starke Säure wirkt bis zu einem gewissen Grad verseifend auf die Acetalbindung und führt zur Bildung von unerwünschten Carbonsäuren. Weiter ist Stickstoffdioxyd ein derartig starkes Oxydationsmittel, daß eine beträchtliche Oxydation auch an der übrigen Kohlenstoffkette stattfindet. Dabei entstehen Ketosäuren und durch Bruch der Kohlenstoffkette Carbonsäuren mit weniger Kohlenstoffatomen, als der ursprüngliche Zucker sie besaß, sowie Spaltprodukte, welche das Reaktionsgemisch färben. Außerdem kann eine Isomerisierung einiger Kohlenhydrate oder deren Derivate in der starken Säure stattfinden. Diese unerwünschten Reaktionen führen alle zu einer Verringerung der Ausbeute an Alduronsäure und zur Bildung komplizierter .Gemische von Reaktionsprodukten, aus welchen das Alduronsäurederivat schwer zu isolieren ist. Außerdem wirkt das Gemisch von Kohlenhydratderivaten mit Stickstoffdioxyd stark korrodierend, und die Oxydation verläuft stark exotherm und entzieht sich einer Kontrolle, was zu Explosionen führen kann, wenn die Reaktionsbedingungen nicht in strengen Grenzen gehalten werden. Beträchtliche Störungen können daher bei diesem Verfahren auftreten. Trotz dieser Einschränkungen wurden bisher Stickstoffdioxyd zur Erzeugung von Alduronsäuren verwendet.

Demgemäß ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Erzeugung von Alduronsäuren und deren Derivaten durch selektive Oxydation der primären Alkoholgruppe von Aldosederivaten, wobei höhere Ausbeuten erhalten werden und die oben geschilderten Schwierigkeiten wegfallen.

Es hat sich herausgestellt, daß bei der Oxydation von Aldosen, deren Aldehydgruppen in geeigneter Weise geschützt sind, mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen in Gegenwart eines geeigneten Katalysators die primäre Alkoholgruppe in weitgehend selektiver Weise oxydiert wird, und zwar mit höherer Ausbeute als bisher.

In der Hauptsache umfaßt die vorliegende Erfindung die Oxydation einer wäßrigen Lösung eines Aldosederivates, dessen Aldehydgruppe in geeigneter Weise geschützt ist, in Gegenwart von bestimmten Katalysatoren mit einem sauerstoffhaltigen Gas bei Temperaturen zwischen Zimmertemperatur und Zersetzungstemperatur des Aldosederivates oder dessen Oxydationsproduktes, wobei im Oxydationssystem Vorzugsweise ein bestimmtes pn eingehalten wird.

Bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens wird das Aldosederivat beispielsweise in Form seines Glukosids erst in Wasser gelöst, das vorzugsweise eine gewisse Menge alkalischer Pufferstoffe enthält, damit die Lösung während der Reaktion nicht stark sauer werden kann. Die erhaltene Lösung wird mit dem Katalysator versetzt und bei geeigneter Temperatur mit Luft oder Sauerstoff behandelt. Nach Beendigung der Oxydation kann verschieden verfahren werden, um aus dem Oxydationsgemisch die reine Alduronsäure zu gewinnen. Gefärbte Stoffe können beispielsweise durch Behandlung mit Kohle oder durch Extraktion mit Lösungsmitteln, wie Butanol, einem Handelsgemisch von Amylalkoholen, oder mit Cyclohexanol entfernt werden. Saure Bestandteile des Gemisches können von nicht sauren durch geeignete Behandlung mit ionenaustauschenden Harzen abgetrennt werden. Dicarbonsäuren, die durch Nebenreaktion gebildet werden, können ausgefällt und entfernt werden, beispielsweise in Form ihres Calcium- oder Bariumsalzes. Die erhaltenen Alduronsäurederivate können in jeder geeigneten Weise hydrolysiert werden, so beispielsweise durch Erhitzen mit Schwefelsäure, Phosphorsäure, Chlorwasserstoffsäure, Äthansulfonsäure oder mit irgendeinem kationenaustauschenden Harz. Die Hydrolyse kann bei Atmosphärendruck oder bei höherem Druck durchgeführt werden. Die Alduronsäure oder deren Lacton kann aus der Lösung durch Eindampfen zur Kristallisation gebracht werden, wobei der hydrolysierend wirkende Stoff entfernt oder auch darin be-

lassen werden kann. Die Kristallisation kann aus wäßriger Lösung oder aus verschiedenartigen Lösemitteln, wie Essigsäure, Isopropylalkohol, Butanol, tert.-Butylalkohol, Aceton, Dioxan, oder Diacetonalkohol erfolgen, welche zur Unterstützung der Kristallisation zugefügt werden können. Ein geeignetes Verfahren zur Isolierung einer Alduronsäure geht z. B. folgendermaßen vor sich:
Die das oxydierte Aldosederivat, z. B. in Form seines

ίο Glukuronids enthaltende Lösung wird von dem Katalysator abgetrennt, dann mit einem Kationenaustauscher zur Entfernung von Metallionen und anschließend mit einem säureabsorbierenden Harz zur Abtrennung der Säureanteile von den neutralen Stoffen behandelt.

Das Glukuronid, das auf dem säureabsorbierenden Harz absorbiert ist, wird mit einem alkalischen Mittel herausgelöst, beispielsweise mit einer Lösung von Natriumhydroxyd. Die alkalische Lösung wird dann mit einem Kationenaustauscher behandelt, und die das

so Glukuronid enthaltende Lösung mit Säure, beispielsweise Schwefelsäure, hydrolysiert. Die erhaltene Lösung wird bei niedriger Temperatur konzentriert, wobei das hydrolysierend wirken.de Mittel entfernt werden, oder auch darin verbleiben kann, worauf man die Glukuronsäure oder deren Lacton auskristallisieren läßt.

Zur Durchführung des Verfahrens kann jedes wasserlösliche Aldosederivat verwendet werden, dessen Aldehydgruppe in geeigneter Weise geschützt ist, z. B.

d-und /3-Glukoside, wie Propylglukosid, Isopropylglukosid, Butylglukosid, Methylglukosid, Äthylglukosid, Phenylglukosid, Benzylglukosid, Cyclohexylglukosid, und /3-Oxyäthylglukosid; i, 2-Isopropylidenglukose, ferner Saccharese, Maltose und Trehalose können auch verwendet werden. Andere Glukoside, wie Methyl-, Äthyl-, oder Propylgaläktoside und die entsprechenden Mannoside, Xyloside und Arabinoside sind ebenfalls geeignet. Auch können Gemische von Glukosiden benutzt werden.

Die Behandlung des zu oxydierenden Materials mit dem Katalysator und dem Oxydationsmittel kann in üblicher Weise erfolgen. Beispielsweise kann der Katalysator in einer Kolonne untergebracht werden und die Lösung der Aldose durch die Kolonne mit oder im Gegenstrom zu dem sauerstoffhaltigen Gas geleitet werden. Eine Rückführung des während des ersten Durchgangs nicht oxydierten Ausgangsmaterials im Kreisprozeß ist ebenfalls möglich.

Die Oxydation kann diskontinuierlich durchgeführt werden; in diesem Fall wird der Katalysator in die zu oxydierende Lösung eingebracht und durch geeignetes Rühren in Suspension gehalten, während das sauerstoffhaltige Gas durch das Gemisch perlt.

Da bei der Oxydation Carbonsäuren entstehen und die Oxydation bei niedrigem pn-Wert langsamer verläuft, bildet sich das Uronsäurederivat schneller, wenn genügend alkalisches Puffermaterial in der Oxydationslösung vorhanden ist oder während der Oxydation der Lösung zugeführt wird, um den pn-Wert während der ■ ganzen Reaktion in den bevorzugten Grenzen von 4 bis 11 zu halten. Jedes Salz, das eine Puff erwirkung besitzt und keine zersetzende Wirkung auf den Katalysator ausübt, kann zur Aufrechterhaltung des Ph-Wertes in dem gewünschten Bereich verwendet werden, z.B. ist Natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat, Natriumbicarbonat, Dinatriumphospbat, Natriumtetraborat und Natriumhydroxyd hierfür geeignet. Natriumcarbonat wird als Puffermaterial bevorzugt.

Die Oxydationstemperatur kann, wie bereits bemerkt, von Zimmertemperatur bis zu einer Temperatur gehen, die nicht über der Zersetzungstemperatur des verwendeten Aldosederivates odsr des erzeugten Uronsäurederivates liegt. Der bevorzugte Temperaturbereich liegt zwischen 40 und 120⁰. Die Oxydation kann auch unter Druck durchgeführt werden.

Die Zeitdauer der Reaktion hängt von der Aktivität des Katalysators, seiner Menge, der Temperatur, dem Ph und der Konzentration des Sauerstoffes ab. Die Reaktion geht bei über Zimmertemperatur liegenden Temperaturen und in neutralem oder etwas alkalischem Medium schneller vor sich.

Katalysatoren, die für die Durchführung des Verfahrens geeignet sind, sind z.B. Platin, Palladium und deren Gemische. Diese Katalysatoren können auf geeigneten Materialien, wie Tonerde, Kohle oder Silikagel, niedergeschlagen sein.

Die nachstehenden Beispiele' sollen das Verfahren näher erläutern.

Beispiel 1

Es wurde eine wäßrige Lösung aus 5,82 g je 100 ecm Methyl-a-d-glukosid (99 % α-Isomeres) und 3,0 g Natriumbicarbonat je 100 ecm der Lösung hergestellt. Die Lösung ließ man langsam (12 bis 20 ecm je Stunde) durch eine Kolonne tropfen, welche 150 g auf Tonerde niedergeschlagenen Platinkatalysator enthielt. (Der verwendete Katalysator enthielt 0,5 % Platin.) Die Kontaktzeit betrug etwa 2,5 bis 3 Stunden. Der Kolonneninhalt wurde durch einen die Kolonne umgebenden Mantel mit zirkulierendem Wasser auf einer Temperatur von 70⁰ gehalten. Man ließ einen Überschuß von Sauerstoff durch die Kolonne im Gegenstrom zu dem Flüssigkeitsfluß streichen (Strömungsgeschwindigkeit 20 bis 26 1 je Stunde).

Ein Teil der aus der Kolonne abfließenden Flüssigkeit, welche Methylglukuronid enthielt, was einem Gehalt an 24 g Glukuronsäure entsprach, wurde durch eine weitere Kolonne geleitet, welche einen handelsüblichen Kationenaustauscher enthielt, und dann durch eine dritte Kolonne mit einem handelsüblichen Anionenaustauscher zur Trennung der sauren Anteile von den neutralen Anteilen der Lösung. Der Anionenaustauscher, auf welchem das Methylglukuronid adsorbiert war, wurde mit 4°/₀iger Natriumhydroxydlösung ausgelaugt. Die Auslaugflüssigkeit wurde nochmals durch eine Kolonne geleitet, welche einen Kationenaustauscher enthielt.

Die erhaltene Lösung wurde im Vakuum konzentriert, bis ihr Feststoffgehalt 10 bis 15 % betrug. Dann wurde genügend Schwefelsäure zu der konzentrierten Lösung zugefügt, um eine Normalität von 0,7 zu erhalten. Darauf wurde die Lösung 8 Stunden am Rückflußkühler erhitzt, um das Methylglukuronid zu Glukuronsäure zu verseifen. Das Hydrolysat wurde zweimal mit ^x/₄ seines Volumens an Butanol extrahiert.

Der pji-Wert des extrahierten Hydrolysats wurde mit aufgeschlämmtem Bariumhydroxyd auf etwa 2,o eingestellt und das angefallene Bariumsulfat durch. Filtration abgetrennt. Das Filtrat wurde im Hochvakuum (i bis 5 mm) auf etwa 50 ecm konzentriert. 100 ecm Essigsäure wurden zugefügt und die sich ergebende Lösung im schwachen Vakuum (60 bis 65°) im Dampfraum bei 20 bis 25 mm Druck auf etwa 75 ecm konzentriert. Beim Abkühlen erhielt man 10 g ίο kristallinisches Glukuronsäurelacton, das durch Filtration abgetrennt wurde.

Beispiel 2

a) 20,6 g i, 2-Isopropylidenglukose und 9,4 g Natriumbicarbonat wurden in 625 ecm Wasser gelöst. Zu der Lösung wurden 75 g gepulverter Platin-Tonerde-Katalysator zugefügt, der 0,5 °/₀ Platin enthielt, worauf die Suspension auf 60° erwärmt wurde. Die Suspension wurde 10 Tage bei dieser Temperatur unter Durchperlen von Sauerstoff gehalten. Der Katalysator wurde dann durch Filtration entfernt nnd das Filtrat enthielt 74,5 % der theoretischen Ausbeute an Isopropylidenglukuronsäure, bestimmt nach der sog. Naphthoresorcin-Methode.

b) 61,6 g i, 2-Isopropylidenglukose wurden in 11, 30 g Natriumbicarbonat enthaltendem Wasser gelöst und 240 g gepulverter Platin-Tonerde-Katalysator mit einem Platingehalt von 0,5 % zugefügt. Die erhaltene Suspension wurde auf 60° erwärmt und 18 Stunden unter Rühren bei dieser Temperatur unter gleichzeitigem dauerndem Durchperlen von Sauerstoff gehalten. Man erhielt 66,4 °/₀ der theoretischen Ausbeute an Isopropylidenglukuronsäure.

Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt und die Lösung durch eine Kolonne gegeben, die einen handelsüblichen Kationenaustauscher, und sodann durch eine Kolonne, die einen handelsüblichen Anion enaustauscher enthielt. Der Anionenaustauscher wurde mit 4 °/₀ Nätriumhydroxydlösung zur Gewinnung des Uronsäurederivates ausgelaugt, die Auslaugeflüssigkeit über ein kationenaustauschendes Harz geleitet und dann auf 12 % Fettstoffgehalt konzentriert. Die konzentrierte Lösung wurde, bezogen auf Schwefelsäure, 0,1 η gemacht und 3 Stunden zur Hydrolyse der Isopropylidenglukuronsäure am Rückflußkühler erhitzt. Das Hydrolysat wurde mit Butanol extrahiert und die wäßrige Schicht im Vakuum konzentriert, worauf man sie kristallisieren ließ. Man erhielt 19,9 g kristallisiertes Glukuronsäurelacton entsprechend 37,2 °/₀ der Theorie, berechnet auf 1, 2-Isopropylidenglukose.

Beispiel 3

Man stellte eine Lösung von 97,5 g Saccharose und 56,3 g' Natriumbicarbonat in 1875 ecm Wasser her. Zu dieser Lösung wurden 225 g gepulverter -Platin-Tonerde-Katalysator mit einem Platingehalt von 0)5 °/o zugefügt. Das erhaltene Gemisch wurde auf 6o° erhitzt und unter Durchperlen von Sauerstoff gerührt. Nach östündiger Behandlung enthielt die Lösung 60 °/₀ der theoretischen Ausbeute an dem entsprechenden Glukuronsäurederivat (bestimmt nach der Naphthoresorcin-Methode).

Beispiel 4

a) Man stellte eine wäßrige 5,8°/_oige Lösung von Methyl-a-d-glukosid her, die genügend Natriumcarbonat enthielt, um das System auf einen pH-Wert von 11 zu puffern. Ein handelsüblicher gepulverter Palladium-Tonerde-Katalysator mit einem Palladiumgehalt von 5 % wurde in einer 2,0 % Palladium entsprechenden Menge, auf Methylglukosid berechnet, zugefügt. Die dabei erhaltene Suspension wurde auf 6o° erwärmt und Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit von 445 ecm je Minute durchgeperlt. Nach 8stündiger Behandlung waren 48 °/„ des Methylglukosids in Methylglukuronid übergeführt, bestimmt mittels der Naphthoresorcin-Methode.

b) Es wurde in gleicher Weise verfahren wie in a), mit dem Unterschied, daß ein handelsüblicher Palladiumkatalysator auf aktivierter Holzkohle mit einem Palladiumgehalt von 5 % benutzt wurde. Das Methylglukosid wurde in 6 Stunden in Methylglukuronid in 45 % der theoretischen Ausbeute übergeführt, bestimmt mittels der Naphthoresorcin-Methode. Der Katalysator wurde in demselben Verhältnis Palladium zu Glukosid verwendet, wie in a) beschrieben.

c) Man stellte eine wäßrige Lösung aus 5,82 °/₀ Methyl-a-d-glukosid und 1,89 °/₀ Natriumcarbonat her. Diese Lösung wurde durch eine Kolonne geleitet, die 158 g geschroteten Platin-Tonerde-Katalysator mit einem Platingehalt von 0,5 °/o enthielt, und zwar mit einer Durchflußgeschwindigkeit von 0,862 g Methylglukosid je Stunde. Sauerstoff wurde kontinuierlich im Gegenstrom zum Flüssigkeitsfluß mit einer Geschwindigkeit von 24 je Stunde durchgeleitet. Der Inhalt der Kolonne wurde auf einer Temperatur von 70° gehalten. Bei dieser Arbeitsweise wurden 40,5 °/₀ des in der zugeführten Lösung enthaltenen Methylglukosids in Methylglukuronid bei einem einmaligen Durchlauf durch die Kolonne erhalten.

Die aus der Oxydationskolonne ablaufende Flüssigkeit passierte einen Kationenaustauscher und dann einen Anionenaustauscher. Der Trockengehalt der aus dem Anionenaustauscher abfließenden Flüssigkeit (in der Hauptsache Methylglukosid) betrug 44,7 % der ursprünglichen, der Kolonne zugeführten Methylglukosidmenge. Diese ablaufende Flüssigkeit wurde auf 5,7 °/₀ Trockengehalt konzentriert, mit Natriumcarbonat gepuffert und wieder durch die Oxydationskolonne unter den gleichen, zuerst für die ursprüngliche Methylglukosidlösung angewendeten Bedingungen geleitet. Das aus diesem wiederholten Prozeß erhaltene Produkt wurde dann in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise aufgearbeitet, mit der Ausnahme, daß die für die Hydrolyse verwendete Schwefelsäure nicht entfernt wurde. Die Ausbeute an kristalünisiertem Glukuronsäurelacton betrug 12,5 °/₀ der Theorie, wobei die gesamte organische Trockensubstanz in der zum zweitenmal durchgesandten Flüssigkeit als Methylglukosid angenommen wurde.
' d) Es wurde eine wäßrige Lösung aus 2,9 °/₀ Methyla-d-glukosid und 0,92 °/₀ Natriumcarbonat hergestellt. Zu der Lösung wurden 12 °/₀ feinverteilter Palladium-

Tonerde-Katalysator mit einem Palladiumgehalt von 0,5 % zugefügt. Durch die erhaltene Lösung wurde unter Rühren bei einer Temperatur von 70° Sauerstoff hindurchgeperlt. Nach a,stündiger Behandlung waren 58% des Methylglukosids in Methylglukuronid umgewandelt.

e) Es wurde eine wäßrige Lösung aus 5,82 % Methyla-d-glukosid und 1,3 °/₀ der Menge Natriumcarbonat, die für die Neutralisation der Lösung erforderlich gewesen wäre, wenn das gesamte Methylglukosid in Methylglukuronid umgewandelt worden wäre, mit verschiedenen Durchflußgeschwindigkeiten durch eine Kolonne geleitet, welche 158 g geschroteten Platin-Tonerde-Katalysator mit einem Platingehalt von

>5 °.5 °/o enthielt, während gleichzeitig Sauerstoff im Gegenstrom durchgeleitet wurde. Der Kolonneninhalt wurde auf einer Temperatur von 70⁰ gehalten.

Bei einer Beschickungsgeschwindigkeit mit Methylglukosid von i,o6, 1,36 und 1,77 g je Stunde betrug dieMenge des erzeugten Methylglukuronids 0,262, 0,291 bzw. 0,386 g je Stunde.

f) Zu einer wäßrigen Lösung von 5,82 % eines Rohmethylglukosids, das bei der Herstellung von Methylglukosid erhalten wurde, wurde die i,3fache Menge Natriumbicarbonat zugefügt, die notwendig gewesen wäre, um die Lösung zu neutralisieren, wenn alles Methylglukosid in Methylglukuronid umgewandelt worden wäre. Die sich ergebende Lösung wurde in einer Kolonne, die mit geschrotetem Platin-Ton erde-Katalysator beschickt war, unter den gleichen Bedingungen, wie im Beispiel 4 e beschrieben, oxydiert. Bei einer Durchlaufgeschwindigkeit, die 0,826 g je Stunde Methylglukosid entsprach, betrug die Erzeugung von Methylglukuronid (als Glukuronsäure) 0,220 g je Stunde.

Ein Teil der durch Oxydation des rohen Gemisches von Methylglukosiden, wie oben beschrieben, erhaltenen Reaktionsmasse wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, behandelt, mit der Ausnahme, daß zur Gewinnung des Glukuronsäurelactons die für die Hydrolyse benutzte Schwefelsäure nicht entfernt wurde. Die Menge des erhaltenen kristallisierten Glukuronsäurelactons betrug 60 °/₀, bezogen auf die Menge des, in der aus der Oxydationskolonne abfließenden Flüssigkeit enthaltenen Methylglukuronids.

g) Es wurde ein Platinkatalysator auf Kohle in folgender Weise hergestellt: 4,0 g Platin wurden in Form von Platinchlorwasserstoffsäure in 21 Wasser gelöst, 57,5 g Natriumcarbonat zugefügt und das Gemisch bis zur völligen Lösung gerührt. Dann wurden 46,5 g Aktivkohle und nach 10 Minuten langem Rühren 27,5 ecm einer 36°/₀igen Formaldehydlösung zugefügt. Das Gemisch wurde ζ Stunden bei 8o° gerührt, dann auf Zimmertemperatur abgekühlt und abfiltriert. Der Filterkuchen wurde mit Natriumchloridlösung in wachsender Verdünnung (Gesamtvolumen etwa 241) und schließlich mit 11 Wasser gewaschen. Der Katalysator wurde bei 40 bis 50⁰ getrocknet und in luftdichten Flaschen aufbewahrt.

48,0 g technisches Methyl-ct-d-glukosid wurden in 825 ecm Wasser gelöst, das 25,1 g Natriumbicarbonat und 12,4 g des oben beschriebenen, etwa 10 °/₀ Platin enthaltenden Katalysators enthielt. Die Suspension wurde unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 6o° etwa 24 Stunden unter heftigem Durchperlen von Sauerstoff gerührt, dabei wurden 46,4 % Methylglukosid in Methylglukuronid umgewandelt.

Das Material wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, behandelt und 5,5 g Glukuronsäurelacton erhalten.

h) Eine mit Dinatriumphosphat auf einen p^-Wert von 8,8 gepufferte wäßrige Lösung yon 5,8 % Methylglukosid wurde bei 60° und einem Sauerstoffdrück von 9 kg/2,5 ^{cm2 m} Gegenwart eines wie im Beispiel 4 a hergestellten Platinkätalysators auf Aktivkohle oxydiert. Der Katalysator enthielt 3,26 °/₀ Platin und wurde in einer Menge zugesetzt, die 2% Platin, auf Methylglukosid berechnet, entsprach. Nach" 3-stündiger Reaktion waren 21,4 °/„ des Methylglukosids in Methylglukuronid umgewandelt.

i) Eine mit Natriumtetraborat auf ein pH von 9,0 gepufferte wäßrige, 5,8°/₀ige Methylglukosidlösung wurde bei 6o° und einem Sauerstoffdruck von 6,75 kg/· 2j5 cm² in Gegenwart eines gemäß der im Beispiel 4 g beschriebenen "Methode hergestellten Platin-Kohle-Katalysators einer Oxydation unterworfen. Der Katalysator enthielt 3,26 °/₀ Platin und wurde in einer Menge zugeführt, die 2 % Platin, auf Methylglukosid berechnet, entsprach. Nach 2¹Z₂StUtIdIgCr Reaktionszeit waren 19,4% Methylglukosid in Methylglukuronid umgewandelt.

k) Ein Platin-Kieselgel-Katalysator mit einem Gehalt von 1,25 % Platin wurde zu einer 5,8°/₀igen, mit Natriumcarbonat gepufferten Methylglukosidlösung zugefügt. Die Menge des angewandten Katalysators entsprach 2 % Platin, berechnet auf Methylglukosid. Durch dieses Gemisch ließ man bei 6o° Sauerstoff hindurchperlen. Nach 8stündiger Behandlung waren 56 % des Methylglukosids in Methylglukuronid umgewandelt.

1) Eine wäßrige, 58,2 g Methylglukosid und 30 g Natriumbicarbonat je Liter enthaltende Lösung wurde durch eine Kolonne geleitet, die 158 g Platin-Tonerde-Katalysator mit 0,5 °/₀ Platingehalt enthielt, und zwar mit einer solchen Geschwindigkeit, daß 0,505 g Methylglukosid je Stunde der Kolonne zugeführt wurden. Im Gegenstrom wurde Luft mit einer Geschwindigkeit von 48 1 je Stunde durch die Kolonne geleitet. Der Kolonneninhalt wurde auf 70⁰' Temperatur gehalten. Bei einer Gesamtreaktionsdauer von 884 Stunden wurde Methylglukuronid mit einer Ausbeute von 30,3 % der Theorie erhalten.

m) Es wurde eine wäßrige, 5,8%ige Methylglukosidlösung, mit Natriumcarbonat gepuffert, hergestellt. Eine genügende Menge eines handelsüblichen gekörnten Platin- und Palladium-Tonerde-Katalysators 1.15 wurde zugefügt, so daß das Gesamtgewicht von Platin -\- Palladium 2 % des Gewichtes des vorhandenen Metlrylglukosids betrug. Das Gemisch wurde auf 6o° erwärmt und unter ständigem Rühren Sauerstoff durchgeperlt. Nach östündiger Behandlung waren 38 °/₀ des Methylglukosids in Methylglukuronid umgewandelt.

n) Eine wäßrige, mit Natriumcarbonat gepufferte Methyl-a-d-glukosid-Lösung wurde bei einem Sauerstoffdruck von 225 kg/2,5 ^cm% ^und 120° in Gegenwart eines handelsüblichen Platin-Tonerde-Katalysators

mit einem Platingehalt von 0,5 °/₀ in einer Menge von 2% Platin, auf Methylglukosid berechnet, oxydiert. In 3stündiger Reaktion wurden 30% des Methylglukosids in Methylglukuronid übergeführt.
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Beispiel 5

Es wurde eine Lösung aus 0,3 Mol rohem Äthylglukosid und 0,39 Mol Natriumbicarbonat je 100 ecm Wasser hergestellt. Zu dieser Lösung wurden 2,42 g gepulverter Platin-Tonerde-Katalysator je 100 ecm Lösung hinzugefügt (0,5 % Platingehalt). Man ließ Sauerstoff durch die erhaltene Suspension perlen, wobei die Temperatur auf öo° gehalten wurde. Nach östündiger Behandlung waren Ö8°/_O des Äthylen-

glukosids in Äthylglukuronid umgewandelt (bestimmt mittels der Naphthoresorcinol-Methode).

Beispiel ö

Eine Oxydation wurde genau.so, wie im Beispiel 5 beschrieben, durchgeführt mit dem Unterschied, daß die zu oxydierende Lösung 0,3 MbI /?-Oxyäthylglukosid an Stelle von Äthylglukosid enthielt. Nach östündiger Behandlung waren 18% des /?-Oxyäthylglukoside in /3-Oxyäthylglukuronid umgewandelt.

Beispiel 7

Die Oxydation wurde genau,, wie im Beispiel 5 beschrieben, durchgeführt mit der Ausnahme, daß die Oxydationslösung 0,3 Mol Methylmannosid an Stelle von Äthylglukosid enthielt. Nach östündiger Behandlung waren 61 % des Methylmannosids in Methylmannuronid übergeführt.

Beispiel 8

Die Oxydation wurde in der gleichen Weise durchgeführt, wie im Beispiel5 beschrieben, mit dem Unterschied, daß die zu oxydierende Lösung 0,3 Mol Methylgalactosid an Stelle von Äthylglukosid enthielt. Nach östündiger Behandlung waren 81 °/₀ des Methylgalactosids in Methylgalacturonid übergeführt.

/ Beispiel 9

Die Oxydation wurde, wie im Beispiels beschrieben,

durchgeführt mit dem Unterschied, daß die zu oxydierende Lösung 0,3 Mol Methylarabinosid. an Stelle

von Äthylglukosid enthielt. Nach östündiger Behandlung waren 27 °/₀ des Methylarabinosids in das entsprechende Methylarabinuronid umgewandelt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Alduronsäuren bzw. deren Derivaten, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung eines Aldosederivates, dessen Aldehydgruppe durch eine Acetalbindung geschützt ist und das eine freie primäre Alkoholgruppe enthält, in Gegenwart eines Katalysators, wie Platin, Palladium oder deren Mischungen, mit einem sauerstoffhaltigen Gas, wie Luft, bei Zimmertemperatur bis zu einer Temperatur, die unter der Zersetzungstemperatur des Aldosederivates oder des aus diesem entstehenden Alduronsäurederivates liegt, so lange behandelt wird, bis ein beträchtlicher Anteil der primären Alkoholgruppe des Aldosederivates zur Carbonylgruppe oxydiert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch'gekennzeichnet, daß man das erhaltene Alduronsäurederivat an ein säurebindendes Harz adsorbiert und anschließend von diesem Harz abtrennt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Alduronsäurederivat hydrolysiert und die erhaltene Alduronsäure aus der Reaktionsmischung entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der pn-Wert der Lösung während der Reaktion zwischen 4 und 11 gehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Lösung während der Oxydation bei etwa 40 bis I2o° liegt.

ö. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Adsorption des Alduronsäurederivates an ein säurebindendes Harz die abfließende, nicht oxydierte Aldosederivate enthaltende Flüssigkeit in Gegenwart des genannten Katalysators nochmals oxydiert und die gebildete Alduronsäure abtrennt.

7. Verfahren nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Aldosederivat aus einem Glukosid, wie 1, 2-Isopropylidenglukose, einem Methyl- oder Äthylglukosid oder aus Saccharose besteht.

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