[发明专利]2－酮－L－古洛糖酸酯的制备

说明书

本发明涉及制备2-酮-L-古洛糖酸酯的新方法。已知这些酯是合成抗坏血酸(维生素C)的重要中间体。

从许多出版物中已知2-酮-L-古洛糖酸用低级醇，特别是甲醇酯化。一种酯化是一般在酸催化剂如盐酸、硫酸或对甲苯磺酸存在下进行。酯化后，相应的低级烷基酯可进行所谓的碱重排(或内酯化)生成抗坏血酸或其盐，一般为钠盐或钾盐。

在技术文献中偶尔也发现2-酮-L-古洛糖酸在离子交换剂作为酸催化剂存在下进行酯化。但是往往没有详细的收率、转化率等，或所报导的结果如收率和结晶纯度不令人满意。另外，还没有2-酮-L-古洛糖酸进行连续酯化的方法，或还没有公开。

一般地，制备2-酮-L-古洛糖酸酯，特别是甲酯或乙酯的酯化方法，应简单易行、温和、转化率高，并且力图连续进行。

现发现了这样的酯化方法，它高度满足上述要求，并优于传统方法。根据本发明，2-酮-L-古洛糖酸用甲醇或乙醇酯化为其甲酯或乙酯的方法，包括在酸性离子交换剂存在下、在室温至约80℃的温度范围内在约0．4×10⁵帕到最高4×10⁵帕的压力下连续进行，平均保留时间为约10-约120分钟，表观速度为约0．5m／h到约7．5m／h(h=小时)。

上述本发明目的定义中，术语“酸性离子交换剂”包括典型代表为市场上可得到的Duolite^_C20，C26，C264和C265(Rohm &Haas)；Amberbite^_ 18 Wet和IRA 120(Rohm & Haas)；Amberlyst^_15(Rohm & Haas)；Lewatit^_ S100和SP112(Bayer)；Dowex离子交换剂I(Dow)的那些酸性离子交换剂。这些酸性离子交换剂中，Amberlyst^_最适合本发明目的。当然，其它酸性离子交换剂一般也可使用。

在本发明定义中，术语“表观速度”指液体反应物料流经装有催化剂的管状或柱状反应器的流速，如下所述，其取决于流过的体积和反应器管的横截面。此速度在广义上与平均有效速度相关。其数学表达如下：其中V_表观用cm／h或m／h表示。

如上所述，表观速度V_表观与所谓的平均有效速度V_有效直接相关，即符合下述等式：

V_有效=V_表观／ε其中(V_R=反应器体积；V_C=催化剂体积)。

这些术语已在A．Mersmann的著作“ThermischeVerfahrenstechnik”P．99等，Springer-Verlag Heidelberg，New York1980中进行了更详细的解释。

实际上，使2-酮-L-古洛糖酸的甲醇或乙醇溶液流过位于反应器中的离子交换剂进行酯化。酯化一般在室温到约80℃的温度范围内进行，优选约55℃到约65℃，平均保留时间为约10分钟到约120分钟。另外，无论酯化温度如何，在稍过压即约0．4×10⁵帕到最大4×10⁵帕压力下方便地进行酯化。优选酯化在约4×10⁴帕到6×10⁴帕范围内的压力下进行。总转化率稍依赖于酯化温度和2-酮-L-古洛糖酸在甲醇或乙醇中的浓度：一般温度高则所需平均保留时间短。当2-酮-L-古洛糖酸在甲醇中的浓度为约8-约15％(重量)时，酯化在约60℃下(近乎)理想地进行，保留时间小于20分钟。在此条件下，残余2-酮-L-古洛糖酸的含量一般最大为1％。

按照本发明，酯化一般在2-酮-L-古洛糖酸在甲醇或乙醇中的浓度为约2．5％到约15％(重量)下进行。当使用甲醇时，以无水2-酮-L-古洛糖酸的浓度一般为8-15％(wt／wt％)，相当于7-14wt／vol％。用于酯化的酸可为无水或水合的2-酮-L-古洛糖酸(特别是单水化物)。但优选为无水形式。已发现至少在8-12．2wt／wt％的甲醇中酸浓度下，酯化的进行不依赖于浓度：在此浓度范围内反应过程几乎恒定(对2-酮-L古洛糖酸为零级或假零级反应)。

另外，如上所述表观速度是本发明的重要特性。当它在约0．5m／h-约7．5m／h范围内时，相当于有效速度为约0．9-约14．5m／h。