Способ выделения химически чистой @ -рибозы из ее водного раствора,содержащего примеси @ -арабинозы, @ -рибоно- @ - лактона,рибита и хлористого натрия

 

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ХИШЧЕСКИ ЧИСТОЙ D -РИБОЗЫ ИЗ ЕЕ ВОДНОГО РАСТВОРА , СОДЕРЖАЩЕГО ПРИМЕСИD-АРАБИнозы , D -РИБОНО-ТГ-ЛАКТОНА, РИБИТА и ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ, отличающийся тем, что указанный раствор обрабатывают фенилгидразином (или его солью) в молярном отношении фенилгидразина и В-рибозы 0,9-1,1 в течение 1,5-3 ч при 20-25 0 и рН 4-6 с последукицим вьделением В -рибозы из ее труднорастворимого фенилгидразона перегидразонированием . i W CZ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

3ШС07Н302

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧМРЫТИЙ (21) 3497644/23-04 (22) 10. 10 ° 82 (46) 30.09.84. Бюл. Р 36 (72) З.В. Пушкарева, А.Н. Гришаков, В.И. Нифонтов, Г.А. Вавилов, В.С. Мокрушин, Н.А. Беляев и Э.М. Емепина (7 1) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт йм. С. М. Кирова (53) 547.455.52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 411072, кл. С 07 Н 3/02, 1972.

2. Samuelson О., Larssen L.,Par,tition chromatography of sugar derivatives. 2 nd Technicon Symp., London, 1965, р. 168.

3. Testuo Sato. Separation of the

monosaccharides. J. Chem. Soc., Japan, Pure Chem. Sect., 1957, ч. 71, р.р. 73-74.

4. Авторское свидетельство СССР

Ф 118130, кл. С 07 Н 3/02, 1958.,.Я0„„1 3 36038 А (54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИ

ЧИСТОЙ 3 - РИБОЗЫ ИЗ ЕЕ ВОДНОГО РАС"

ТВ0РА СОДЕРЖАЩЕГО ПРИМЕСИ 3 -АРАБИНОЗЫ, 3 -РИБОНО-т-ЛАКТОНА, РИБИТА

И ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ, о т л и ч а юшийся тем, что указанный раствор обрабатывают фенилгидразином (нли его солью) в молярном отношении фенилгидразина и 11 -рибозы 0,9-1,1 в течение

1,5-3 ч при 20-25 С и рН 4-6 с последующим выделением 3 -рибозы из ее труднорастворимого фенилгидразона перегидразонированием.

1 1116

Изобретение относится к химии, более конкретно к химии углеводов,, в частности к способу получения Э рибозы, используемой: в производстве витаминов и лекарственных веществ.

Известен ряд способов выделения хи.ячески чистой Э -рибозы из смеси моносахаридов с помощью хроматографических 1 и (2 ) и химических (3 / методов. 10

В основе химического способа разделение смеси 3 -рибозы и 33 -арабинозы лежит способность цис-гликольной группировки 3 -рибозы образовывать эфир с борной кислотой (3 ).

Однако этот способ не позволяет выделять Д -рибозу из смеси, содержащей другие компоненты с цис-гликольной группировкой.

Хроматографические методы позволяют разделять сложные смеси, содержащие сахара как с цис-, так ь с тр нс— гликольными группировками, и обеспечивают чистоту целевого продукта, однако являются дорогостоящими, сложными в аппаратурном оформлении и малопроизводительными.

Данные о разделении смеси, содержащей 2 -рибозу, 3 -арабинозу,3 -рибоно-т-лактон, рибити хлористый натрий

30 указанными методами в литературе отсутствуют.

Целью изобретения является выделение химически чистой 3 -рибозы из ее водного раствора, содержащего помимо D --рибозы, Э - арабинозу, рибит, 3

-рибоно-у-лактон и хлористый натрий.

Раствор, — образующийся при восстановлении 3 --рибоно-у-лактона амальгамой натрия (43, используется в производстве рибофлавина (витамина В ) 40 и может быть использован для получения химически чистой 3 -рибоэы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу обрабатывают водный раствор, содер.жащий Р -рибозу, рибит, 3 -рибоно-улактон, Э -арабиноэу и хлористый натрий, фенилгидразином (или его солью) а молярном отношении фенилгидразина и Э -рибозы 0,9-1,1 в течение 1,5- 50

3 ч при 20-25 С поддерживая рН 4-6, а целевой продукт выделяют перегидразонированием.

Выход химически чистой 3 -рибоэы

60-75%. 55

Так, изменение рН от 3 до 7 (см. ,:таблицу) существенно влияет на выход фен1 чгидразона 3 -рибозы. Уменьшение

038 2 выхода наблюдается при снижении рН от 4 до 3 и при увеличении от 6 до 7.

Первое связано с возрастанием скорости гидролиэа фенилгидраэона в кислотных средах (рН (4) . Понижение выхода при приближен;.и к Heéòðàëüíèì значениям рН (рН ) 6) обусловлено снижением скорости реакции и образованием продуктов окисления фенилгидразина.

Таким образом, оптимальное значение рН среды реакции, обеспечивающее максимальный выход целевого продукта (75-85 ) лежит в интервале рН 4-6.

Варьирование отношения концентраций фенилгидразина и Э -рибозы, С /C, ф р (см. таблицу) также оказывает существенное влияние на выход фенилгидраэона Tl -рибозы. При этом снижение выхода с 78 до 53 наблюдается при уменьшении С /С от 0,9 до 0,8, что объясняется недостатком. исходного вещества (фенилгидразина),необходимого для прохождения реакции. Увеличение С /С от 1, 1 до 1, 2 практически не влияет на величину определяемого выхода фенилгидразона, однако при Сф/Ср=

1,2 фенилгидразон содержит значительную (до 10%) примесь фенилоэазона

3)-рибозы, что делает невозможным дальнейшее использование этого продукта для выделения иэ него чистой D --рибозы.

Таким образом, оптимальное значение реакции, обеспечивающее максимальный выход химически чистого целевого продукта (75-85 ), лежит в интервале

Сф/С = 0,9-1,1.

Изменение длительности процесса, Т (см. таблицу) в меньшей степени .влияет на выход целевого продукта. Однако уменьшение от 1,5 до 1 ч нецелесообразно, так как сопровождается снижением выхода фенилгидразона с

77 до 65 . Увеличение времени реакции с 3,0 до 3,5 ч и более на первый взгляд практически не приводит к снижению определяемого вьйода фенилгидразона. Однако в последнем случае фенилгидразон оказывается загрязненным продуктом окисления фенилгидразина, Это снижает его качество настолько, что не .позволяет в дальнейшем использовать его для получения химически чистой 3 -рибозы. Таким образом, оптимальное время реакции, обеспечивающее максимальный выход химически чистого целевого продукта, лежит в интервале 1,5-3,0 ч. рВ С /С ч

Выход, %

Влияние рН

3 0,98

32

0,98

75

0,98

6 0,98

79

7 0,98

37

Влияние соотношения су с

5 0,8

53

5 0,9

78

5 0,98

5 1,1

71

5 1,2

73

Влияние времени реакции

0,98

65

5 0,98

1,5

5 0,98

2,25

3 1

Температура t, реакции получения фенилгидразона Р -рибозы (см. таблицу) также влияет на выход и качество продукта. Снижение температуры с 20 до 15 С приводит к уменьшению выхода с 83,7 до 82%.

Повышение температуры реакции с

25 до 30 С также ведет к снижению вью хода продукта с 85 до 79%, так как образующийся при этом фенилгидразон ) -рибозы оказывается загрязненным продуктами окисления фенилгидразина и фенилозазоном 3 -рибозы и не может быть использован в дальнейшем для получения из него химически чистой

116038 . 4

3 -рибозы. Таким образом, оптимальное значение реакции, обеспечивающее максимальный выход химически чисто о целевого продукта (7,5-85%), лежит в о

5 интервале 20-25 С (комнатная температура).

Разложение фенилгидразона Q --рибозы известными приемами позволяет с выходом 85-93% получить кристаллическую 9 -рибоэу. Общий выход 3 -рибоэы по оаэработанному двухстадийному способу составляет, таким образом, 6075% в расчете на 3 -рибозу, содержащуюся в исходном 10%-ном водном растворе.

1116038

Продолжение таблицы

3,0

5 0,98

3,5

84,7

Влияние температуры реакции

0,98

0,98

83,7

0,98

0,98

0.,98

П р и и е р 1. Получение фенилгидразонаЗ -рибозы.

К 2,5 л водного раствора 3 -рибозы (содержащего 92,5 г/л 3 -рибозы, 20,4 г/л рибита, 21,6 г/л З -рибоно -лактона, 4,4 г/л 3 -арабинозы, 1

110 г/л,NaCI имеющего рН 3) при переЭ мешивании добавляют, порциями Иа СО. до рН 4-6, перемешивают 0,5 ч проЗО веряют рН и при необходимости добавляют дополнительное количество соды, а затем приливают 137 мл (150 г, I,385 моль) фенилгидразина (соотношение фенилгидразин/З-рибоза=0,9), перемешивают при комнатной температуре 1,5"3 ч, затем реакционную массу охлаждают до 0 С, выдерживают 0,5 ч и фильтруют, осадок прмывают на филь-г . тре последовательно 200 мл охлажден- "б ной воды (5 C), 200 мл холодного спирта (5 С) и 500 мл эфира, сушат на воздухе. Т.пл. 122-123 С.

Пример 2. К 2,5л водного раствора, содержащего 23 1 г (1,54 моль „

-3-рибозы при перемешивании добавляют ,200 г (1,385 моль) гидрохлорида или

:240 г (1,385 моль) сульфата фенилгидразина, перемешивают до полного M растворения и порциями добавляют соду до рН 4-6. Перемешивают при комнатной температуре 3 ч, охлаждают до 0 С.. .Выпавший осадок отфильтровывают и про. мывают на фильтре охлажденной водой, 55 спиртом и эфиром, сушат на воздухе.

Выход фенилгидраэона Р-рибозы 310 г (85X) . Т.пл. 122-123 С.

Пример 3. Получение химически чистой Р -рибозы.

К раствору 29 r {(00,0834 моль) фенилгидразона l3-рибозы в 100 мл Н О и 30 мл спирта при перемешивании, поддерживают температуру 45"С, добавляют раствор 20 мл (21 r, 0,198 моль) бензальдегида в 38 мл спирта, выдерживают при этой температуре 4 ч, охлаж0 дают до 0 С и отфильтровывают осадок бензальфенилгидразона. Фильтрат экстрагируют 2 раза равными объемами эфира или бензола, осветляют активированным углем и упаривают в вакууме при температуре не выше 45 С. К прозрачному, слегка желтоватому сиропу добавляют 100 мл диоксана, охлаждают до 10 С и вносят затравку кристаллической 2 -рибозы (0,05 г). В течение

48 ч сироп превращается в монолитную белую массу, ее измельчают, огфильтровывают, промывают на фильтре

20 мл диоксана. Сушат в вакууме. Выход 12 г (91Ж) Т.пл. 94-95 С,()g=

= 21,3 в воде.

Получаемая предлагаемым способом

3-рибоза содержит не менее 98Х основного вещества. Об этом свидетельствуют данные элементного анализа (вычислено,7: С 40,0 Н 6,7, найдено,X:

С 40,0 Н 6,7; точность анализа + 0,3g) н данные тонкослойной хроматографии на пластинках Si3ufo2 UV-254 в двух системах (й-бутанол-вода-уксусная кислота 4:1:1 н -пропанол-0,2 н. рас твор аммиака; точность + 5X). Образцы

Составитель Г. Пальмбах

Техред О.Heqe

Редактор Т. Веселова

Корректор И. Эрдейи,Заказ 6859/19 Тираж 380 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1116038 8 полученной 1-рибозы не дают де- тирует максимальный выход и высокую прессии температуры плавления с ана- химическую чистоту фенилгидразона литически чистойР -рибозой фирмы 9-рибозы, что в свою очередь обеспе"SCHUCHARDT" ФРГ. Чистота получае- чивает максимальный выход кристаллимого продукта соответствует 98, ИО, 5Х, 5 ческой химически чистой и -рибозы, Таким образом, соблюдение оптималь- получаемой при разложении фенилгидраных значений параметров реакции гаран- зона известными приемами.