Процесс Рейхштейна

Процесс Райхштейна в химии представляет собой комбинированный химико - микробный метод производства аскорбиновой кислоты из D-глюкозы , происходящий в несколько стадий. Этот процесс был разработан Нобелевской премии лауреатом Тадеушем Райхштейном и его коллегами в 1933 году во время работы в лаборатории ETH в Цюрихе . ^{[ нужна ссылка на хронологию ]}

Этапы реакции

Этапы реакции следующие:

гидрирование D глюкозы - в в D - сорбит , органическая реакция с никелем качестве катализатора при высокой температуре и высоком давлении.
Микробное окисление или ферментация сорбита до L - сорбозы ацетобактериями . ^{[ 1 ]} при pH 4-6 и 30 °C.
защита 4 гидроксильных групп сорбозы путем образования ацеталя с ацетоном и кислотой до диацетон-L-сорбозы (2,3:4,6-диизопропилиден-α-L-сорбоза)
Органическое окисление перманганатом калия (до дипрогуловой кислоты ) с последующим нагреванием водой дает 2-кето-L-гулоновую кислоту.
Последней стадией является стадия замыкания кольца или гамма -лактонизация с удалением воды. ^{[ 2 ]}
Промежуточное соединение 5 также можно получить непосредственно из соединения 3 с кислородом и платиной.

Микробиологическое окисление сорбита в сорбозу важно, поскольку оно обеспечивает правильную стереохимию .

Важность

Этот процесс был запатентован и продан компании Hoffmann-La Roche в 1934 году. ^{[ нужна ссылка на хронологию ]} Первым коммерчески продаваемым продуктом с витамином С был либо Cebion от Merck , либо Redoxon от Hoffmann-La Roche. ^{[ нужна ссылка ]}

Даже сегодня промышленные методы производства аскорбиновой кислоты могут быть основаны на процессе Райхштейна. Однако в современных методах сорбоза окисляется напрямую с помощью платинового катализатора (разработанного Куртом Хейнсом (1908–2005) в 1942 году). Этот метод позволяет избежать использования защитных групп. Побочным продуктом с особой модификацией является 5-кето-D-глюконовая кислота. ^{[ 3 ]}

О более коротком биотехнологическом синтезе аскорбиновой кислоты было объявлено в 1988 году компаниями Genencor International и Eastman Chemical . Глюкоза превращается в 2-кето-L-гулоновую кислоту в два этапа (через промежуточное соединение 2,4-дикето-L-гулоновая кислота) по сравнению с пятью этапами в традиционном процессе. ^{[ 4 ]}

Хотя многие организмы синтезируют собственный витамин С, у растений и млекопитающих этапы могут быть разными. Смирнов пришел к выводу, что «…мало что известно о многих ферментах, участвующих в биосинтезе аскорбата, или о факторах, контролирующих его поток». ^{[ 5 ]} Существует интерес к поиску альтернатив процессу Рейхштейна. Эксперименты показывают, что генетически модифицированные бактерии могут быть коммерчески пригодными. ^{[ 6 ]}

Ссылки

^ Виттко Франке и Вольфганг Вальтер: Учебник органической химии . С. Хирцель Верлаг Штутгарт; 24-е исправленное издание 2004 г., ISBN 3-7776-1221-9 ; С. 480
^ Райхштейн Т. и Грюсснер А. (1934): Продуктивный синтез L-аскорбиновой кислоты (витамина С) , Helv. Acta 17 , стр. 311–328.
^ Брённиманн, К. и др. (1994): Прямое окисление L-сорбозы до 2-кето-L-гулоновой кислоты молекулярным кислородом на катализаторах на основе платины и палладия . В: Дж. Катал. 150 (1), С. 199–211; два : 10.1006/jcat.1994.1336
^ Гарольд А. Виткофф, Брайан Г. Рубен, Джеффри С. Плоткин (2012). Промышленные органические химикаты . Джон Уайли и сыновья, стр. 370
^ Смирнов, Николай. Биосинтез L-аскорбиновой кислоты . В: Витамины и гормоны 2001; 61 :241-66. два : 10.1016/s0083-6729(01)61008-2 ПМИД 11153268 .
^ Хэнкок, Роберт Д. и Виола, Роберто. (2002): Биотехнологические подходы к производству L-аскорбиновой кислоты . В: Тенденции в биотехнологии 20 (7); С. 299–305; ПМИД 12062975 ; два : 10.1016/S0167-7799(02)01991-1

Литература

Буран, Ж. (1990): Микробные процессы биосинтеза аскорбиновой кислоты: обзор . В: Ферментная микробная технология. 12 (5); 322–9; ПМИД 1366548 ; два : 10.1016/0141-0229(90)90159-Н
Бремус, К. и др. (2006): Использование микроорганизмов в производстве L-аскорбиновой кислоты . В: J Биотехнологии. 124 (1); 196–205; ПМИД 16516325 ; doi : 10.1016/j.jbiotec.2006.01.010

Внешние ссылки

[1] Виттко Франке и Вольфганг Вальтер: Учебник органической химии . С. Хирцель Верлаг Штутгарт; 24-е исправленное издание 2004 г., ISBN 3-7776-1221-9 ; С. 480

[2] Райхштейн Т. и Грюсснер А. (1934): Продуктивный синтез L-аскорбиновой кислоты (витамина С) , Helv. Acta 17 , стр. 311–328.

[3] Брённиманн, К. и др. (1994): Прямое окисление L-сорбозы до 2-кето-L-гулоновой кислоты молекулярным кислородом на катализаторах на основе платины и палладия . В: Дж. Катал. 150 (1), С. 199–211; два : 10.1006/jcat.1994.1336

[4] Гарольд А. Виткофф, Брайан Г. Рубен, Джеффри С. Плоткин (2012). Промышленные органические химикаты . Джон Уайли и сыновья, стр. 370

[5] Смирнов, Николай. Биосинтез L-аскорбиновой кислоты . В: Витамины и гормоны 2001; 61 :241-66. два : 10.1016/s0083-6729(01)61008-2 ПМИД 11153268 .

[6] Хэнкок, Роберт Д. и Виола, Роберто. (2002): Биотехнологические подходы к производству L-аскорбиновой кислоты . В: Тенденции в биотехнологии 20 (7); С. 299–305; ПМИД 12062975 ; два : 10.1016/S0167-7799(02)01991-1

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]