(57)【要約】本発明は、着色の少ないアスコルビン酸の合成を提供する。本発明は、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体からのアスコルビン酸の合成にパラジウム触媒を使用する。パラジウム触媒は、炭素又は硫酸バリウム（これらに限定されない）のような不活性担体を含むことができる。他のパラジウム触媒とは異なり、本発明の触媒は、アスコルビン酸合成に適した水性条件下で活性である。また、固体パラジウム触媒の存在下において２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体をアスコルビン酸に転化するシステム及び本発明の方法によって製造される、着色の少ないアスコルビン酸を記載する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラジウムの存在下で合成を行うことを含んでなる、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体から合成されるアスコルビン酸の色の量を減少させる方法。
【請求項２】
パラジウムが着色副生成物の生成を少なくとも一部分減少させる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アスコルビン酸が２−ケト−Ｌ−グロン酸又は２−ケト−Ｌ−グロン酸誘導体から合成されるＬ−アスコルビン酸を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記２−ケト−グロン酸誘導体が２−ケト−グロン酸エステルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記２−ケト−グロン酸が２−ケト−Ｌ−グロン酸を製造する発酵プロセスからの水溶液を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記２−ケト−グロン酸が２−ケト−Ｌ−グロン酸のビスアセトニド又は２−ケト−Ｌ−グロン酸のエステルの加水分解に由来する２−ケト−Ｌ−グロン酸の水溶液を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
極性溶媒中で前記合成を実施する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
水中で前記合成を実施する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
アルコール中で前記合成を実施する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
２−ケト−グロン酸誘導体として使用する２−ケト−Ｌ−グロン酸エステルのアルコキシ部分に対応するアルコール中で前記合成を実施する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
粒状支持体上に前記パラジウムを担持させる請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記支持体が炭素又は硫酸バリウムを含む請求項１1に記載の方法。
【請求項１３】
前記パラジウムが１μｍ〜５ｃｍの粒度範囲の粒子を含む請求項１1に記載の方法。
【請求項１４】
前記パラジウムが２５μｍ〜５ｃｍの粒度範囲の粒子を含む請求項１1に記載の方法。
【請求項１５】
前記パラジウムが１００μｍ〜２．５ｃｍの粒度範囲の粒子を含む請求項１1に記載の方法。
【請求項１６】
前記合成が、パラジウムの存在下において、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体を加熱することを含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
約２５℃〜約２５０℃の温度において前記加熱工程を実施する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
約７５℃〜約２００℃の温度において前記加熱工程を実施する請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記加熱工程を０．１ａｔｍ〜約１００ａｔｍの絶対圧力下で実施する請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記加熱工程を０．７ａｔｍ〜約１７ａｔｍの絶対圧力下で実施する請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
２−ケト−Ｌ−グロン酸からのアスコルビン酸の合成が１〜４０重量％の２−ケト−Ｌ−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体の水溶液を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記合成が５〜３０重量％の２−ケト−Ｌ−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体の水溶液を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記合成が８〜２５重量％の２−ケト−Ｌ−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体の水溶液を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
２−ケト−グロン酸又はその誘導体のアスコルビン酸への転化を部分転化までしか進行させない請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
未反応の２−ケト−グロン酸又はその誘導体及びアスコルビン酸生成物を含む反応後溶液を合成から取り出し；
前記反応後溶液中の未反応２−ケト−グロン酸化合物からアスコルビン酸を分離して、アスコルビン酸高含有溶液と未反応２−ケト−グロン酸化合物高含有溶液を生成せしめ；そして
未反応２−ケト−グロン酸化合物を含む溶液を再循還によって反応器に戻す
工程を更に含んでなる請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
パラジウムを、出発２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体のアスコルビン酸への転化を増加させるための第２の触媒と混合する請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
合成をプラグフロー反応器中で実施する請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
パラジウムの存在下において２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体から合成されたアスコルビン酸。
【請求項２９】
前記アスコルビン酸が、パラジウムの不存在下において２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体から合成されたアスコルビン酸に対して、着色が少ない化合物を含む請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項３０】
パラジウムが着色副生成物の生成を少なくとも一部分減少させる請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項３１】
２−ケト−Ｌ−グロン酸又は２−ケト−Ｌ−グロン酸誘導体から合成されたＬ−アスコルビン酸を更に含む請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項３２】
前記２−ケト−グロン酸が２−ケト−Ｌ−グロン酸を製造する発酵プロセスからの水溶液を含む請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項３３】
前記２−ケト−グロン酸が２−ケト−Ｌ−グロン酸のビスアセトニド又は２−ケト−Ｌ−グロン酸のエステルの加水分解によって得られた２−ケト−Ｌ−グロン酸の水溶液を含む請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項３４】
前記２−ケト−グロン酸誘導体が２−ケト−Ｌ−グロン酸エステルを含む請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項３５】
極性溶媒中で前記合成を実施する請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項３６】
水中で前記合成を実施する請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項３７】
アルコール中で前記合成を実施する請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項３８】
２−ケト−グロン酸誘導体として使用する２−ケト−Ｌ−グロン酸エステルのアルコキシ部分に対応するアルコール中で前記合成を実施する請求項３７に記載のアスコルビン酸。
【請求項３９】
前記パラジウムを粒状支持体上に担持させる請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項４０】
前記支持体が硫酸バリウム又は炭素を含む請求項３９に記載のアスコルビン酸。
【請求項４１】
前記パラジウムが１μｍ〜５ｃｍの粒度範囲の粒子を含む請求項３９に記載のアスコルビン酸。
【請求項４２】
前記パラジウムが２５μｍ〜５ｃｍの粒度範囲の粒子を含む請求項３９に記載のアスコルビン酸。
【請求項４３】
前記パラジウムが１００μｍ〜２．５ｃｍの粒度範囲の粒子を含む請求項３９に記載のアスコルビン酸。
【請求項４４】
２−ケト−グロン酸又はその誘導体のアスコルビン酸への転化を部分転化までしか進行させない請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項４５】
アスコルビン酸生成物を未反応２−ケト−グロン酸又はその誘導体から分離する請求項４４に記載のアスコルビン酸。
【請求項４６】
プラグフロー反応器中で前記合成を実施する請求項２８に記載のアスコルビン酸。
【請求項４７】
パラジウムの存在下で合成を行う反応器を含んでなる、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体を出発原料として合成されるアスコルビン酸の着色量を減少させるシステム。
【請求項４８】
固体パラジウムを含む反応器；
反応器中に出発原料を移動させ且つ反応器から合成によるアスコルビン酸生成物を取り出すための手段を提供する、反応器中の少なくとも１つの出入口；
反応器を加熱する手段；及び
反応器中の圧力を制御する手段
を更に含んでなる請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
パラジウムが、反応における着色副生成物の生成を少なくとも一部分減少させる請求項４７に記載のシステム。
【請求項５０】
前記アスコルビン酸が２−ケト−Ｌ−グロン酸又は２−ケト−Ｌ−グロン酸誘導体から合成されたＬ−アスコルビン酸を含む請求項４７に記載のシステム。
【請求項５１】
前記２−ケト−グロン酸誘導体が２−ケト−Ｌ−グロン酸エステルを含む請求項４７に記載のシステム。
【請求項５２】
前記２−ケト−グロン酸が２−ケト−Ｌ−グロン酸を製造する発酵プロセスからの水溶液を含む請求項４７に記載のシステム。
【請求項５３】
前記２−ケト−グロン酸が２−ケト−Ｌ−グロン酸のビスアセトニド又は２−ケト−Ｌ−グロン酸のエステルの加水分解によって得られた２−ケト−Ｌ−グロン酸の水溶液を含む請求項４７に記載のシステム。
【請求項５４】
糖から２−ケト−Ｌ−グロン酸又はその誘導体を生成する発酵装置を更に含む請求項４７に記載のシステム。
【請求項５５】
アスコルビン酸合成に使用する発酵装置から単離された２−ケト−Ｌ−グロン酸を精製する手段を更に含む請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
アスコルビン酸生成物から未反応２−ケト−グロン酸出発原料を単離する手段を更に含む請求項４７に記載のシステム。
【請求項５７】
アスコルビン酸生成物から未反応２−ケト−グロン酸出発原料を単離する手段が未反応２−ケト−グロン酸出発原料の少なくとも一部を反応器に再循還させる装置を含む請求項５６に記載のシステム。
【請求項５８】
再循還手段が未反応２−ケト−グロン酸出発原料からアスコルビン酸生成物を連続的に分離して、アスコルビン酸高含有溶液及び２−ケト−グロン酸化合物高含有溶液を生成せしめ、前記２−ケト−グロン酸化合物高含有溶液を反応器に再循還させることを含む請求項５７に記載のシステム。
【請求項５９】
極性溶媒中で前記合成を実施する請求項４７に記載のシステム。
【請求項６０】
水中で前記合成を実施する請求項４７に記載のシステム。
【請求項６１】
アルコール中で前記合成を実施する請求項４７に記載のシステム。
【請求項６２】
２−ケト−グロン酸誘導体として使用する２−ケト−Ｌ−グロン酸エステルのアルコキシ部分に対応するアルコール中で前記合成を実施する請求項６１に記載のシステム。
【請求項６３】
前記反応器がプラグフロー反応器を含む請求項４８に記載のシステム。
【請求項６４】
プラグフロー反応器中の空間速度が０．０５〜５００ｈ-1である請求項６３に記載のシステム。
【請求項６５】
プラグフロー反応器中の空間速度が０．１〜１００ｈ-1である請求項６３に記載のシステム。
【請求項６６】
粒状支持体にパラジウムを担持させる請求項４７に記載のシステム。
【請求項６７】
前記支持体が炭素又は硫酸バリウムを含む請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
前記パラジウムが２５μｍ〜５ｃｍの粒度範囲の粒子を含む請求項６６に記載のシステム。
【請求項６９】
前記パラジウムが１００μｍ〜２．５ｃｍの粒度範囲の粒子を含む請求項６６に記載のシステム。
【請求項７０】
合成の少なくとも一部の間において反応器を２５〜２５０℃の温度に加熱する請求項４８に記載のシステム。
【請求項７１】
合成の少なくとも一部の間において反応器を７５〜２００℃の温度に加熱する請求項４８に記載のシステム。
【請求項７２】
合成の少なくとも一部の間において反応器を０．１ａｔｍ〜約１００ａｔｍの絶対圧力下に保持する請求項４８に記載のシステム。
【請求項７３】
合成の少なくとも一部の間において反応器を０．７ａｔｍ〜約１７ａｔｍの絶対圧力下に保持する請求項４８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００１年１０月９日に出願された米国仮特許出願第６０／３２７，８８４号に基づき優先権を請求する。この米国仮特許出願第６０／３２７，８８４号の開示を参照することによって本明細書中に取り入れる。
【０００２】
本発明は、着色の少ないＬ−アスコルビン酸を製造する方法及びシステムに関する。更に詳しくは、本発明は、パラジウム担持触媒を用いて生成された、着色の少ないアスコルビン酸に関する。
【背景技術】
【０００３】
Ｌ−アスコルビン酸（ビタミンＣ）は、グルコース又はソルボースを出発原料として化学的方法と発酵的方法との併用によって商業的に製造されている。商業的方法において形成される代表的な中間体は、２−ケト−Ｌ−グロン酸（ＫＬＧ）又はその保護型、ジアセトン−２−ケト−Ｌ−グロン酸である。２−ケト−Ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転化は、オリジナルのＲｅｉｃｈｓｔｅｉｎ法（非特許文献１）から導かれた方法で、メタノールによるエステル化とそれに続く、化学量論量の塩基を用いた環化によって実施できる。あるいは、アセトンの減少とそれに続く、連続的ラクトン化及びエノール化によって、ジアセトン−２−ケト−Ｌ−グロン酸を直接環化して、アスコルビン酸を形成することができる。ジアセトン−２−ケト−Ｌ−グロン酸の直接環化には、アセトン及び形成された他の副生成物を回収するための徹底的精製が必要である。
【０００４】
Ｒｅｉｃｈｓｔｅｉｎ法の変形は、２−ケト−Ｌ−グロン酸の生成に必要な化学処理工程の多くの排除又は単純化に焦点が当てられている。改良は、２−ケト−Ｌ−グロン酸の制御されたエステル化とそれに続く、エステル化されなかった出発原料の除去（特許文献１）及びエステル化工程とそれに続く環化との改良された統合（特許文献２）を含む。
【０００５】
酸触媒作用（例えば特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８及び特許文献９）と、それによって、エステル化とそれに続く塩基触媒環化及びＬ−アスコルビン酸生成物の再プロトン化を排除することにも努力が向けられている。更に、有機溶媒及び界面活性剤の使用のような、この方法の改良のための変形もこれまでに文献記載されている（例えば特許文献１０、特許文献１１及び特許文献１２参照）。
【０００６】
２−ケト−Ｌ−グロン酸からアスコルビン酸を製造する別の手段としては、多量の酸触媒を使用しない水性分子内環化法が挙げられる（非特許文献１及び特許文献１３）。水性環化は、酸触媒作用に関連する徹底的精製工程を必要としないが、非酸触媒分子内環化は収率が比較的低い。例えば２−ケト−Ｌ−グロン酸は二酸化炭素で飽和された水中で加熱することができるが、分別結晶後の収率は５０％である（特許文献１４）。また、２−ケト−Ｌ−グロン酸又は２−ケト−Ｌ−グロン酸誘導体は水中で１３０〜１４０℃に加熱してアスコルビン酸を生成することができるが、その収率はほぼ５０％である（特許文献１５）。
【０００７】
水中又は酸性溶液中における２−ケト−Ｌ−グロン酸のアスコルビン酸への転化に伴って起こる一般的な問題は、反応中に形成される分解生成物による着色溶液の生成である。このような分解生成物は一般的に、転化に関連して蓄積する高分子量化合物を含む。従って、転化が進むにつれて、溶液は次第に着色し、最終的には不溶性の副生成物を形成する傾向がある。一般に、アスコルビン酸の脱色方法は炭素又は他の固体担持物質を用いた着色副生成物の吸着を含む。多量の炭素又は他の固体脱色剤の使用は、Ｌ−アスコルビン酸のそれ以後の精製を著しく妨害し、最終的にはコストが法外に高くなるであろう。
【０００８】
従って、水又は酸触媒作用によってアスコルビン酸を製造する場合の着色を少なくする、改良された方法及び物質が必要とされている。また、アスコルビン酸生成物から容易に分離できる不均一触媒が必要とされている。着色を少なくするために使用する物質は、比較的安価であり、無毒性であり且つ取り扱いが容易な材料を用いるのが理想的である。また、使用する物質は反応の触媒作用に役立つのが理想的である。このような着色を少なくする触媒は、反応成分からの触媒の分離が可能な系において使用できるのが更に理想的である。また、例えば、アスコルビン酸生成物の過剰の分解を回避するために、合成を部分転化までしか進行させない場合には、このような着色の減少によって、使用されなかった出発化合物及び／又は触媒の再循還が可能になるならば理想的である。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，１２８，４８７号
【特許文献２】米国特許第５，３９１，７７０号
【特許文献３】米国特許第２，４６２，２５１号
【特許文献４】ＧＢ  １，２２２，３２２
【特許文献５】ＧＢ  ２，０３４，３１５
【特許文献６】ＤＥ  １９７３４０８６
【特許文献７】ＤＥ  ３８４３３８９
【特許文献８】国際公開第９９／０７６９１号パンフレット
【特許文献９】国際公開第００／４６２１６号パンフレット
【特許文献１０】米国特許第５，７４４，６１８号
【特許文献１１】国際公開第８７／００８３９号パンフレット
【特許文献１２】ＪＰ−Ｂ  ７３０１５９３１
【特許文献１３】ＢＰ  ４２８，８１５
【特許文献１４】米国特許第２，２６５，１２１号
【特許文献１５】米国特許第２，４９１，０６５号
【非特許文献１】Ｔ．Ｒｅｉｃｈｓｔｅｉｎ，Ａ．Ｇｒｕｓｓｎｅｒ，Ｈｅｌｖ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ  １７，ｐ．３１１−３２８，１９３４
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、不均一触媒としてパラジウム（Ｐｄ）を用いる、着色の少ないアスコルビン酸の合成を含む。パラジウム触媒は、炭素又は硫酸バリウム（これらに限定されない）のような不活性担体を含むことができる。他のパラジウム触媒とは異なり、本発明の触媒は、アスコルビン酸合成に適当な水性条件下で活性である。
【００１１】
従って、一側面において、本発明は、パラジウムの存在下において合成を実施することを含んでなる、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体からのアスコルビン酸の合成時に生成する着色量を減少させる方法を含む。一実施態様において、パラジウムは、反応における着色副生成物の生成を少なくともある程度は減少させる。
【００１２】
別の側面において、本発明は、パラジウムの存在下において２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体から合成されたアスコルビン酸を含む。
【００１３】
更に別の側面において、本発明は、パラジウムの存在下において合成を実施する反応器を含んでなる、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体を含む出発材料からのアスコルビン酸の合成時に生成する着色量を減少させるシステムを含む。
【００１４】
前記の記載は、以下の詳細な説明をより良く理解できるように、また、当業界への本発明の貢献度をより良く認識できるように、本発明の比較的重要な特徴に重点を置いている。以下に記載する、又、添付した「特許請求の範囲」の主題を構成する本発明の特徴が他にあることは言うまでもない。本発明はその適用が、以下の説明及び図面に示した具体的詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施態様も可能であり、種々の方法で実施できる。
【００１５】
前記要約から明らかなように、本発明の目的は、着色レベルが比較的低いアスコルビン酸を製造する２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体からアスコルビン酸を合成するための方法及びシステムを提供する。更に詳しくは、本発明は、不均一触媒及び色の形成を減少させる物質の両者としてのパラジウムの使用を実現する。
【００１６】
本発明は、先行技術により優れたいくつかの利点を有する。例えば、本発明のパラジウム触媒は、水性又は酸条件下におけるアスコルビン酸の効率的な合成を実現する。本発明は、着色した高分子量副生成物の形成を防ぐのに使用でき、従って、反応の効率を改良し且つ精製コストを削減できる。また、不均一触媒であるので、本発明のパラジウム触媒はアスコルビン酸生成物から容易に除去される。更に、本発明のパラジウム触媒反応は、撹拌タンク型反応器、流動床又は固定床反応器のような従来の反応器形式で使用できる。これらは、本発明を特徴づける種々の新規特徴を伴う本発明の他の目的及び利点と共に、以下の説明、添付した「特許請求の範囲」及び添付図面中に詳細に示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、着色の少ないアスコルビン酸を合成する方法及びシステムに関する。この方法は、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体からのアスコルビン酸の水性又は酸性合成にパラジウム触媒を用いる。理論によって拘束するのではないが、本発明の触媒は、濃く着色した高分子量化合物を生成するフルフラール中間体の脱カルボニル反応に働くと考えられる。パラジウム基材触媒を使用すると、アスコルビン酸生成物の脱色に必要な炭素及び他の脱色剤の量を減少させるので、反応からのアスコルビン酸の精製が著しく簡素化される。本発明は、また、着色の少ないアスコルビン酸を合成するシステムを提供する。本発明のシステムは、安価な構成要素及び試薬系を使用し、従って、本明細書に記載したように設備能力の拡大が可能である。
【００１８】
着色の少ないアスコルビン酸を生成するパラジウム触媒
従って、一側面において、本発明は、パラジウムの存在下において合成を実施することを含んでなる、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体から合成されるアスコルビン酸の着色量を少なくする方法から成る。
【００１９】
一実施態様において、パラジウムは、着色副生成物の生成を少なくとも一部は減少させる。また、一実施態様において、パラジウムは２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体からのアスコルビン酸の合成を少なくとも一部は触媒する。従って、パラジウムは、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体からのアスコルビン酸の合成の全体的効率を改良することができる。
【００２０】
好ましくは、アスコルビン酸は２−ケト−Ｌ−グロン酸又は２−ケト−Ｌ−グロン酸誘導体から合成されたＬ−アスコルビン酸を含む。一実施態様において、２−ケト−Ｌ−グロン酸は２−ケト−Ｌ−グロン酸を製造する発酵プロセスからの水溶液を含む。別の実施態様において、２−ケト−Ｌ−グロン酸は２−ケト−Ｌ−グロン酸のビスアセトニド又は２−ケト−Ｌ−グロン酸のエステルの加水分解によって得られた２−ケト−Ｌ−グロン酸の水溶液を含む。一実施態様において、２−ケト−グロン酸誘導体は２−ケト−グロン酸エステルを含む。
【００２１】
好ましくは、アスコルビン酸の合成は溶媒中で実施する。より好ましくは、溶媒は中間極性溶媒である。一実施態様において、溶媒は水を含む。あるいは、溶媒はアルコールを含むことができる。好ましくは、アルコールは２−ケト−グロン酸誘導体として使用される２−ケト−Ｌ−グロン酸エステルのアルコキシ部分を含む。
【００２２】
好ましくは、パラジウムは粒状支持体に担持させる。より好ましくは、支持体は炭素又は硫酸バリウムから成る。
【００２３】
好ましくはまた、触媒は１μｍ〜５ｃｍの範囲の粒度の粒子を含む。より好ましくは、触媒は２５μｍ〜５ｃｍの範囲の粒度の粒子を含む。より好ましくは、触媒は１００μｍ〜２．５ｃｍの範囲の粒度の粒子を含む。更に好ましくは、触媒は１５０μｍ〜１．５ｃｍの範囲の粒度の粒子を含む。
【００２４】
使用できるパラジウムの量は、少なくとも一部分は粒子の粒度によって決まり、粒子が小さいほど、反応におけるパラジウム濃度を高くすることができる。従って、担体上のパラジウムは０．１〜１０重量％、又は別の実施態様では０．１〜５重量％若しくは１〜３重量％であることができる。
【００２５】
一実施態様において、合成は２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体を加熱することを含む。加熱工程は約２５℃〜約２５０℃の温度で実施できる。より好ましくは、加熱工程は約７５℃〜約２００℃の温度において実施する。また、加熱工程は一般に、約０．１ａｔｍ〜約１００ａｔｍ（１．５〜１４６０ｐｓｉ）の絶対圧力下で、より好ましくは約０．７ａｔｍ〜約１７ａｔｍ（１０〜２５０ｐｓｉ）の絶対圧力下で実施する。
【００２６】
好ましくは、２−ケト−グロン酸からのアスコルビン酸の合成は１〜４０重量％の２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物の水溶液を含む。より好ましくは、この合成は５〜３０重量％の２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物の水溶液を含む。更に好ましくは、この合成は８〜２５重量％の２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物の水溶液を含む。
【００２７】
好ましくはまた、２−ケト−Ｌ−グロン酸基質のＬ−アスコルビン酸生成物への転化率は好ましくは約１０〜９０％である。より好ましくは、２−ケト−Ｌ−グロン酸基質のＬ−アスコルビン酸生成物への転化率は約２０〜８０％である。更に好ましくは、２−ケト−Ｌ−グロン酸基質のアスコルビン酸生成物への転化率は約４０〜７０％である。
【００２８】
一実施態様において、２−ケト−グロン酸のアスコルビン酸への転化は、アスコルビン酸生成物の過度の分解を回避するために、部分転化までしか進行させない。従って、この方法はまた、未反応２−ケト−グロン酸化合物及びアスコルビン酸を含む反応後の溶液を反応器から取り出し；反応後の溶液中の未反応２−ケト−グロン酸化合物からアスコルビン酸を分離して、アスコルビン酸高含有溶液と未反応２−ケト−グロン酸化合物高含有溶液を形成し；そして未反応２−ケト−グロン酸化合物を含む溶液を反応器に再循還させる工程を含むことができる。
【００２９】
本明細書中で使用する「アスコルビン酸高含有溶液」とは、反応後溶液に比べて、２−ケト−グロン酸に対するアスコルビン酸の比が増大したアスコルビン酸の水溶液を意味する。同様に、「２−ケト−グロン酸高含有溶液」又は「２−ケト−グロン酸化合物含有溶液」は、反応後溶液に比べて、アスコルビン酸生成物に対する２−ケト−グロン酸化合物の比が増大した２−ケト−グロン酸又はその誘導体の水溶液を意味する。本明細書中で使用する「２−ケト−グロン酸誘導体」は、２−ケト−グロン酸のエステル、ジアセトン−２−ケト−グロン酸及び環化してアスコルビン酸にできる２−ケト−グロン酸の他の誘導体を含むことができる。一般には、Ｌ異性体が好ましい。
【００３０】
一実施態様において、着色を少なくするためのパラジウム触媒は、出発２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体のアスコルビン酸への転化を増大させるための第２の触媒と混合する。
【００３１】
好ましい実施態様において、反応器はプラグフロー反応器である。好ましくは、プラグフロー反応器中の空間速度の範囲は０．０５〜５００ｈ-1である。より好ましくは、空間速度の範囲は０．１〜１００ｈ-1である。触媒がスラリーとして保持される連続撹拌タンク型反応器を使用することができ、又は細流床反応器（trickle bed reactor）のような他の反応器の設計も使用できる。
【００３２】
別の側面において、本発明は、パラジウムの存在下において２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体から合成されたアスコルビン酸を含む。アスコルビン酸は、パラジウムの不存在下において２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体から合成されたアスコルビン酸に比べて、着色が少ないのが好ましい。
【００３３】
一実施態様において、パラジウムは、反応における着色副生成物の生成を少なくとも一部は減少させる。また、一実施態様において、パラジウムは２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体からのアスコルビン酸の合成を少なくとも一部は触媒する。
【００３４】
好ましくは、アスコルビン酸は２−ケト−Ｌ−グロン酸又は２−ケト−Ｌ−グロン酸誘導体から合成されたＬ−アスコルビン酸である。従って、一実施態様においては、２−ケト−グロン酸は、２−ケト−Ｌ−グロン酸を製造する発酵プロセスからの水性流を含む。また、一実施態様においては、２−ケト−グロン酸誘導体は２−ケト−Ｌ−グロン酸エスエルを含む。更に別の実施態様においては、２−ケト−グロン酸は、２−ケト−Ｌ−グロン酸のビスアセトニドの加水分解を含む。
【００３５】
好ましくは、アスコルビン酸の合成は溶媒中で実施する。より好ましくは、溶媒は中間極性溶媒である。一実施態様において、溶媒は水を含む。あるいは、溶媒はアルコールを含むことができる。好ましくは、アルコールは２−ケト−グロン酸誘導体として使用される２−ケト−Ｌ−グロン酸エステルのアルコキシ部分を含む。
【００３６】
一実施態様において、パラジウムは粒状支持体に担持させる。好ましくは、支持体は硫酸バリウム又は炭素を含む。好ましくは、パラジウムは１μｍ〜５ｃｍ、より好ましくは２５μｍ〜５ｃｍ、より好ましくは１００μｍ〜２．５ｃｍ、更に好ましくは１５０μｍ〜１．５ｃｍの粒度範囲の粒子を含む。
【００３７】
好ましくは、２−ケト−グロン酸化合物のアスコルビン酸への転化は、アスコルビン酸生成物の過度の分解を回避するために部分転化までしか進行させない。更に好ましくは、アスコルビン酸生成物は、未反応２−ケト−グロン酸又はその誘導体から分離する。
【００３８】
一実施態様において、本発明の合成はプラグフロー反応器中で実施するが、撹拌タンク型反応器、流動床及び細流床固定床反応器のような他の型の反応器も使用できる。
【００３９】
従って、本発明は、着色の少ないアスコルビン酸の製造方法を提供する。水中又は酸性溶液の存在下における２−ケト−Ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転化に伴って起こる一般的な問題は、分解生成物から形成される着色溶液の生成である。このような分解生成物は一般的に、転化に関連して蓄積する高分子量化合物を含む。従って、転化が進むに従って、溶液は次第に着色し、最終的には不溶性の副生成物を生成する傾向がある。一般に、アスコルビン酸の脱色方法は、炭素又は他の固体担持物質を用いた着色副生成物の吸着を含む。しかし、最終的には、多量の炭素又は他の固体脱色剤の使用はコストを著しく増大させる可能性がある。例えば、アスコルビン酸生成物を脱色する物質を使用すると、多量の吸着剤の購入及び廃棄が必要なばかりか、Ｌ−アスコルビン酸から吸収剤を精製するために反応器への相当量の添加物がますます必要になる。これに対して、本発明は、色の形成を防止するパラジウム触媒を使用することを教示し、従って、試薬及びはるかに小規模の追加反応器ユニットを使用する。
【００４０】
理論に結びつけられることなく、２−ケト−Ｌ−グロン酸からのアスコルビン酸の水又は酸触媒合成において形成された色素体が、２−ケト−Ｌ−グロン酸及びアスコルビン酸のフルフラール（２−フルアルデヒド）への分解及びそれに続く重合の結果として生じる可能性がある。フルフラールの脱カルボニル化（フラン及び一酸化炭素又は二酸化炭素の形成）は文献に記載されている（Ｋ．Ｊ．Ｊｕｎｇ，ｅｔ．ａｌ．，Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ  Ｃｈｅｍｉｅ，２８３，１３５−１３８（１９８７））が、アスコルビン酸の生成において色素体を減少させるためのこの型の方法の使用は試験されていない。また、フルフラールを分解する大多数の方法は気相で機能し、従って、２−ケト−Ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への液相転化には適さない。
【００４１】
パラジウム（Ｐｄ）触媒は、液相中で高温高圧においてフルフラールを脱カルボニル化することができる。フルフラールのフランへのパラジウム触媒脱カルボニル化の一例は、フルフラールの沸点（１６２℃）において作用する硫酸バリウム担持パラジウム触媒を使用する（Ｅｓｃｈｉｎａｚｉ，Ｈ．Ｅ．，Ｂｕｌｌ．Ｓｏｃ．Ｃｈｉｍ．Ｆｒ．，９６７−９６９（１９５２））。パラジウム担持アルミナもまた、アルカリ金属（米国特許第３，００７，９４１号；Ｅ．Ｌ．Ｋｕｚ’ｍｉｃｈｅｖａ，Ｕｚｂｅｓｋｓｋｉｉ  Ｋｈｉｍｉｃｈｅｓｋｉ  Ｚｈｕｒｎａｌ，４６−４８（１９９９））又はカルシウム（米国特許第３，２５７，４１７号）によって促進する場合に特に、フルフラールのフランへの脱カルボニル化の促進に有効であることが判明している。フルフラールをフランに脱カルボニル化するための別の活性触媒は、パラジウム担持炭素のようであり（Ｌｅｊｅｍｂｌｅ，Ｐｈ．，ｅｔ  ａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，１４０３−０６（１９８３）；Ｌｅｊｅｍｂｌｅ，Ｐｈ．ｅｔ  ａｌ．，Ｂｉｏｍａｓｓ  ４，２６３−７４（１９８４））、パラジウム担持炭素に関しては炭酸カリウムの存在下で最も高い活性が見られる。炭酸カリウムを助剤とするパラジウム担持炭素触媒を用いたフルフラール脱カルボニル化に関する反応速度論は文献に記載されており（Ｊｕｎｇ，Ｋ．Ｊ．，ｅｔ  ａｌ．，Ｂｉｏｍａｓｓ，１６，６３−７６（１９８８ａ））、商業的デザインが提案されている（Ｊｕｎｇ，Ｋ．Ｊ．，ｅｔ  ａｌ．，Ｂｉｏｍａｓｓ，１６，８９−９６（１９８８ｂ））。
【００４２】
依然として、色を生成すると推定されるフルフラール中間体をアスコルビン酸から除去する触媒の設計に当たっては、先行技術は有望でもないし、予測もできない。方法の多くは、２−ケト−Ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への水性転化とは適合しない気相で実施される。更に、液相においても、パラジウム担持炭素を用いる方法は通常は、溶媒の不存在下で実施される。溶媒を含む唯一の研究は、フタル酸ジブチルのような高沸点有機溶媒の存在下において活性のあまり高くないパラジウム担持アルミナ触媒を使用するものであった（Ｊａｐａｎ  Ｋｏｋａｉ，１５３１；１５３２；１５３３，Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｂｓｔｒａｃｔｓ  ６４，１２６４４（１９６６））。
【００４３】
更に、フルフラール中間体は２−ケト−Ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への連続的転化の最終結果であると考えられるので、反応の間に増加する。希釈されていないフルフラールに関して記録された公表ターンオーバー速度は、最も活性の高い触媒（例えば、炭酸カリウムの存在下におけるパラジウム担持炭素）（Ｊｕｎｇ，Ｋ．Ｊ．，ｅｔ  ａｌ．，１９８８ａ）でさえ、２−ケト−Ｌ−グロン酸がＬ−アスコルビン酸に転化される間に、フルフラール中間体はそれらが形成される速度では分解できないことを示した。水中希釈（即ち、２−ケト−Ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への水性転化に関して用いられるような）は、事態を悪化させることが予想されるだけであろう。更に、フルフラール脱カルボニル化に最も有効な触媒は全て、塩基性促進剤を使用しており、炭酸カリウムは一見好ましいようである。２−ケト−Ｌ−グロン酸及びＬ−アスコルビン酸は酸性であるので、炭酸カリウムは出発材料とも生成物とも適合しない。
【００４４】
本発明は、パラジウム基材触媒が、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体のアスコルビン酸への転化の過程で生成する色素体を減少させるという意外な結果を記載している。好ましい基質は２−ケト−Ｌ−グロン酸であるが、２−ケト−グロン酸の他の誘導体もアスコルビン酸の、より好ましくはＬ−アスコルビン酸の製造に適当であることは当業界において知られている。２−ケト−グロン酸のこのような誘導体としては、２−ケト−Ｌ−グロン酸のエステル、例えば２−ケト−Ｌ−グロン酸メチルエステル、２−ケト−Ｌ−グロン酸エチルエステルなどが挙げられるが、これらに限定されない。別の好ましい基質は２−ケト−Ｌ−グロン酸のビスアセトニドである。
【００４５】
通常は、パラジウム触媒を用いる場合には、それらは不活性担体上に担持される。しかし、アスコルビン酸溶液の脱色に使用する場合には、担体の選択は触媒の設計の重要な構成要素である。アルミニウムのような従来の多くの担体は、反応成分２−ケト−Ｌ−グロン酸及びＬ−アスコルビン酸の分解を引き起こす。シリカ及びアルカリ土類珪酸塩を含む他の一般的な担体は、フルフラール分解に対して触媒を無効にする可能性がある。一実施態様において、担体は炭素担体を含む。別の実施態様において、担体は硫酸バリウム担体から成る。従って、好ましい触媒は、種々の炭素基材担体のいずれかに担持されたパラジウムからなる触媒の群から選ばれ、パラジウム担持硫酸バリウムはそれよりは好ましくない。
【００４６】
この方法に好ましいパラジウム担持炭素触媒は、当業者に良く知られた種々の方法のいずれか、例えば、炭素担体の存在下におけるパラジウム化合物溶液の蒸発による含浸によって生成できる。更に、望ましいパラジウム触媒は、パラジウム含量、粒度及び炭素源が様々である種々の供給源から商業的に入手できる。
【００４７】
パラジウム含量、炭素の型及び粒度のような、好ましい触媒の正確な構成は、化学的挙動によって全面的に決定されるのではなく、主に、好ましい反応器の形状によって制約される。本発明の方法には、撹拌タンク型反応器（連続式又は回分式で運転）、流動床及び固定床反応器（細流床又はプラグフロー反応器として運転）のような（これらに限定されない）いくつかの反応器の形状が使用可能であるが、好ましい反応様式はこの反応をプラグフロー反応器として実施することである。好ましいプラグフロー反応器を運転する場合には、圧力低下が最も低く且つ運転の間に目詰まりする可能性が最も少ないので、一般に大きい粒子ほど好ましい。しかし、これよりは好ましくない別の反応器形状を用いる場合には、他の粒度が好ましいかもしれない。例えば、流動床又は連続撹拌タンク型反応器においては、微細な粒子ほど反応器全体への分散が容易であるので、微細な（小さい）粒子ほど好ましいであろう。従って、任意の粒度を使用できるが、通常の範囲は１μｍ〜５ｃｍ、より好ましくは２５μｍ〜５ｃｍであり、１００μｍ〜２．５ｃｍ、特に１５０μｍ〜１．５ｃｍが好ましい。
【００４８】
担体（即ち、炭素）に担持されたパラジウムの商業的及び実験室用供給源からのパラジウム含量の通常の範囲は、０．１〜１０重量％である。パラジウムの重量％は担体１００ｇ当たりのパラジウムのｇである。最高レベルのパラジウムを含む触媒が好ましい触媒であると考えられるであろうが、高レベルのパラジウムを含む触媒は通常は粉末（即ち、極めて粒度の小さい）担体によって得られる。一般に、アスコルビン酸合成に好ましい反応器様式には、比較的粒度の大きい触媒が必要である。比較的粒度の大きい粒子へのパラジウムの担持は一般に、パラジウム含量の達成可能な範囲を制限する。例えば、プラグフロー反応器類に適当な好ましい粒度を使用すると、０．１〜５重量％のパラジウム含量が得られ、パラジウム０．５〜３重量％が典型的である。従って、好ましい触媒サイズに適合する場合には、好ましい範囲はパラジウム０．１〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％、最も好ましくは１〜３重量％であろう。
【００４９】
この方法において担体には任意の炭素源を使用できる。市販炭素担体の典型的な供給源は、木、骨、卵殻、石炭及びポリマーを含む種々の炭素含有材料に及ぶ。好ましいプラグフロー反応器操作様式に適合する場合には、炭素担体は、１μｍ〜５ｃｍ、より好ましくは２５μｍ〜５ｃｍの粒度範囲を有する炭素から選ばれるであろう。１００μｍ〜２．５ｃｍ、特に１５０μｍ〜１．５ｃｍの粒度が好ましい。これらの特性を有する市販炭素源が利用可能であり、更に、この基準を満たすパラジウム担持炭素の市販供給源もまた利用可能である。通常、この基準を満たす市販触媒は顆粒状であるか、又は結合剤の添加及び／若しくは加圧後に比較的微細な炭素粒子をペレット中に押出することによって生成されたペレットである。しかし、触媒を生成する場合には、米国特許第６，２３５，６７３号に記載されたようにして炭化ポリマー上に材料を担持させる際に製造される球状体のような他の形態も得られる。
【００５０】
この触媒は、反応器中に存在する唯一の炭素材料であってもよいし、他の触媒成分と物理的に混合してもよい。従って、一実施態様において、反応器はパラジウム触媒と、色の減少におけるパラジウム担持炭素の機能を依然として保持しながら、２−ケト−Ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転化を促進するのに使用できる第２の触媒との混合物を含む。第２の触媒は、塩化水素酸のような均一触媒又はアンバーリスト（Ａｍｂｅｒｌｙｓｔ）１５のような不均一触媒であることができる。炭素担体に担持されたパラジウムを他の成分との物理的混合物として使用する変型は全て本発明の範囲内である。
【００５１】
更に、触媒中の他の元素の存在も本発明の範囲内である。例えばパラジウム又は炭素中の不純物の存在は有害ではないようであるが、鉄又はマンガン含有無機化合物の存在は、酸素の存在及びそれによって起こる、Ｌ−アスコルビン酸生成物の酸化を回避するために特別の注意を必要とする場合がある。別の実施態様において、パラジウム触媒はアルカリ金属又はアルカリ土類元素の溶解性供給源を含む。
【００５２】
２−ケト−グロン酸の供給源は、この方法においては重要でない。グルコース（Ｓ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ，ｅｔ  ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２３０，１４４−１４９（１９８５））又はソルボース（Ｙ．Ｓａｉｔｏ，Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂｉｏｅｎｇ．，５８，３０９−３１５，１９９８）から２−ケト−Ｌ−グロン酸を製造する別の方法も引き続き開発されている。一般に、出発２−ケト−Ｌ−グロン酸は、ソルボース又はグルコースの発酵によって得られる。固形分を除去するために電気透析、イオン交換又は結晶化のような方法を用いてこの濾液の初期精製を行うのは好ましいが、本発明の実施の必須条件ではない。あるいは、２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物は、２−ケト−Ｌ−グロン酸のビスアセトニド又は２−ケト−Ｌ−グロン酸のエステルの加水分解生成物を含むことができる。２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物の供給源に関係なく、２−ケト−Ｌ−グロン酸の濃度は約１〜４０重量％、より好ましくは約５〜３０重量％、更に好ましくは８〜２５重量％である。
【００５３】
反応は通常、溶媒中で実施する。溶媒の選択は、種々の有機溶媒又は水から行われることができ、溶媒中の２−ケト−Ｌ−グロン酸及びその誘導体並びにＬ−アスコルビン酸生成物の溶解度によってのみ制限される。２−ケト−Ｌ−グロン酸及びその誘導体は無極性溶媒中への溶解性が限られるので、好ましい溶媒は少なくとも中間極性である。例えば、２−ケト−Ｌ−グロン酸からのアスコルビン酸の合成は、水性溶媒を使用することができる。一実施態様において、溶媒は水である。別の実施態様において、２−ケト−Ｌ−グロン酸のエステルを使用する場合には特に、溶媒は、２−ケト−Ｌ−グロン酸エステルのアルコキシ部分に対応するアルコールを含む。従って、一実施態様において、溶媒はメタノールである。別の実施態様において、溶媒はエタノールである。
【００５４】
本明細書中で定義する「極性」は、分子内電子が偏って分布するために、分子の対向端において正味部分負電荷及び正味部分正電荷を生じている実体を有する分子を含む。従って、極性溶媒は、水、アルコール、スルホキシド及びスルホン（例えばスルホラン）、アミド（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド）、並びにニトリルのような溶媒を含む。中間極性溶媒はケトン、エステルなどを含む。
【００５５】
運転圧力は、使用温度によって異なる。好ましくは、反応は２５〜２５０℃の範囲の温度範囲で実施する。より好ましくは、反応は７５〜２００℃において実施する。最も高温においては、水の蒸気圧は２５ａｔｍ（３７０ｐｓｉ）であるが、１００℃未満では１ａｔｍ（１４．６ｐｓｉ）未満であろう。従って、反応は非常に広範囲の圧力で実施でき、０．１〜１００ａｔｍの範囲の圧力は全て実施可能である。しかし、７５〜２００℃の好ましい温度範囲に適合する場合は、好ましい運転圧力は絶対圧力０．７〜１７ａｔｍ（１０〜２５０ｐｓｉ）の範囲であろう。
【００５６】
更に、本発明の操作には重要ではないが、反応の実施及び生成物の貯蔵は非酸化性（酸素欠乏性）雰囲気下であるのが好ましい。嫌気的貯蔵／反応条件は一般に、気体の中でも特に二酸化炭素、窒素、アルゴンを用いて、しばしばわずかに高圧で実施する。
【００５７】
Ｌ−アスコルビン酸合成のための、パラジウム触媒を用いた製造システム
本発明はまた、アスコルビン酸の着色を少なくする手段としてパラジウムを使用する反応器及び製造システムを提供する。従って、別の側面において、本発明は、パラジウムの存在下で合成を実施するための反応器を含んでなる、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体を含む出発材料から合成されたアスコルビン酸の着色量を少なくするシステムを含む。
【００５８】
一実施態様において、このシステムは、固体パラジウム触媒を含む反応器；出発原料を反応器中に移動させ且つ反応器から合成によるアスコルビン酸生成物を取り出す手段を提供する反応器中の少なくとも１つの出入り口；反応器を加熱する手段；及び反応器中の圧力を制御する手段を含んでなる。
【００５９】
一実施態様において、パラジウムは、反応における着色副生成物の生成を減少させる。また、一実施態様において、パラジウムは、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体からのアスコルビン酸の合成を少なくとも一部は触媒する。従って、パラジウムは、例えば反応又は反応器系の性能を妨げる着色中間体を除去することによって、２−ケト−グロン酸又は２−ケト−グロン酸誘導体からのアスコルビン酸の合成の全体的効率を改良することができる。
【００６０】
好ましくは、アスコルビン酸は２−ケト−Ｌ−グロン酸又は２−ケト−Ｌ−グロン酸誘導体から合成されたＬ−アスコルビン酸を含む。一実施態様において、２−ケト−グロン酸は２−ケト−Ｌ−グロン酸を製造する発酵プロセスからの水溶液を含む。別の実施態様において、２−ケト−グロン酸は２−ケト−Ｌ−グロン酸のビスアセトニド又は２−ケト−Ｌ−グロン酸のエステルの加水分解によって得られる２−ケト−Ｌ−グロン酸の水溶液を含む。一実施態様において、２−ケト−グロン酸誘導体は２−ケト−Ｌ−グロン酸エステルを含む。
【００６１】
好ましくは、このシステムは、糖から２−ケト−グロン酸又はその誘導体を生成する発酵装置を含む。より好ましくは、このシステムは更に、アスコルビン酸の合成に使用する発酵装置から単離される２−ケト−Ｌ−グロン酸を精製する手段を含んでなる。
【００６２】
一実施態様において、このシステムは、アスコルビン酸生成物から未反応の２−ケト−グロン酸出発原料を単離する手段を含む。好ましくは、アスコルビン酸生成物から未反応２−ケト−グロン酸出発原料を単離する手段は、未反応出発原料を反応器に再循還させる装置を含む。より好ましくは、再循還手段は、未反応２−ケト−グロン酸出発原料からアスコルビン酸生成物を連続的に分離して、アスコルビン酸高含有溶液と２−ケト−グロン酸化合物高含有溶液を形成し、前記２−ケト−グロン酸化合物高含有溶液を反応器に再循還させることを含んでなる。
【００６３】
好ましくは、Ｌ−アスコルビン酸の合成は溶媒中で実施する。より好ましくは、溶媒は中間極性溶媒である。一実施態様において、溶媒は水を含む。あるいは、溶媒はアルコールを含むことができる。好ましくは、アルコールは、２−ケト−グロン酸誘導体として使用される２−ケト−Ｌ−グロン酸エステルのアルコキシ部分を含む。
【００６４】
一実施態様において、反応器はプラグフロー反応器から成る。プラグフロー反応器を使用する場合には、プラグフロー反応器中の空間速度の範囲は、好ましくは０．０５〜５００ｈ-1である。より好ましくは、プラグフロー反応器中の空間速度の範囲は０．１〜１００ｈ-1である。
【００６５】
一実施態様において、パラジウムは粒状支持体に担持させる。好ましくは支持体は炭素又は硫酸バリウムから成る。一実施態様において、パラジウムは粒度が１μｍ〜５ｃｍの範囲の粒子を含む。プラグフロー反応器を用いる場合には、パラジウムは好ましくは粒度が２５μｍ〜５ｃｍ、より好ましくは１００μｍ〜２．５ｃｍ、更に好ましくは１５０μｍ〜１．５ｃｍの範囲の粒子を含む。
【００６６】
反応は一般に高温高圧で実施するが、圧力は使用温度によって異なる。従って、比較的高温においては、蒸気圧は一般に約２５ａｔｍであるが、１００℃未満では、圧力は１ａｔｍ未満である。従って、反応器は、好ましくは合成の少なくとも一部において２５〜２５０℃の範囲の温度に加熱し、より好ましくは合成の少なくとも一部において７５〜２００℃の範囲の温度に加熱する。また好ましくは反応器は合成の少なくとも一部において０．１ａｔｍ〜約１００ａｔｍの絶対圧力下に保持し、より好ましくは反応器は合成の少なくとも一部において０．７ａｔｍ〜約１７ａｔｍの絶対圧力下に保持する。
【００６７】
本発明のシステムは連続反応器様式及び回分反応器様式の両方を含む。この反応を実施する好ましい方法はプラグフロー反応器中で行われるが、他の反応器形状も有用であり、本発明の実施に使用できる。
【００６８】
プラグフロー反応器は、生成物の分解が最小になるようなキネティック・タイムフレーム内でＬ−アスコルビン酸を除去できる反応器形式を示すので、本発明の方法に特に適する。一実施態様において、反応体はパラジウム／炭素触媒が充填された反応器中を強制的に通過させる。あるいは、２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物のＬ−アスコルビン酸への転化を促進する第２の触媒を更に含ませることもできる。一般に、流れ中により早い時期に存在するＬ−アスコルビン酸及び２−ケト−Ｌ−グロン酸濃度に比較して、流れの末端におけるＬ−アスコルビン酸の濃度は増加するが、２−ケト−Ｌ−グロン酸誘導体の濃度が低下するように、反応の単一ミックス、又は「プラグ」として反応器中を進む。
【００６９】
プラグフロー反応器運転様式において、反応の重要なパラメーターは空間速度である。空間速度は、溶液の添加容積速度／反応器の容積と定義される。一般に、反応に必要な空間速度は、目的転化率及び選択率並びに反応温度の関数である。従って、空間速度は広範囲に変化し得るが、好ましい実施態様においては、経験的に求められる。好ましくは、空間速度の範囲は０．０５〜５００ｈ-1である。より好ましくは、空間速度の範囲は０．１〜１００ｈ-1である。
【００７０】
プラグフロー反応器を用いる場合には、２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物のＬ−アスコルビン酸への転化は、Ｌ−アスコルビン酸生成物の過度の分解を回避するために、部分転化までしか進行させないのが好ましい。好ましくは、また本発明の部分転化様式において、２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物及びＬ−アスコルビン酸の水溶液からの固体酸触媒の分離は、当業者に知られた簡単な方法を利用する。一実施態様において、２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物のＬ−アスコルビン酸への初期部分転化に続いて、Ｌ−アスコルビン酸を単離し、未反応の２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物を反応器に再循還させる。この分離は、未反応２−ケト−Ｌ−グロン酸を反応器に再循還させると同時に、生成物Ｌ−アスコルビン酸の分解を最小にすることによってアスコルビン酸の全収率を増大することによって、全体的反応効率を改良する。２−ケト−Ｌ−グロン酸の部分転化及び再循還工程を含む反応系の運転はアスコルビン酸の全収率を改善する。アスコルビン酸は反応条件下に長時間置かれると不安定であり（例えば、Ｐ．Ｐ．Ｒｅｇｎａ及びＢ．Ｐ．Ｃａｌｄｗｅｌｌ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，６６，ｐｐ．２４６−２５０，１９４４）、二次的な分解反応を受ける。シングルパス法におけるアスコルビン酸の収率は、このような次に起こる、反応器中におけるアスコルビン酸の反応によって制限され、挙動は典型的な逐次プロセスに従う。従って、高転化率をもたらす条件は生成物の分解を促進するので、シングルパス反応器の生産性には最適条件があり、高転化率の方向へ押し進めることは有害な場合がある。
【００７１】
従って、前記分離のいずれを用いても、未反応２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物を回収し、反応器に循環できる。再循還された２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物は、精製及び／又は濃縮してから、反応器に再循還させることができる。それに続く生成物分離ユニット、精製ユニット及び再循還ループの存在が予想されるであろう。これらは、本発明の範囲内に包含される。
【００７２】
２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物を効率よく再循還させながら、２−ケト−Ｌ−グロン酸化合物及びＬ−アスコルビン酸から成る水性転化流からＬ−アスコルビン酸を分離する方法は公知である。例えばケト−Ｌ−グロン酸からのＬ−アスコルビン酸のその後の分離及び精製のための典型的な生成物分離方法はとしては、分別結晶、電気透析膜分離、クロマトグラフ法等が挙げられる。一般に、多量の２−ケト−Ｌ−グロン酸を含むプロセス流からアスコルビン酸を直接回収するには、結晶化は、他の分離法と組み合わせるのでなければ役に立たない（例えば、米国特許第５，８１７，２３８号参照）。
【００７３】
アスコルビン酸と２−ケト−Ｌ−グロン酸とは異なるｐＫａを有するので、陰イオン交換樹脂を用いて操作する電気透析膜を用いると、２−ケト−Ｌ−グロン酸からアスコルビン酸を分離できる（ＥＰ  ０  ５５４  ０９０及び米国特許第４，７６７，８７０号及び第６，００４，４５５号）。分離後、２−ケト−Ｌ−グロン酸は転化工程に再循還させ、アスコルビン酸は回収することができる。
【００７４】
更に、種々のクロマトグラフ法が、２−ケト−Ｌ−グロン酸とアスコルビン酸とを分離可能である。例えば、米国特許第５，８１７，２３８号は、アスコルビン酸の結晶化において得られた濾液からアスコルビン酸を回収する方法を記載している。あるいは、アスコルビン酸は樹脂に吸着させてから、中性溶媒を用いて脱着することができるが、この場合には、溶離液中のアスコルビン濃度は、水性供給材料流中のアスコルビン酸濃度と少なくとも等しい（ＷＯ  ９７／１３７６１）。あるいは、擬似移動床（ＳＭＢ）クロマトグラフィーを使用することができる（例えば、２００１年１２月２１日に出願された、共有に係る特許出願第１０／０３６，９１２号及び第１０／０３７，１２６号を参照；この特許出願を本明細書中に取り入れる）。
【００７５】
本発明の反応器系の概略図を図1に示す。従って、図1に示した実施態様において、２−ケト−グロン酸基質を含む供給原料（１０）は、供給原料タンク（８０）から導管（２０）を介して反応器（３０）にポンプ（６０）輸送される。圧力は系全体にわたって、必要に応じて複数の圧力調節器（例えば、５０、１１０）及び背圧調節器（１５０）を用いて制御される。
【００７６】
場合によっては、供給原料は、反応器（３０）にポンプ輸送される前に濾過される（７０）。反応器（３０）にはパラジウム触媒が充填される。例えば、図1に図示されるように、反応器（３０）は、固体パラジウムが充填されたコイルから成ることができる。図示される実施態様はコイル・プラグフロー型方式を使用するが、本明細書中に記載する通り、本発明は、２−ケト−グロン酸基質のアスコルビン酸への水性又は酸性触媒反応に適当な条件下で２−ケト−グロン酸基質を固体パラジウムと接触させる任意の反応器形式を考える。
【００７７】
一実施態様において、反応器は、出発原料を反応器中に移動させる少なくとも１つの口（５５）を含む。図示した実施態様において、反応器（３０）はまた、反応器から合成生成物アスコルビン酸を取り出す第２の口（６５）を含む。また、アスコルビン酸の形成は一般に高温減圧下で行われるので、システムは好ましくは、反応器を加熱する手段、例えば加熱ゾーン（３５）を生じるヒーター又は再循環油浴（４０）を含む。一実施態様において、反応器の出入り口（５５，６５）は、加熱ゾーンから伸びるリードを含む。
【００７８】
反応の完了後、又はより好ましくは反応を部分完了まで進行させた後、アスコルビン酸生成物は、少なくとも１つの出口（６５）を経て反応器（３０）から出て、導管（２５）を経て生成物タンク（１３０）に移される。このシステムは反応生成物を冷却する手段（９０）及びフィルター（９５）又は生成物を精製するための他の手段を含むことができる。
【００７９】
本明細書中に記載する通り、２−ケト−グロン酸基質は糖の発酵によって生成できる。発酵系（図１中には図示せず）は反応器中に直接注ぐこともできるし、あるいは供給原料タンク（８０）のような貯蔵系中に注ぐこともできる。
【００８０】
また、本明細書中に記載する通り、Ｌ−アスコルビン酸生成物の過度の分解を回避するために、未反応の２−ケト−グロン酸出発原料再循還させながら、反応を部分完了するまで進行させることができる。例えば、アスコルビン酸生成物（１００）は、本明細書中に記載した分離法の１つによって処理して、アスコルビン酸生成物から未反応の２−ケト−グロン酸を分離すると共に、２−ケト−グロン酸を反応器（又は予備反応器貯蔵タンク）に再循還させ且つアスコルビン酸生成物を更に精製することができる。
【実施例】
【００８１】
以下の非限定的実施例を参照することによって、本発明の理解を深めることができる。
本明細書中に記載する通り、反応器性能の２つの重要な指標は、２−ケト−Ｌ−グロン酸（ＫＬＧ）の転化率及びアスコルビン酸（ＡｓＡ）への選択率である。これらは、反応器供給材料及び生成物の組成から以下の式によって簡単に計算される：
【００８２】
【数１】
2005523881.tif 000003
【００８３】
【数２】
2005523881.tif 000004
【００８４】
［式中、ｘijは、反応器供給材料中のＫＬＧ又はＡｓＡ（ｉ）又は生成物（ｊ）の組成（重量に基づく）である］。
【００８５】
例１
触媒の調製：
塩化パラジウム（０．５３２ｇ，３ミリモル）を濃アンモニア２５ｍＬと蒸留水６０ｍＬとの混合物中に溶解させた。次いで、この溶液を蒸発皿に含まれる、ＢＥＴ表面積が８００ｍ2／ｇ以上の１２×４０メッシュ（１．７０ｍｍ〜０．４２５ｍｍ）の活性炭顆粒（５０．０ｇ）に添加した。混合物を、さらさらになるまで連続撹拌しながら蒸気浴上で加熱し、次いで長さ１０６ｃｍ×外径２５ｍｍの寸法の石英管に移した。混合物が三元電気管炉の長さ６１ｃｍの加熱ゾーンのほぼ中央に位置するように、混合物を含む石英管を三元電気管炉中に入れた。窒素を１００標準立方センチメーター／分の速度で触媒床に連続的に通した。管を周囲温度から３００℃まで２時間かけて加熱し、３００℃に２時間保持し、次いで冷却して周囲温度まで戻した。このようにして調製した触媒はＰｄを１．２８％含み、密度が０．５７ｇ／ｍＬであった。
【００８６】
例２
２−ケト−Ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転化
遺伝子組み換えされたＰａｎｔｏｅａ  ｃｉｔｒｅａを用いたグルコースの発酵とそれに続く、精密濾過及び電気透析による部分精製によって、２−ケト−Ｌ−グロン酸の溶液を得た。その後の、一部分の水の除去及び結晶化によって、２−ケト−Ｌ−グロン酸の一水和物が精製結晶物質として得られる。この実験のために、得られた前述の結晶２−ケト−Ｌ−グロン酸一水和物１１０ｇを水８９０ｍＬに溶解させることによって、結晶化２−ケト−Ｌ−グロン酸の水溶液を調製した。得られた溶液は、高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）分析によれば、２−ケト−Ｌ−グロン酸１０．４１重量％及びＬ−アスコルビン酸０．０５重量％を含んでいた。この実験全体を通して、この溶液を供給原料として用いた。
【００８７】
反応器への供給系は、水性２−ケト−Ｌ−グロン酸（調製及び組成は前述の通り）の貯留タンクから構成され、これを高圧テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）管（外径（ＯＤ）０．３１８ｃｍ（１／８インチ）及び内径（ＩＤ）０．１６ｃｍ（１／１６インチ））を用いて高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）ポンプに接続した。この実験で使用するＴｅｆｌｏｎ（商標）管は特に断らない限り、全て同一寸法を有し、該当する場合には接続用のＰＦＴＥ継手を用いた。ＨＰＬＣポンプの出口を、高圧テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）チューブによって、適当なＰＦＡ異径ユニオンを用いて直列に取り付けられた圧力計を付随する圧力逃しバルブ（５０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）に設定）（いずれも３１６ステンレススチール製）に接続することによって、このアセンブリをＨＰＬＣポンプに接続した。
【００８８】
反応器は、肉厚０．１６ｃｍ（１／１６インチ）及び外径０．９５ｃｍ（３／８インチ）で長さ７４ｃｍ（２９インチ）のテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）ＰＦＡ管（反応器容積＝２１ｍＬ）から構成された。管の両端には、テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）ＰＦＡ圧力継手を装着した。次いで、反応器を以下のようにして充填した：
１）反応器の末端に小さいグラスウール栓を詰め；
２）少量の粗砂（約１ｃｍ）を加え；
３）充分な充填を確実なものとするために、連続的に軽く叩きながら上端から約１．５ｃｍ以内の高さまで、前述のようにして調製したパラジウム担持炭素触媒を加え；
４）次いで、パラジウム／炭素触媒の上部に更に少量の粗砂（約１ｃｍ）を加え；そして
５）更にグラスウール栓を詰めて、反応器のもう一方の末端を塞ぐ。
【００８９】
高圧テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）チューブ材料及び適当なテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）ＰＦＡ異径ユニオンを用いて、供給系の出口を反応器の入り口に取り付けた。反応器は温度１５０℃においてゲージ厚３．５ａｔｍ（５１ｐｓｉｇ）超おいて運転してはならない。これは、継手がこれらのパラメーターを超える反応条件に対応する規格となっていないからである。安全のため、この反応器内の温度上限は１４０℃とし且つ圧力は３．５ａｔｍ未満に保持することが推奨される。
【００９０】
反応器を循環油浴中に浸漬した。反応器の出口は、適当なＰＦＡ異径ユニオンを用いて長さ７５ｃｍの高圧テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）チューブに取り付けてある。高圧テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）管の全長を室温の水浴中に入れ、出口を、肉厚０．１６ｃｍ（１／１６インチ）の高圧テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）ＰＦＡ管及び適当なＰＦＡ異径ユニオンを用いて圧力計（３１６ステンレススチール）に接続した。次いで、圧力計を背圧調節器（３１６ステンレススチール）に接続し、これを用いて、反応器中の圧力を溶媒（水）の蒸気圧より高く保持した。適当なＰＦＡ異径ユニオンを用いて、背圧調節器の出口を、受け器（丸底フラスコ）に入る高圧テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）管に接続した。セプタムを有するガス入り口を丸底フラスコの上端に設け、セプタムに高圧テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）管を刺し、そして窒素供給源にガス入り口を取り付けることによって、窒素雰囲気を保持した。必要とされる丸底フラスコの大きさは、流量及びサンプル間の時間の長さに基づいて変化させた。一般的に、５０ｍＬ又は１００ｍＬのフラスコが適切であった。
【００９１】
反応器を含む油浴の温度を１４５℃に上昇させ、ＨＰＬＣポンプを、前述のようにして調製した２−ケト−Ｌ−グロン酸の溶液を用いて０．５０ｍＬ／分の流量で始動させた。サンプルを定期的に取り出し、下記のようにしてＨＰＬＣによって分析した。反応器は約９時間の運転で定常状態に達した。この関連において、定常状態は、安定した化学分析及び安定した色の状態を意味する。定常状態において、約１１時間にわたって１０個のサンプルを取り出した。
【００９２】
Ｉｎｅｒｔｓｉｌ  ＯＤＳ２  Ｋｅｙｓｔｏｎｅ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐａｒｔ  ＃  １５５−１８１，１５０×４．６，５ｕｍ（ＤｒａＣｈｒｏｍ  Ｃａｔ＃１５５−１８１，ＤｒａＣｈｒｏｍ  Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ，ＮＣ）カラム及びＡｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ  ７８３ａ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ（検出波長；２０５ｎｍ）を用いて、高圧液体クロマトグラフィーによってサンプルを分析した。移動相は、燐酸二水素カリウム１０．５５ｇ、燐酸テトラブチルアンモニウム３．４ｇ及び濃燐酸２．５９ｍｌをメスフラスコ中で蒸留水によって１０００ｍＬに希釈した溶液から構成された。分析サンプルは、反応器からの液体サンプル１２５μＬをメスフラスコを用いて水で５０ｍＬに希釈することによって調製した。カラムに５μＬのサンプルを添加し、１．０ｍＬ／分の流量を用いて溶離した。定量は、再結晶２−ケト−Ｌ−グロン酸及びＬ−アスコルビン酸を水中に種々の濃度で溶解することによって調製した各種標準溶液に関するレスポンスと比較することによって行った。標準溶液は毎日新たに調製し、測定した。
【００９３】
反応器からの流出液の平均濃度は、２−ケト−Ｌ−グロン酸が４．３９％、Ｌ−アスコルビン酸が３．８５％であった。これは、２−ケト−Ｌ−グロン酸の転化率５８％、Ｌ−アスコルビン酸への選択率７１％に相当する。流出液の可視スペクトルを図２に示す（黒線）。
【００９４】
例３（比較例）
パラジウム触媒を用いるのではなく、反応器にパラジウムが添加されていない１２×４０メッシュ（１．７０ｍｍ〜０．４２５ｍｍ）の活性炭顆粒を充填した以外は、例２を繰り返した。これらの顆粒は、パラジウム／炭素ミックスの生成に使用したのと同一であった（同一容器から）。
【００９５】
反応器からの流出液の平均濃度は、２−ケト−Ｌ−グロン酸が３．７５％、Ｌ−アスコルビン酸が３．８９％であった。これは、２−ケト−Ｌ−グロン酸の転化率６４％、Ｌ−アスコルビン酸への選択率６５％に相当する。可視スペクトルを定常状態において記録し、例１で得られたスペクトルと比較する（図２；白線）。
【００９６】
例４（パイロットプラントの研究）
この実験は、生産量のＬ−アスコルビン酸を生成するために本発明のシステムをスケールアップできるか否かを試験するために計画した。更に、システムを長期間（数日間及び数週間）運転する場合の触媒の安定性を調べるために実験を計画した。
【００９７】
例２に関して記載したようにして、遺伝子組み換えＰａｎｔｏｅａ  ｃｉｔｒｅａを用いたグルコースの発酵とそれに続く、精密濾過及び電気透析による部分精製を用いて、２−ケト−Ｌ−グロン酸の溶液を調製した。ＨＰＬＣ分析によって測定したところ、この方法で得られた水溶液は２−ケト−Ｌ−グロン酸及び極微量のＬ−アスコルビン酸を含んでいる。この実験に関して、２つの異なるバッチが得られ、これらを２つの異なる条件下で運転した。供給原料の分析は、実験の各段階に関して後述する。
【００９８】
反応器は、肉厚１／１６インチ（１．６ｍｍ）、外径３／８インチ（１ｃｍ）、長さ１２３インチ（３１０ｃｍ）のチタン管から構成された。このチタン管は、９インチ（２３ｃｍ）のコイル状にされ、系の残りの部分に反応器を接続する、コイルの中央から測定して約１２インチ（３０ｃｍ）の位置に配置されたリードを含んでいた。反応器は、前端（投入部）において、前記反応器を通して供給原料をポンプ輸送する高圧ポンプに接続され、後端において回収系に接続された。回収系は、直径、厚さ及び構成材料が反応器に使用したのと同一で長さが約１フィートのジャケット付き管から成る冷却部；布フィルター；背圧調節器；及び定期的に排出及びサンプリングを行う生成物回収管を含んでいた。冷却系の構成要素の相対的配置は図1に示す。パラジウム触媒を含むコイルは、加熱された循環油浴中に設置した。
【００９９】
１回目の運転において、油浴は１７０℃に加熱し、背圧調節器は、反応器への出口において約９００〜１０００ｋＰａの設定値に設定した。この設定値は、反応器の出口における圧力を水性反応溶媒（水）の沸点以上に（即ち、７９１ｋＰａ）上昇させるのに充分なように選んだ。この実験の供給原料（２−ケト−Ｌ−グロン酸１１．０４％及びＬ−アスコルビン酸０．２６％）は、１４ｍＬ／分の速度で反応器を通してポンプ輸送し、反応器を約５日間平衡させてから、サンプリングを開始した。反応器は１７０℃、流量１４ｍＬ／分で８日間運転した。
【０１００】
実験の間中、サンプルを回収し、アスコルビン酸及び２−ケト−Ｌ−グロン酸出発原料に関してＨＰＬＣによって分析した。反応器が約５日目に定常状態に達するまで１日に数回サンプリングを行った。定常状態に達してからは、サンプリングは１日に１回又は２回行った。Ｌ−アスコルビン酸への平均転化率は５５％であり、平均選択率は７８％であった。実験の間中、水による１０％希釈で４５０ｎｍにおいて測定した平均の色は、０．５２吸光度単位であった。８日間の運転において前記測定値の偏差はほとんどなかった。
【０１０１】
２回目の運転に関しては、目視によって比較的淡色の２−ケト−Ｌ−グロン酸基質を用いた。色は比較的淡色であるが、この第２の供給原料（２−ケト−Ｌ−グロン酸９．５１％及びＬ−アスコルビン酸０．１５％）は、１回目の運転に使用した供給原料と同一方法で生成した。２回目の運転に関しては、温度は１８０℃に上昇させ、ポンプ流量は１８ｍＬ／分に増加させた。反応溶媒（水）を液相に保持するために、背圧調節器はリセットして、反応器への出口における圧力を１００１ｋＰａ（この温度における水の標準沸点）より高く保持した。従って、背圧調節器は、第２のゲージの圧力を約１１００〜１２００ｋＰａに保持するように設定した。この方法は、これらの条件下で合計１８日間行った。Ｌ−アスコルビン酸への平均転化率は５９％であり、平均選択率は７０％であった。水による１０％希釈で４５０ｎｍにおいて測定した平均の色は、０．３３吸光度単位であった。この場合もやはり、運転全体を通してこれらの値の偏差はほとんどなかった。
【０１０２】
従って、この実験は、固体パラジウム触媒を含むプラグフロー反応器系の長期使用により、色のレベルの低下したＬ−アスコルビン酸生成物を生成できることを証明した。更に、連続法では、合計３１日間、高品質のＬ−アスコルビン酸が生成し、これも長期間の安定運転を証明している。
【０１０３】
前記説明に関して、本発明の部分の最適な関係（形態、機能及び運転様式の変動を含む）は当業者には容易に理解可能であるか、自明であり、本明細書中に記載したものと等価の関係は全て本発明に含まれるものとする。前記記載は、本発明の原則を単に例証するものとみなす。多くの変更及び変化を当業者ならば考えつくので、本発明は、本明細書中に示し且つ説明した構成及び操作に限定するものではなく、添付した「特許請求の範囲」の範囲内の全ての適当な変更及び等価物は本発明の概念内であると考えられる。
【０１０４】
本明細書中で使用した表現及び専門用語は説明を目的として使用するのであって、限定的な意味合いを持つと考えてはならない。当業者ならば、この開示が基準とする概念は本発明のいくつかの目的を実施するための構造、方法及びシステムを設計するための基礎として使用できることを理解できるであろう。特許請求の範囲は、本発明の精神及び範囲から逸脱しない限りにおいて、このような等価の構成を含むものとみなす。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の一実施態様に係る、２−ケト−Ｌ−グロン酸をＬ−アスコルビン酸に転化するための、パラジウム担持炭素（Ｐｄ／炭素）を用いた反応系の概略図である。  図中において、数字は以下のものを示す。１０：反応供給原料用の出発原料、２０：供給原料タンクから反応器への導管、２５：反応器から生成物タンクへの導管、３０：Ｐｄ触媒を含むコイルから成る反応器、３５：加熱ゾーン、４０：再循環油浴、５０：圧力計、５５：反応器入り口、６０：ポンプ、６５：反応器出口、７０：フィルター、８０：供給原料タンク、９０：冷却コイル、９５：フィルター、１００：アスコルビン酸生成物、１１０：圧力計、１２０：背圧調節器、１３０：生成物タンク及び１３５：アスコルビン酸生成物タンクバルブ。
【図２】本発明の一実施態様に係る、２−ケト−Ｌ−グロン酸のＬ−アスコルビン酸への転化にパラジウム担持炭素（Ｐｄ／炭素）を用いた着色の減少に関するスペクトルを示す。
【図１】
2005523881.tif 000005
【図２】
2005523881.tif 000006
【国際調査報告】
2005523881.tif 000007
2005523881.tif 000008
2005523881.tif 000009