KR910008733B1

KR910008733B1 - L-아스코르빈산-2-인산에스테르 마그네슘염의 제조방법

Info

Publication number: KR910008733B1
Application number: KR1019880017899A
Authority: KR
Inventors: 김승정; 양창모; 허찬우; 홍종언
Original assignee: 태평양화학 주식회사; 황영규
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1991-10-19
Also published as: KR900009676A

Abstract

내용 없음.

Description

L-아스코르빈산-2-인산에스테르 마그네슘염의 제조방법

본 발명은 다음 구조식(I)의 L-아스코르빈산-2-인산에스테를 마그네슘염의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적화합물인 구조식(I)의 화합물은 아스코르빈산의 안정한 유도체중의 하나이다. L-아스코르빈산은 의약품, 식품, 사료등에 널리 사용되고 있으나 열, 빛 및 공기중의 산소에 의해 쉽게 산화되어 분해, 착색, 침전이 생성되어 그 효력을 상실하므로서 이의 응용범위가 좁은 요인이 되어왔다.

이러한 단점을 보완하기 위해 아스코르빈산의 안정한 유도체를 만드는 많은 연구가 진행되어 그 중에서 가장 안정하면서도 생체중에 존재하는 효소인 포스파타제에 의해 분해되어 아스크로빈산과 동일한 생리활성을 주는 화합물인 구조식(I)의 L-아스코르빈산-2-인산에스테르 마그네슘염이 만들어지므로서 기존의 용도는 물론 화장품 원료로서도 응용이 용이하게 되었다.

이 물질은 L-아스코르빈산을 인산화하여 얻어지는 공지의 화합물로서 그 제조 및 정제방법은 미국특허 4,179,445, 일본특개소 52-18,191, 59-51,293과 carbohydrate research 67, 127-138(1978) 및 국내특허 출원번호 87-11988등에 기술되어 있다.

그 제조방법을 살펴보면, 구조식(Ⅱ)의 아스코르빈산의 5,6위치의 히드록시기를 아세톤과 반응시켜 보호하고 낮은 온도에서 수산화칼륨 같은 알카리 수산화물 수용액으로 pH13을 유지하면서 옥시염화인을 가하여 반응시킨다음, 반응액을 양이온 교환수지를 통과시킨후 산화마그네슘으로 중화한후 여액에 알콜을 넣어 석출여과 건조하므로서 목적물인 L-아스코르빈산-2-인산에스테르 마그네슘염을 얻는 것이다. 이것을 반응식으로 표시하면 다음과 같다.

이러한 공지의 방법들을 이용 반응시킬 경우 반응중 생성되는 불순물로 인해 수용액의 색상이 갈변되는 문제가 있어 사용시 문제가 되어 왔다. 이와 같은 이유는 인산화 반응도중 아스코르빈산의 분해로 생성되는 불순물에 기인하며, 그 착색물질이 분리제거가 안되고 최종 제품에 까지 혼입되기 때문이다.

이러한 결점을 보완하기 위해 미국특허 4,179, 445에서는 사용되는 아스코르빈산의 몰수와 피리딘의 몰수를 조절하므로써 불순물의 생성을 억제하려 했으나 반응중에 분해되어 생기는 변색물질의 생성을 방지하지못했고, 일본특개소 59-51,293에서는 아스코르빈산을 옥시염화인과 반응시킨후 피리딘을 증류제거하고 난 반응액의 pH를 산성으로 하고 이를 활성탄을 충전한 컬럼을 통과시켜 생성된 불순물을 제거하는 방법을 사용하므로서 순도 높은 제품을 얻는다고 했으나 이 방법은 전개용매로서 완충액을 사용하는 경우 완충액중에 금속이온이 많이 컬럼에서 이를 제거시킬 때 이온교환수지가 대량으로 필요하게 되고, 공정이 복잡할뿐만이 아니라 원하는 물질인 구조식(Ⅳ)의 화합물이 활성탄에 흡착되어 쉽게 탈착되지 않으므로 해서 수득율이 낮아지는 비경제적인 흠점이 있었다.

이러한 단점을 보완하기 위해 국내특허출원번호 87-11,988호에서는 활성탄 칼럼 대신 활성알루미나를 사용 정제하므로서 간편한 공정으로 고순도의 원하는 물질을 보다 높은 수득율로 얻었으나 값비싼 알루미나를 사용해야 함은 물론 수득율 또한 본 발명의 방법만큼 크게 높지는 못하고 공정도 간단치 않았다.

본 발명자들은 이러한 단점을 개선하기 위해 연구하던중 구조식(Ⅲ)의 화합물로부터 구조식(Ⅳ)의 화합물을 만드는 인산화 반응중에 강력한 환원제를 첨가하므로써 구조식(Ⅲ)의 화합물이 산화 분해되는 것을 방지하는 방법을 발명하게 되었다.

이러한 환원제를 이용하여 합성할 경우 구조식(Ⅲ)의 화합물이 분해됨이 근본적으로 방지됨으로써 다음의 공정에서 따로 정세과정이 필요치 않아 공정이 간단해짐은 물론 수득율이 향상되므로 매우 경제적인 장점이 있다.

본 발명에 사용되는 환원제로는 이산화황, 황화수소 및 시스테인, 무기환원제인 소디움 히드로설피트 및 소디움 디치오네이트 등이 있으며 그 중에서 이산화황 및 황화수소가스는 가격이 저렴하고 사용시 분리, 제거가 용이하나 독성이 강해 취급시에 어려운 점이 있다. 반면, 소디움 히드로설피트 등의 무기환원제류를 사용하는 경우는 취급이 간단할뿐 아니라 처리공정에서 마그네슘설페이트로 변환되므로 생성물의 결정석출시 알코올-물계에 용해되어 쉽게 제거되므로 가장 적절하다. 또한 시스테인은 고가이나, 소량으로도 충분한 효과를 얻을 수 있으며 취급이 간편한 장점이 있다.

그러나 무기환원제인 소디움히드로설피트 등은 금속이온제거를 위한 이온교환수지탑 통과시 액성이 산성으로 될 때 황으로 유리되어 수지를 오염시키는 문제가 생기게 되므로 본 발명에서는 이를 개선키 위해 인산화 반응이 끝난후 반응용매인 물과 피리딘을 어느정도 농축하고 남은 반응액에 염산을 가해주므로서 황을 유리시켰다. 이때 노란 황과 함께 염화칼륨이 같이 침전으로 석출되는데 이들 침전을 여과해 버린 뒤, 여액을 수지에 통과시키면 유리되는 황으로 인해 수지가 오염될 염려가 없음은 물론 다량의 칼륨이온이 염화칼륨 침전으로 제거되었으므로 수지의 사용량도 적게되어, 이러한 방법으로 얻어진 제품은 색상이 좋음은 물론 수득율도 좋은 장점이 있다.

본 발명에서 사용한 환원제의 양은 구조식(Ⅲ)화합물에 대해 무게비로 0.1-20%정도를 사용하며 바람직하게는 1.0-10%가 가장 바람직한 양이다.

본 발명의 방법을 좀더 자세히 설명하면 구조식(Ⅱ)의 L-아스코르빈산을 아세톤과 반응시켜 5,6위치의 히드록시기를 보호하여 얻은 구조식(Ⅲ)화합물을 피리딘-물혼합용매에 녹이고 여기에 구조식(Ⅲ)화합물에 대해 무게비로 0.1-20%에 해당하는 환원제를 함께 넣은 후 이용액에 수산화칼륨 수용액으로 pH13을 유지하면서 옥시염화인을 가해 반응시킨 다음 반응액을 감압증류한 뒤, 남은 농축액에 염산을 가하여 pH를 1정도로 조절하면 노란색의 황과 흰 염화칼륨의 침전이 석출되는데 이 침전을 여과제거하고 남은 여액을 양이온 교환수지를 통과시킨후 MgO를 넣어 pH를 9-10으로 조정하고 여기에 활성탄을 넣어 교반해준 뒤, 여과농축하고 에탄올로 석출시켜 얻어진 침전을 여과해 고체를 얻고 이를 물에 녹여 재결정하면 목적물인 L-아스코르빈산-2-인산에스테르 마그네슘염(1)이 고수율 고순도로 얻어진다.

[실시예 1]

5,6-위치가 보호된 L-아스코르빈산 20g을 피리딘 40㎖와 물 160㎖의 혼합액에 넣고 이용액을-5-5℃정도로 냉각한후 여기에 소디움 히드로설피트 0.7g을 넣고 이온도에서 10몰 가성카리용액으로 pH를 13으로 유지하면서 옥시염화인 12㎖를 서서히 적가한다. 반응이 끝나면 감압증류 농축하여 피리딘을 제게한후 농축액을 실온으로 냉각하여 염산을 넣어 pH를 1정도로 낮추고 생성된 침전을 여과제거한다. 여액은 800㎖의 양이온 교화수지를 통과시켜 갈륨이온등의 양이온을 제거한다. 수지를 통과한 액에 산화마그네슘을 pH가 9.0이상이 되게 넣어주고, 여기에 10g의 분말 활성탄을 넣어 2시간 이상 교반하고 여과한다. 여액은 50℃정도에서 감압농축하여 300㎖정도 되도록한 뒤, 에탄올을 적가하여 침전을 석출시키고 석출된 침전을 여과한 뒤, 이를 물 250㎖에 녹이고 알콜로 재결정하여 건조하면 18.5g의 순수한 L-아스코르빈산-2-포스페이트-마그네슘이 얻어진다. 이렇게 얻어진 제품의 순도는 고분리능 액체크로마토그라피를 이용 측정한 결과 98%이상이었다. 착색정도는 황색광선으로 흡수도를 측정하여 얻었으며 그 결과는 다음과 같다.

UV data 흡광도=0.09(λ=410nm, 3%수용액)

[실시예2]

5,6-위치가 보호된 L--아스코르빈산 20g을 피라딘 40㎖와 물 160㎖의 혼합액에 넣고 이 용액을-5-5℃정도로 냉각한후 여기에 소디움 히드로설피트 1g을 넣어준 뒤, 실시예1과 같은 방법으로 실시한 결과, L-아스코르빈산-2-포스페이트-마그네슘염은 18.8g얻었으며 순도는 99%이상이었다.

[실시예3]

5,6-위치가 보호된 L-아스코르빈산20g을 피리딘 40㎖와 물160㎖의 혼합액에 넣고 -5-50℃로 냉각시킨후 이산화황 가스 약 1.5-2g정도의 양을 30분에 걸쳐 통과시킨후 10몰 가성카리 수요액으로 pH를 13정도 유지하면서 옥시염화인 12㎖을 서서히 적가한다. 이하 실시예1과 같이 실시하여 9g의 목적화합물(I)을 얻었으며 순도는 98%이상이었다.

UV data : 흡광도=0.11(λ=410nm, 3%수용액)

[실시예4]

소디움 히드로설피트 2g을 넣어 실시예1과 같이 실시하여 L-아스코르빈산-2-포스페이트 마그네슘염을 18.3g얻었으며 순도는 99%이상이었다.

UV data : 흡광도=0.02(λ=410nm, 3%수용액)

[실시예5]

5,6-위치가 보호된 L-아스코르빈산 20g을 파리딘 40㎖와 물 160㎖의 혼합액에 넣고 -5-50℃로 냉각시킨후 황화수소가스 약 1-1.5g정도의 양을 30분에 걸쳐 불어 넣어준후 실시예1과 같이 실시하여 L-아스코르빈산-2-포스페이트 마그네슘염을 18.5g 얻었으며 순도는 98%이상이었다.

UV data : 흡광도=0.07(λ=410nm, 3%수용액)

[실시예6]

시스테인 0.5g을 넣어 실시예I과 같은 방법으로 실시하여 L-아스코르빈산-2-포스페이트 마그네슘염을 19g 얻었으며 순도는 99%이상이었다.

UV data : 흡광도=0.05(λ=410nm, 3%수용액)

[비교예1]

5,6-위치가 보호된 L-아스코르빈산 20g을 피리딘 40㎖와 물 160㎖의 혼합액에 넣고 -5-5⁰C의 정도의 온도에서 10몰 가성카리 용액으로 pH를 13으로 유지하면서 옥시염화인 12㎖를 서서히 적가한다. 반응이 끝나면 반응액을 감압증류 농축해서 피리딘을 제거한 후 농축액을 실온으로 냉각하여 1200㎖의 양이 온 교환수지를 통과시켜 양이온을 제거한다. 수지를 통과되어 나온 액에 산화마그네슘을 pH가 9.0이상이 되게 넣어주고 여기에 10g의 분말활성탄을 넣어 2시간이상 교반한다. 이하 과정은 실시예1과 같이 행하여 18.7g의 L-아스코르빈산-2-포스페이트 마그네슘염을 얻었다. 이렇게 되어진 제품의 순도는 고분리농액체 크로마토그라피를 이용하여 측정한 결과 93%이상이었다. 착색정도를 측정한

UV data : 흡광도=0.57(λ=410nm, 3%수용액)

Claims

구조식(Ⅱ)의 L-아스코르빈산을 아세톤과 반응시켜 구조식(Ⅲ)의 화합물을 제조한 다음 구조식(Ⅲ)화합물을 알카리수용액으로 pH를 13으로 유지하면서 옥시염화인과 반응시켜 구조식(Ⅳ)화합물을 제조하고 이어서 구조식(Ⅳ)화합물과 산화마그네슘을 반응시켜 구조식(Ⅰ)의 L-아스코르빈산-2-인산에스테르 마그네슘염을 제조함에 있어서, 구조식(Ⅲ)화합물과 옥시염화인을 환원제 존재하에 반응시킴을 특징으로 하는 구조식(Ⅰ)의 L-아스코르빈산-2-인산에스테르 마그네슘염의 제조방법.
제1항에 있어서, 환원제는 소디움히드로설피트, 황화수소, 시스테인 또는 이산화황중에서 선택한 것인 L-아스코르빈산-2-인산에스테르 마그네슘염의 제조방법.
제1항에 있어서, 환원제의 사용양은 L-아스코르빈산량에 대하여 1.0-10중량%인 L-아스코르빈산-2-인산에스테르 마그네슘염의 제조방법.