BRPI0707033A2 - reagente de cloração e processo para cloração de açúcares, por meio do uso de cloreto de tionila - Google Patents
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Abstract
REAGENTE DE CLORAçãO E PROCESSO PARA CLORAçãO DE AçúCARES, POR MEIO DO USO DE CLORETO DE TIONILA, a preparação de um reagente de cloração ou da própria reação de cloração, para ser utilizada em uma reação, como, por exemplo, na produção do adoçante de alta intensidade, triclorogalactosacarose (TGS), a partir de sacarose parcialmente protegida, que compreende a reação de dimetilformamida (DMF) com cloreto de tionila ou outro cloreto de ácido inorgânico contendo enxofre, incluindo cloreto de sulfurila, apresenta um problema relativo à intensa liberação subprodutos gasosos, que, às vezes, também pode levar a uma violenta explosão. Este problema é resolvido pela presente invenção, por meio da adição inovadora de pó sólido inerte aos componentes da mistura de reação de cloração para a reação, ou por meio da adição de dimetilformamida (DMF) à solução de cloreto de ácido, nesta ordem. A presente invenção também se refere ao uso do reagente Vilsmeier-Haack sólido isolado, que é utilizado para a cloração em um solvente diferente de dimetilformamida (DMF), o que torna possível evitar os problemas que surgem com o uso de dimetilformamida (DMF), que incluem perda irrecuperável em condições ácidas e alcalinas, interferência na cristalização de triclorogalactosacarose (TGS) ou algo do gênero.
Description
"REAGENTE DE CLORAÇÃO E PROCESSO PARA CLORAÇÃO DEAÇÚCARES, POR MEIO DO USO DE CLORETO DE TIONILA"
Campo Técnico
Trata-se a presente invenção de um processo inovadorpara a produção de um agente de cloração, por meio do uso de cloreto de tionila,utilizado na produção do reagente Vilsmeier-Haack1 para a cloração de açúcares,para a produção de r.e^dicloro-r-S-dideoxi-beta-fructofuranosil^-cloro^-deoxi-galactopiranosídeo (TGS).
Fundamentos da InvençãoAs estratégias dos métodos da técnica anterior de
produção de 4, V, 6-triclorogalactosacarose (TGS) geralmente envolvem acloração de sacarose-6-éster, por meio do uso do reagente Vilsmeier-Haack1Vderivado de diversos agentes de cloração, como, por exemplo, oxicloreto defósforo, cloreto de oxalila, pentacloreto de fósforo, etc., e uma amida terciária,como, por exemplo, dimetilformamida (DMF) ou dimetil acetamida, para acloração da sacarose-6-éster e formação de 6-acetil-4, 1', 6'-triclorogalactosacarose. Após a dita reação de cloração, a massa de reação éneutralizada até atingir o pH entre 7,0 e 7,5, por meio do uso de hidróxidosalcalinos apropriados de cálcio, sódio, etc., para desesterificar/desacetilar a 6-acetil-4, 1', 6-triclorogalactosacarose e formar a 4, 1', 6'-triclorogalactosacarose(TGS). A triclorogalactosacarose (TGS) também é conhecida como um adoçante
de alta intensidade com zero caloria.
O reagente Vilsmeier-Haack é derivado por meio dareação de um cloreto de ácido, como, por exemplo, pentacloreto de fósforo oucloreto de tionila, com uma amida terciária, geralmente, dimetilformamida (DMF).
A preparação do reagente Vilsmeier-Haack1 por meio douso de agentes de cloração, como, por exemplo, POCI3l PCI5 e uma amidaI terciária, como, por exemplo, Ν, N - dimetilformamida (DMF)1 é bastanteconhecida. Entretanto, eles geram uma grande quantidade de fosfatos comosubprodutos, que são excessivamente difíceis de serem removidos edescartados. O fosgênio é um agente de cloração muito útil, que pode serutilizado para a preparação do reagente Vilsmeier-Haack, por meio da reação dadimetilformamida (DMF)1 sem causar o dito problema da geração de subprodutosde fosfato. Entretanto, o fosgênio é um gás extremamente tóxico e é umapreocupação de segurança ambiental. Isto permite a possibilidade de utilizarcloretos de ácido inorgânico contendo enxofre, incluindo cloreto de tionila ecloreto de sulfurila, para a geração do reagente Vilsmeier-Haack1 por meio dareação com dimetilformamida (DMF). Entretanto, são formados subprodutosgasosos na forma de óxidos de enxofre quando o cloreto de tionila ou o cloreto desulfurila reage com a dimetilformamida (DMF), e esta formação do subprodutogasoso também continua quando sacarose-6-éster é adicionada à mistura dereação. Esta evolução do gás é bastante considerável e em qualquer momentoimprevisível pode tomar a forma de uma onda súbita, o que conduz a umasituação de reação descontrolada, fazendo com que os reagentes sejam lançadospara fora do reator. Trata-se de um elemento muito perigoso, ao utilizar o cloretode tionila ou cloreto de sulfurila ou outros haletos equivalentes para a reação decloração. É necessário descobrir um modo seguro de realizar esta reação emuma escala comercial, ao utilizar cloretos de ácido inorgânicos contendo enxofre,para a produção de triclorogalactosacarose (TGS). A natureza violenta dasreações que incluem cloreto de tionila como um reagente é abordada de formamuito elaborada por Cardillo (1992) em "Reactivity of thionyl chloride schemes",Chim. Ind. (Milãol 1992, 74(12),879 Lang (ITA).
A presente invenção descreve um processo inovador,para a preparação de um novo reagente de cloração do tipo Vilsmeier-Haack, apartir do cloreto de tionila ou do cloreto de sulfurila, bem como um novo métodopara a cloração de açúcares, incluindo a cloração de sacarose-6-acetato, para aprodução de triclorogalactosacarose (TGS).
A presente invenção descreve um método aprimoradopara controlar as emissões gasosas violentas que acontecem durante umprocesso de preparação de cloro-açúcares, por meio do uso do reagenteVilsmeier-Haack gerado pela reação da dimetilformamida (DMF) com o cloreto detionila ou com o cloreto de sulfurila.
Técnica Anterior
Jenner e outros, em 1982, na Patente Norte-AmericanaNo. 4.362.869 reivindicaram o reagente Vilsmeier-Haack da fórmula geral [XCIC.dbd+NR2] Cl" (II) (sendo que X representa um átomo de hidrogênio ou umgrupo metila e R representa um grupo alquila) em um solvente inerte, que foiobtido por meio da reação do cloreto de tionila (8,5 ml), por meio da adição domesmo à dimetilformamida (DMF) (8,4 ml), que se tornou quente e a mistura foievaporada sob vácuo a uma temperatura de 50 graus, para a obtenção de umxarope. A quantidade de dióxido de enxofre liberada de tal reação em pequenaescala é muito pequena.
Conseqüentemente, não se observa a exotermicidade queconduz ao descontrole. No entanto, se esta reação for em grande escala, podelevar a um estado de reação descontrolado.
Mufti e outros, em 1983, na Patente Norte-Americana No.4.380.476, mencionaram que Ό cloreto de ácido inorgânico pode ser, porexemplo, cloreto de tionila, oxicloreto de fósforo ou cloreto de sulfurila".Entretanto, o cloreto de tionila e o cloreto de sulfurila não foram os cloretos deácido de escolha de Mufti e outros, a qual é indicada mais adiante na mesmadeclaração "... mas o cloreto de ácido de escolha é o pentacloreto de fósforo".Mufti e outros não informaram as verdadeiras etapas que possibilitam o uso decloreto de tionila ou de cloreto de sulfurila, para a formação do reagenteVilsmeier-Haack.
Rathbone e outros, na Patente Norte-Americana No.4.617.269, também descrevem a utilidade do cloreto de tionila, para a preparaçãodo reagente Vilsmeier-Haack. Eles adicionaram brometo de tionila (280 ml) àdimetilformamida (DMF) resfriada (260 ml), sob agitação vigorosa. A mistura foiagitada durante 30 minutos, a uma temperatura variando entre 70 e 80 grausCentígrados e depois por mais uma hora, e foi colocada para esfriar àtemperatura ambiente. A mistura foi filtrada e o resíduo foi lavado comdimetilformamida (DMF) (2 vezes 50 ml) e éter dietílico (100 ml) e secado em umdessecador, para a obtenção de 320 g do reagente. Aqui, a reação ainda erapequena em tamanho, portanto, o problema de evolução do dióxido de enxofrepoderia ser controlado por meio de agitação vigorosa.
O'Brian e outros, em 1988, na Patente Norte-AmericanaNo. 4.783.526, utilizaram óxido de trifenilfosfina/cloreto de tionila e sulfeto detrifenilfosfina/cloreto de tionila como um reagente de cloração, para a cloração decarboidratos e álcoois. Particularmente, 0'Brian e outros cloraram 2,3,6,3',4'-penta-O-acetilsacarose, para a obtenção de pentaacetato de 4,1,,6'-tricloro-4,1,,6'-trideoxi-galacto-sacarose, para sua futura conversão em r^-dicloro-r-e^dideoxi-beta-D-fructofuranosil-4-cloro-4-deoxi-alfa-ga!actopiranosídeo (TGS). O sulfeto detrifenilfosfina e o óxido de trifenilfosfina foram utilizados como catalisadoresrecuperáveis, para a redução das reações não desejadas e os subprodutosgasosos são removidos por meio de refluxo, durante um longo período de tempo,como, por exemplo, entre 2,5 horas e 5 horas e, às vezes, durante um tempoainda mais longo.
Homer e outros, em 1990, na Patente Norte-AmericanaNo. 4.977.254, cloraram açúcares e derivados de açúcar parcialmente protegidos,por meio da reação de grupos hidroxila desprotegidos com cloreto de tionila, paraa formação de um persulfito, em seguida, a decomposição dós grupos sulfito paraa formação de clorossulfitos, o deslocamento dos grupos clorossulfitos e ainserção de átomos de cloro em uma ou mais posições, caracterizado pelo fato dea dita formação e o dito deslocamento dos grupos clorossulfitos e a dita inserçãode átomos de cloro serem efetuados por meio da reação com cloreto de tionila emum solvente inerte, na presença de um sal quaternário de uma determinadafórmula geral. No entanto, esta reação não é uma reação preferida, porquecomparada a uma reação com um reagente Vilsmeier-Haack, o rendimento destareação é muito inferior, além de haver mais fases de reação e o manejo e oisolamento dos intermediários do clorossulfito serem difíceis, devido à naturezahigroscópica dos mesmos.
Walkup e outros, em 1990, na Patente Norte-AmericanaNo. 4.980.463, no Exemplo 13, descreveram um método para utilizar o cloreto detionila para cloração, cuja reação compreende um agitador e um condensador derefluxo coberto com uma entrada de argônio, que sugere que o dióxido de enxofreliberado é removido pelo borbulhamento do gás de argônio, sendo que a ditaevolução do dióxido de enxofre ocorre nas etapas de reação de sacarose-6-benzoato dissolvido em dimetilformamida (DMF), resfriado a -30 grauscentígrados, que reage com cloreto de tionila adicionado por gotejamento duranteum período de 10 minutos, acompanhado pela elevação da temperatura para -17graus centígrados e, posteriormente, o aquecimento da mistura de reação duranteum período de 15 minutos, a 69 graus centígrados. Parece que, neste caso, avelocidade da liberação de dióxido de enxofre foi controlada principalmente pelaredução da temperatura da mistura de reação a uma temperatura bem abaixo dezero, durante todo o período de adição do cloreto de tionila, sendo que a própriaadição de cloreto de tionila foi feita por gotejamento, de forma gradual e duranteum período de tempo prolongado, elevando a temperatura da mistura de reação,depois disso, para 69 graus centígrados, também de forma gradual e durante umperíodo de 15 minutos e todas estas medidas também foram mantidas porborbulhamento do gás de argônio, que removeu rapidamente o gás de dióxido deenxofre da mistura de reação, sem permitir a formação de uma concentraçãocrítica que conduziria a uma explosão. Khan e outros, em 1992, na Patente Norte-Americana No.5.136.031 descreveram um processo para a cloração de sacarose ou de umderivado de sacarose, que compreende a reação da sacarose ou do derivado desacarose com cloreto de tionila e uma base de nitrogênio a uma razão deaproximadamente 1 molar equivalente de cloreto de tionila e aproximadamente 1molar equivalente de base para cada molar equivalente de hidroxila livre, em umsolvente moderadamente polar não-reativo.
A cloração de alcoóis, por meio do uso de cloreto detionila e piridina, é conhecida há muito tempo. Gerrard (1940), em J. Chem. Soc.,1939, 998; 218; e 1944, 85, explicou que, em uma primeira fase, duas moléculasde álcool ROH reagem com o cloreto de tionila, para a formação de um sulfito eduas moléculas de cloreto de hidrogênio. A piridina age como um aceptor ácido,que impede a degradação do polissulfito, que reage com as moléculas do cloretode hidrogênio para a formação do cloridrato de piridina. Em uma segunda fase, osulfito é decomposto por uma reação adicional com cloreto de tionila, parafornecer duas moléculas de um clorossulfito. Na terceira fase, os clorossulfitosreagem com o cloridrato de piridina para fornecer duas moléculas de cloreto eduas moléculas de dióxido de enxofre. Entretanto, a aplicação deste métododiretamente aos açúcares, que são compostos de poli-hidróxi, causa uma misturacomplexa de produtos. Este problema foi apontado para ser resolvido por Khan eoutros (1992) por meio de sua descoberta: a sacarose protegida na sexta posição,ou a própria sacarose, pode ser reagida com cloreto de tionila e uma base, como,por exemplo, piridina ou uma piridina alquil substituída, para apresentar um bomrendimento do produto clorado necessário, contanto que certas condições sejamobedecidas. Aqui, períodos muito longos de refluxo talvez ajudem a moderar asemissões gasosas.
Fairclough, Hough e Richardson, em CarbohydrateResearch 40 (1975), pp. 285-298, descreveram a cloração de pentacetato de4,1,,6,-triol e outros açúcares parcialmente protegidos com cloreto de sulfurila. Areação foi realizada à temperatura abaixo de zero (- 75 graus centígrados) sobagitação durante quatro horas e depois foi colocada para atingir a temperaturaambiente. É evidente que a evolução gasosa foi controlada por meio do uso detemperatura muito baixa acompanhada por agitação.
Jenner e outros, em 1982, na Patente Norte-AmericanaNo. 4.362.869 reivindicaram um processo para produção detriclorogalactosacarose (TGS), sendo que a cloração de 2,3,6,3',4-penta-O-acetil-sacarose é feita com cloreto de sulfurila a uma temperatura de reação que variaentre 20 graus e 80 graus centígrados. Este reagente de cloração é utilizado emuma mistura de uma base de amina orgânica, como, por exemplo, piridina, e umhidrocarboneto clorado, como, por exemplo, clorofórmio, dicloroetano e algo dogênero. A reação é exotérmica e a temperatura sobe para 45 a 55 grauscentígrados, ela também é submetida ao refluxo durante 4 horas e ohidrocarboneto clorado também é adicionado no término desta etapa e a soluçãoresultante é lavada sucessivamente com ácido clorídrico, água e bicarbonato desódio. A reação continua por meio da formação dos ésteres de clorossulfatoseguida pela decomposição dos mesmos para a formação dos derivados de cloro.Fairclough e outros utilizaram um pequeno excesso de cloreto de sulfurila paragarantir a cloração completa e uma baixa temperatura, como, por exemplo. -75graus centígrados, subindo, eventualmente, até a temperatura ambiente. Jenner eoutros observaram que um excesso maior de cloreto de sulfurila (por exemplo, de2 ml a 5 ml por 1 g de pentaacetato de sacarose, ao invés de aproximadamente 1ml por 1 ml de pentaacetato) e uma temperatura de reação muito mais alta (porexemplo, de 20 graus centígrados até aproximadamente 55 graus centígrados oumais) oferecem melhores rendimentos, tipicamente de aproximadamente 75%.
Entretanto, uma desvantagem deste processo é que a amina orgânica,especialmente a piridina, é propensa a ser clorada pelo cloreto de sulfurila,dificultando, portanto, a separação dos subprodutos não desejados. No exemplo8, foi descrito o uso sucessivo de cloreto de tionila, assim como também decloreto de sulfurila, juntamente com tricloroetano e dimetilformamida (DMF).Entretanto, a reação descrita envolve uma escala muito pequena, são submetidosao refluxo por várias horas, variando entre 5 e 3 horas, e a adição de reagentes éfeita de forma muito lenta e tudo isso obviamente controla a emissão gasosa sobaltas temperaturas.
Mufti e outros (1983) também reivindicaram a cloração dederivados de sacarose monoacilados com cloreto de sulfurila. Mufti e outrostambém descreveram que o reagente Vilsmeier-Haack é formado quando adimetilformamida (DMF) reage com um cloreto de ácido inorgânico, que entreuma lista de cloretos de ácido, e também é mencionado por também incluir cloretode sulfurila. Entretanto, apesar de as etapas reais da reação serem conhecidaspara outros cloretos de ácido, por meio de Mufti e outros ou por documentosanteriores, as reais etapas de reação para cloreto de sulfurila, que reage comdimetilformamida (DMF), não são descritas, seja por Mufti e outros ou porpatentes posteriores. Conseqüentemente, considerando os detalhes sobre aformação do reagente Vilsmeier-Haack a partir do cloreto de sulfurila em questão,eles são descritos pela primeira vez no presente relatório descritivo.
Mufti e outros também mencionam que o próprio cloretode sulfurila pode ser utilizado como um agente de cloração, que reage paraformar ésteres de clorossulfato de grupos hidróxi disponíveis que,subseqüentemente ou simultaneamente, se decompõem com inversão daconfiguração para fornecer o derivado de clorodeóxi correspondente. Osintermediários clorossulfatados podem ser isolados por meio do derramamento damistura de reação na solução de ácido sulfúrico gelada e da extração do ácidocom um solvente. O produto obtido pode ser desclorossulfatado por meio dotratamento com uma quantidade catalítica de um iodeto, como, por exemplo,iodeto de sódio, de preferência, resfriado. Entretanto, Mufti e outros observaramque o cloreto de sulfurila é menos seletivo que os reagentes Vilsmeier-Haack, quesão, conseqüentemente, os preferidos. Esta reação também envolveu a adiçãomuito lenta de cloreto de sulfurila durante um período de 1,5 horas, mantendo atemperatura da reação a -75 graus centígrados, apontando limitações destareação e, além disso, a piridina é um solvente nocivo que deveria ser evitado, sepossível. O período levado para a adição de cloreto de sulfurila aumenta com aescala de reação, e em escala comercial, fica muito claro que a baixa velocidadeda adição torna o processo excessivamente trabalhoso e ineficiente.
Com base no supramencionado, fica claro que com aexigência de controlar a liberação de subprodutos gasosos, sem um métodoconhecido para o dito controle sob temperaturas ambiente normais, sem métodosconhecidos por meio dos quais o tempo necessário para a adição possa serreduzido a um período razoavelmente curto, com baixa especificidade do sistemacloreto de sulfurila/piridina, para clorar os derivados de sacarose parcialmenteprotegidos, o uso de cloreto de sulfurila como um agente de cloração permaneceuimpraticável, embora a reação não produza subprodutos inconvenientes, como,por exemplo, grandes quantidades de fosfatos inorgânicos.
Sumário da Invenção
A presente invenção descreve um processo inovadorbaseado em um novo esquema de reação, no qual grandes lotes de produçãoenvolvendo uma intensa liberação de subprodutos gasosos, que ocorre devido aouso de cloreto de tionila e ou outros cloretos de ácido contendo enxofre, como,por exemplo, cloreto de sulfurila, como um reagente, é controlada por meio daadição de um pó de substâncias inertes, que são inertes aos reagentes de umareação e fisicamente estáveis sob condições de uma reação quando haletos detionila, particularmente, cloreto de tionila, e cloreto de sulfurida, são utilizados noesquema de reação, para a cloração dos compostos contendo compostosorgânicos que compreendem grupo hidróxi em geral, e sacarose parcialmenteprotegida, bem como seus derivados, em particular. Tal pó inclui, mas não ficalimitado a um adsorvente ou uma matéria inerte, ou algo do gênero. O ditoadsorvente inclui, mas não fica limitado a carbono ativado, zeólita ou algo dogênero. A dita matéria inerte pode incluir terra diatomácea, sílica, silicatos decálcio e alumínio ou algo do gênero.
Em uma modalidade da presente invenção, os adutos declorossulfito de cloreto Ν,Ν-dimetilformimínio ou clorossulfato de cloreto N1N-dimetilformimínio formados respectivamente a partir de cloreto de tionila e cloretode sulfurila são formados pela reação com dimetilformamida (DMF), na presençade um adsorvente.Em uma modalidade preferida da presente invenção, o adutode clorossulfito formado a partir de cloreto de tionila é utilizado como o próprioproduto gerado in situ, porque não se solidifica à temperatura ambiente.
O aduto correspondente de clorossulfato formado a partirde cloreto de sulfurila com dimetilformamida (DMF) solidifica facilmente àtemperatura ambiente e pode ser separado e utilizado posteriormente e,conseqüentemente, pode ser utilizado como um reagente separado ou comoformado na própria forma in situ, sem separação.
Em outra modalidade da presente invenção, a liberaçãodos subprodutos gasosos também pode ser controlada pela inversão da ordem daadição, ou seja, adicionando dimetilformamida (DMF) ao cloreto de tionila oucloreto de sulfurila, e não ao contrário. Os gases são libertados de maneiracontrolada e o reagente Vilsmeier-Haack é produzido de modo seguro. Nestamodalidade da presente invenção, a reação é espontânea e o dióxido de enxofreevoluído não é acumulado na massa de reação. Ele evolui instantaneamente e adifusão de nitrogênio ajuda a remover os gases evoluídos, sem qualquer ajuda deadsorventes. Conseqüentemente, a própria difusão de nitrogênio é o suficiente nocaso de adição inversa, para a remoção do dióxido de enxofre. Esta reaçãoespecificamente não requer adição de adsorventes e a remoção do dióxido deenxofre acontece pacificamente.
Ainda em outra modalidade da presente invenção, oregente Vilsmeier-Haack é formado completamente por meio do uso de uma oude ambas as melhorias acima, para evitar uma onda de subprodutos gasosos e oreagente formado desta maneira é separado ou utilizado in situ para cloração, deforma que nenhum subproduto gasoso evolui durante o processo de cloração.
Ainda em outra modalidade da presente invenção, aadição de reagentes, incluindo cloreto de tionila, cloreto de sulfurila e derivadosde açúcar parcialmente protegidos, a uma mistura de reação contendodimetilformamida (DMF), pode ser feita a uma velocidade muito mais rápida doque aquela que era possível nos processos da técnica anterior, sem a adição deadsorventes ou sem inverter a adição de dimetilformamida (DMF), conformedescrição acima, e a uma temperatura abaixo de zero grau centígrado.
Ainda em outra modalidade da presente invenção, aformação do regente Vilsmeier-Haack é muito eficaz e a reação atinge o seutérmino muito mais rapidamente se o cloreto de tionila ou o cloreto de sulfurila foradicionado à dimetilformamida (DMF) a uma temperatura superior a 30 grauscentígrados. A manutenção da massa de reação àquela temperatura depois daadição também está relacionada com a formação completa do reagente Vilsmeier-Haack.
Ainda em outra modalidade da presente invenção, oreagente de clorossulfito e o reagente de clorossulfato formados,respectivamente, a partir da reação com dimetilformamida (DMF) do cloreto detionila e cloreto de sulfurila, são capazes de realizar a reação da cloração emoutros solventes diferentes de dimetilformamida (DMF), como, por exemplo, emdimetil sulfóxido (DMSO), percloroetileno, piridina e algo do gênero. A vantagem éque estes solventes não participam da reação, conseqüentemente, nãoconvertem em outras formas e podem ser recuperados facilmente depois que areação é completada, possibilitando a recuperação do solvente sem qualquerperda e tornando o processo altamente eficiente e econômico. A outra vantagemé que alguns destes solventes são altamente estáveis e não sofremdecomposição com temperaturas mais altas ou pH mais alto, diferentemente dadimetilformamida (DMF). Além disso, a dimetilformamida (DMF) é conhecida porser difícil de ser recuperada e separada completamente do produto; esteproblema é eliminado automaticamente pelo fato de não haver necessidade deutilizar dimetilformamida (DMF). Além disso, ao evitar o uso de dimetilformamida(DMF), têm-se vantagens adicionais, porque, sob temperaturas elevadas durantea cloração e supressão, uma quantidade considerável de dimetilformamida (DMF)se degrada, o que é uma perda irrecuperável.
A triclorogalactosacarose (TGS) formada no processopode ser purificada e isolada por meio do uso de um ou mais de um método, queinclui, mas não fica limitado à filtração por filtro prensa, ultrafiltração, osmosereversa, filtração molecular, cromatografia em coluna, incluindo cromatografia deafinidade e hidrofóbica, extração por solvente, cristalização, precipitação em umsolvente orgânico para formar um pó amorfo ou um pó microcristalino ou umamistura de várias formas de pó ou algo do gênero.
Breve Descrição dos Desenhos
A Figura 1A mostra a fórmula estrutural do reagenteclorossulfito de cloreto N,N-dimetilformimínio.
A Figura 1B mostra a fórmula estrutural do reagenteclorossulfato de cloreto N,N-dimetilformimínio.
A Figura 1C mostra a fórmula estrutural do reagenteVilsmeier-Haack formado a partir do cloreto de tionila e cloreto de sulfurila.
Descrição Detalhada da Invenção
Um esquema novo de cloração de sacarose parcialmenteprotegida e de seus derivados é divulgado pela presente invenção.
Observou-se que, no esquema de reação da presenteinvenção, o cloreto de tionila e o cloreto de sulfurila podem ser utilizadosalternadamente, para a obtenção de um mesmo efeito ou atingir um mesmoobjetivo.
De forma semelhante, embora a presente preferência sejapara utilizar sacarose parcialmente protegida, particularmente, sacarose-6-éster,como a matéria-prima para um processo adicional de produção detriclorogalactosacarose (TGS)1 a presente invenção também é aplicável e inclui,no âmbito de suas reivindicações, qualquer processo que vislumbre o início deuma reação com um açúcar como matéria-prima, que inclua o uso de cloreto deácido contendo enxofre ou seus derivados, para cloração.
Quando o cloreto de tionila reage com uma amidaterciária, como, por exemplo, dimetilformamida (DMF), provoca-se a formação deum reagente que pode ser descrito como clorossulfito de cloreto N1N-dimetilformimínio (doravante denominado "reagente de clorossulfito", que émostrado na Figura 1A.
De forma semelhante, observou-se que quando o cloretode sulfurila reage com dimetilformamida (DMF), provoca-se a formação de umreagente essencialmente similar, que pode ser descrito como ciorossulfato decloreto Ν,Ν-dimetilformimínio (doravante denominado "reagente de ciorossulfato"ou simplesmente "ciorossulfato"), cuja estrutura é mostrada na Figura 1B. Oreagente de clorossulfito e o reagente de ciorossulfato têm propriedadessemelhantes e oferecem as mesmas estratégias para sua utilidade em umprocesso para cloração de derivados de sacarose parcialmente protegidos.
Ambos são capazes de realizar a cloração. O reagente de clorossulfito formado apartir do cloreto de tionila é estável apenas sob temperaturas baixas, não podeser isolado como um sólido à temperatura ambiente e precisa ser utilizado comoum reagente gerado in situ. Sob temperaturas mais altas, que são necessáriaspara a reação de cloração, o reagente de clorossulfito é instável e libera dióxidode enxofre. O reagente formado a partir do cloreto de sulfurila é estável àtemperatura ambiente, pode ser isolado como um sólido e pode ser utilizadocomo um reagente separado, para a cloração de derivados de açúcar. Estereagente também libera subproduto gasoso, trióxido de enxofre, quando aquecidodurante a reação de cloração, que pode ser removido do dito reagente ou damistura de reação contendo o dito reagente, através de métodos apropriados,como, por exemplo, sucção por vácuo, aquecendo à alta temperatura, etc., e,então, o subseqüente reagente Vilsmeier-Haack formado depois da liberação dossubprodutos gasosos é levado para cloração.
O reagente de clorossulfito e o reagente de ciorossulfatoformados, respectivamente, a partir da reação com dimetilformamida (DMF) docloreto de tionila e cloreto de sulfurila, são capazes de realizar a reação dacloração em outros solventes diferentes de dimetilformamida (DMF), como, porexemplo, em dimetil sulfóxido (DMSO), piridina, tetracloroetano, percloroetileno ealgo do gênero. A vantagem é que estes solventes não participam da reação,conseqüentemente, não convertem em outras formas e podem ser recuperadosfacilmente depois que a reação é completada, possibilitando a recuperação dosolvente sem qualquer perda e tornando o processo altamente eficiente eeconômico. Além disso, a dimetilformamida (DMF) é conhecida por ser difícil deser recuperada e separada completamente do produto; e este problema éeliminado automaticamente pelo fato de não haver necessidade de utilizardimetilformamida (DMF). Além disso, ao evitar o uso de dimetilformamida (DMF),têm-se vantagens adicionais, porque, sob temperaturas elevadas durante acloração e supressão, uma quantidade considerável de dimetilformamida (DMF)se degrada, o que é uma perda irrecuperável, entretanto, isso não ocorre quandoo uso de dimetilformamida (DMF) é evitado completamente. Além disso, adimetilformamida (DMF) é um solvente de alto ponto de ebulição e suarecuperação é um estrangulamento.
Além disso, a dimetilformamida (DMF) é um solvente quese degrada sob temperaturas mais altas e variações extremas de pH. A massa dereação durante a cloração é aquecida a temperaturas elevadas e o pH da massade reação é altamente ácido durante a cloração. Além disso, durante a supressãoda massa de reação, a massa também é exposta a um pH alcalino. Durante todasestas operações, a dimetilformamida (DMF) é exposta a difíceis condições edegrada até vários níveis e sua perda é definitiva. Este não será o caso quandoforem utilizados outros solventes que sejam mais estáveis e também nãoparticipem da reação.
O reagente Vilsmeier-Haack formado desta maneira, apartir de cloreto de tionila e cloreto de sulfurila, é idêntico ao reagente Vilsmeier-Haack formado a partir de outros cloretos de ácido, como, por exemplo, pentóxidode fósforo, oxicloreto de fósforo, fosgênio, etc. Seja qual for a evolução gasosaque ocorra, fica limitado à formação deste regente Vilsmeier-Haack, e uma vezque os subprodutos gasosos foram removidos da mistura de reação ou oreagente Vilsmeier-Haack foi removido e utilizado, a reação é a mesma dacloração por reagente Vilsmeier-Haack formado a partir de qualquer outro agentede cloração. Aqui também, na reação com a reação Vilsmeier-Haack isolada, adimetilformamida (DMF) pode ser evitada e outros solventes apropriados, como,por exemplo, tetracloroetano, percloroetileno, tolueno, etc., podem ser utilizadoscomo o meio de reação.
Assim sendo, se o problema de onda súbita/imprevisível eviolenta de gases durante a reação for prevenido com segurança, o uso de cloretode tionila ou cloreto de sulfurila como cloretos de ácido para a preparação doreagente Vilsmeier-Haack e cloração adicional dos derivados de sacaroseparcialmente protegidos será uma melhor escolha quando comparada a outroscloretos de ácido normalmente utilizados para a preparação do reagenteVilsmeier-Haack, como, por exemplo, fosgênio, que é altamente tóxico e perigoso,e oxicloreto de fósforo ou pentacloreto de fósforo, que geram dificuldade paramanusear os subprodutos de fosfato.
A suposta estrutura do reagente do tipo Vilsmeier-Haackformado depois da liberação de SO2, no caso do reagente de clorossulfito, ou deSO3, no caso do reagente de clorossulfato, é determinada na Figura 1C. Aliberação de dióxido de enxofre do reagente de clorossulfito ou a liberação detrióxido de enxofre do reagente de clorossulfato é altamente crítica se acontecerdurante o ciclo de aquecimento da cloração, pois é extremamente violenta e amistura de reação tende a ser lançada para fora do reator. A taxa de evolução dogás da massa de reação é muito alta e contribui para pressões mais altas e com otempo se torna um tipo de reação descontrolado.
A presente invenção apresenta um novo modo decontrolar a taxa de evolução do gás da reação, por meio da adição de umadsorvente apropriado ou partículas sólidas minúsculas do material que é inerte(doravante denominado "partículas inertes" ou "substâncias inertes") à mistura dereação ou permanece adversamente não afetado sob as condições da reação.
Acredita-se que este adsorvente ou partículas inertes aprisionem o gás assim queele é libertado do reagente de clorossulfito ou do reagente de clorossulfato, talvezpor causa da adsorção física absoluta, devido às forças atrativas físicas namatéria, que é totalmente inerte ou, no caso dos adsorventes, por causa dasforças atrativas adicionais, e evita sua súbita liberação violenta. O adsorvente ouas partículas inertes agem como uma via intermediária ou como uma interfasepara a liberação de gás do reagente de clorossulfito ou do reagente declorossulfato para si mesmo e, subseqüentemente, por dessorção para a misturade reação e depois para o depurador, controlando, conseqüentemente, a taxa deevolução do dióxido de enxofre/trióxido de enxofre. O mecanismo de ação épossível porque a adsorção e a dessorção acontecem simultaneamente eresultam no controle da taxa de evolução do gás. O pó inerte que compreende oadsorvente ou as partículas inertes pode, de preferência, ter um tamanho quevaria de 5 mícrons/mm a 350 mícrons/mm, preferivelmente de 50 mícrons/mm a100 mícrons/mm.
Um adsorvente utilizado geralmente inclui, mas não ficalimitado a carbono ativado, zeólita ou algo do gênero. As substâncias inertes, quesão inertes para os reagentes da presente invenção, também incluem, mas nãoficam limitadas a terra diatomácea, sílica, silicatos de cálcio e alumínio ou algo dogênero. O adsorvente e/ou a matéria particulada inerte adicionadadesempenha(m) somente uma função na adsorção do dióxido de enxofre/trióxidode enxofre e é/são relativamente inerte(s) para a reação de cloração.Evidentemente, a adição de adsorventes/partículas inertes atinge o propósitomesmo quando adicionados a reações que ocorrem sob temperaturas maisbaixas.
Depois da reação de cloração, a massa de reaçãojuntamente com o adsorvente é neutralizada e depois filtrada. O adsorvente podeser separado na torta de filtro e pode ser regenerado. Uma vez que a evoluçãogasosa é controlada deste modo, torna-se possível utilizar reações de cloraçãobaseada em cloreto de tionila e reações de cloração baseada em cloreto desulfurila sob temperaturas muito mais altas do que era possível com a técnicaanterior; o período de adição do reagente é comparativamente e razoavelmentemenor; não há necessidade de medidas, como, por exemplo, refluxo prolongado,agitação vigorosa e algo do gênero; a formação do reagente Vilsmeier-Haacktambém é concluída mais rapidamente, porque as reações são realizadas sobtemperaturas próximas à temperatura ambiente.
Os exemplos abaixo são descritos a título de ilustração decomo colocar em prática a presente invenção reivindicada neste relatóriodescritivo e não pretendem limitar o âmbito das técnicas utilizadas ou o âmbito oua variação das condições da reação ou das condições do processo reivindicado.Várias outras adaptações das modalidades serão facilmente previsíveis poraqueles especialistas versados nesta técnica e que também estarão incluídas noâmbito do presente relatório descritivo. A citação na forma singular também incluisua forma plural. Conseqüentemente, a citação de "um solvente" também incluimais de um solvente. Alternativas equivalentes de um reagente ou de umacondição de reação também são incluídas dentro do âmbito das reivindicações dopresente relatório descritivo. Conseqüentemente, a citação de "cloreto" tambéminclui outros haletos, como, por exemplo, um brometo, se eles puderemdesempenhar a mesma função, quando utilizados como uma substância químicaalternativa. De forma semelhante, a citação de "um éster de sacarose" inclui ummonoéster, assim como também pentaésteres e seus derivados. Em geral,qualquer modificação ou um equivalente óbvio a um especialista qualificado natécnica será incluída(o) dentro do âmbito das reivindicações do presente relatóriodescritivo.
Este reagente é formado, quando consecutivamente: (a)dimetilformamida (de 7,0 a 12 moles) é colocada em um frasco a umatemperatura entre -10 e 35 graus centígrados; (b) adsorvente ou partículas inertesou ambos são adicionados em uma quantidade que corresponda entre 5% e 15%em peso do total de cloreto de tionila; (c) cloreto de tionila (aproximadamente de3,5 a 5 moles ou mais) é adicionado lentamente ao frasco, durante umdeterminado período de tempo, à temperatura ambiente, mantendo a temperaturados reagentes, de preferência, abaixo de 30°C.
Depois, a 6-acil-sacarose é adicionada a uma temperaturainferior a 5°C, controlando a temperatura abaixo de 5°C e, então, a massa dereação é aquecida a 35°C e mantida durante 60 minutos. Em seguida, a massade reação é aquecida a 85°C e a temperatura é mantida durante 60 minutos e,depois, a temperatura é novamente elevada para 100°C e a temperatura émantida durante mais 6 horas. Em seguida, finalmente, a temperatura é elevada a115°C e mantida por um período de 1,5 horas e depois a temperatura é esfriadapara 60°C.
A massa de reação é então neutralizada por meio do usode solução de amônia a 7% em água até atingir o pH 7,0.A massa neutralizada éentão filtrada e os sólidos suspensos são separados. O adsorvente também éseparado nesta fase e aquecido a temperaturas elevadas para ativação ereutilização.
A maioria dos óxidos gasosos de enxofre liberada durantea reação é liberada da mistura de reação para o purificador e o restante forma ossais inorgânicos com amônia. A quantidade de compostos inorgânicos formadadepois da cloração durante a neutralização é muito menor do que quando sãoutilizados reagentes de cloração, como, por exemplo, pentacloreto de fósforo ouoxicloreto de fósforo.
Em outra modalidade da presente invenção, a amidaterciária, como, por exemplo, dimetilformamida (DMF), é adicionada emquantidade equimolar ao cloreto de ácido, como, por exemplo, cloreto de tionilaou cloreto de sulfurila, a uma temperatura entre 35°C e 50°C. A dimetilformamida(DMF) é adicionada lentamente e reage imediatamente com o cloreto de ácido,formando um sal reagente de ciorossulfito ou clorossulfato. Este, por sua vez, éimediatamente convertido no reagente Vilsmeier-Haack, com a liberação dedióxido de enxofre ou trióxido de enxofre, respectivamente. Aqui, o processo deliberação de gases de dióxido de enxofre ou trióxido de enxofre é controlado, poisé controlado pela adição de dimetilformamida (DMF) à massa de reação. Nestamodalidade da presente invenção, evita-se a necessidade de um adsorvente e oreagente Vilsmeier-Haack pode ser formado lentamente à dita temperatura, com aadição de dimetilformamida (DMF). Depois que o dito reagente Vilsmeier-Haack éformado, a massa de reação é resfriada a uma temperatura entre -5°C e 5°C e asolução de sacarose-6-acetato em dimetilformamida (DMF) é adicionada. Emseguida, a massa de reação é aquecida à temperatura ambiente e aquecida atemperaturas elevadas, para facilitar a cloração para a preparação datriclorogalactosacarose (TGS).
Em todas as modalidades acima da presente invenção, adifusão de nitrogênio é executada para remover os gases liberados da massa deuma maneira eficiente. A difusão de nitrogênio na reação desempenha umimportante papel na deposição dos gases da mistura de reação. A difusão denitrogênio também evita a suspensão da umidade na massa de reação. Noentanto, não controla, independentemente, a taxa de emissão de gases da massade reação.
Um adsorvente ou uma substância inerte, entretanto, temcapacidade de adsorção/afinidade física para o dióxido de enxofre ou trióxido deenxofre evoluído durante a reação de cloração e, conseqüentemente, controla ataxa de evolução destes gases.
A formação do reagente Vilsmeier-Haack à temperaturamais alta e a manutenção da temperatura a aproximadamente 25 e 35 grauscentígrados fazem parte de uma modalidade da presente invenção, que realiza areação completa de cloreto de tionila com dimetilformamida (DMF), ao contráriodas outras reações nas quais um pouco de cloreto de tionila permanece semreagir.
Pode-se mencionar que a sacarose 6-protegida, que podeser clorada por meio da presente invenção, também pode ser selecionada, alémda sacarose-6-éster, também a partir de 6-éter e um 6,4-diéster. A dita sacarose6-protegida também pode ser selecionada, além de 6 - acetato, também a partirde 6-benzoato e rafinose. O processo para a preparação detriclorogalactosacarose (TGS) também pode incluir a cloração de sacarose-6-éster, por meio do uso do reagente do tipo Vilsmeier-Haack1 através de umprocesso, para a formação de um sucralose-6-éster, esterificação edesesterificação do pentaéster, para a formação da triclorogalactosacarose(TGS).
Em comparação com outros agentes de cloração, ocloreto de tionila e o cloreto de sulfurila são mais fáceis de serem administradosem escala industrial, bem como oferecem condições para um processoeconomicamente mais viável.
Exemplo 1
Cloração por meio do uso de cloreto de tionila:
Foram colocados 460 litros de dimetilformamida (DMF)em um reator revestido de vidro (GLR) seguido pela adição de 16 kg de carvão. Amistura foi agitada e 344 kg de cloreto de tionila foram adicionados no reatoratravés do tanque dosador, durante um período de 60 minutos. Uma linha dedifusão de nitrogênio foi instalada no reator e a difusão de nitrogênio foi
continuada ao longo da reação.
A temperatura foi mantida entre 35°C e 40°C. Depois daadição de cloreto de tionila, a massa foi agitada durante 60 minutos e entãoresfriada a 0°C. Foram adicionados 80 kg de solução de sacarose-6-acetato a86% em dimetilformamida (DMF)1 durante 10 a 15 horas, à massa de reação, e a
temperatura foi controlada abaixo de 5°C.
A massa de reação foi colocada para atingir atemperatura ambiente de 30°C e então foi agitada durante 60 minutos. Emseguida, a massa de reação foi aquecida a 85°C lentamente durante um períodode 3 horas e mantida a 85°C durante 60 minutos e depois aquecida a 100°C emantida durante 6 horas. Depois, a massa de reação também foi aquecida a114°C e mantida por 1,5 horas e resfriada a 60°C.
A massa de reação foi então neutralizada com solução deamônia a 7% até atingir o pH 7,0. A massa neutralizada foi analisada em relaçãoà TGS-6-acetil e foi constatado um teor de 65% de sacarose.
A massa neutralizada foi então filtrada em um filtroprensa, para a remoção dos sólidos suspensos. O filtrado obtido foi entãopassado por uma coluna cromatográfica de afinidade contendo a resina ThermaxADS 600. A TGS-6-acetato foi adsorvida na resina e a dimetilformamida (DMF),juntamente com sais inorgânicos passaram fora da resina.
A TGS-6-acetato adsorvida foi dessorvida por meio douso de solução de amônia a 10% em metanol. A desacilação in situ de TGS-6-acetato para triclorogalactosacarose (TGS) também acontece durante adessorção.
A solução de triclorogalactosacarose (TGS) em metanol eamônia é então neutralizada por meio da adição de ácido clorídrico (HCI). Asolução neutralizada foi então destilada, para a remoção do metanol. O xaropeobtido foi tratado com acetato de etila e metanol e depois cristalizado.
O rendimento total obtido do teor de sacarose-6-acetatofoi de 35%.
Exemplo 2Cloração por meio do uso de cloreto de sulfurila
Cloração de sacarose-6-benzoato por meio do uso decloreto de sulfurila
Foram colocados 2100 ml de dimetilformamida (DMF) emum frasco de reação de fundo redondo, depois foram adicionados 80 g de carvãoe, subseqüentemente, foram submetidos à agitação. A difusão de nitrogênio foiiniciada no frasco. A temperatura foi mantida a 25°C e 1100 ml de cloreto desulfurila foram adicionados por gotejamento através de um funil de adição. Após aconclusão da adição, a massa de reação foi mantida a uma temperatura de 25°C,sob agitação, durante 60 minutos. Então a massa foi resfriada a 0°C e foramadicionados 1000 ml da solução de sacarose-6-benzoato (340 g) emdimetilformamida (DMF). A temperatura foi controlada abaixo de 5°C. Após aconclusão da adição de sacarose-6-benzoato, a massa de reação foi mexidadurante 3,5 horas a uma temperatura entre 25°C e 30°C. Em seguida, a massa foiaquecida a 85°C e mantida durante um período de 1 hora e novamente aquecidaa 100°C e mantida durante 6 horas e depois aquecida a 115°C e mantida durante2,5 horas.
A massa foi então resfriada a 60°C e neutralizada comsolução de amônia a 7%. A massa neutralizada contendo TGS-6-benzoíla foifiltrada para a remoção dos sólidos suspensos, juntamente com o carvão. Durantea reação, a evolução do trióxido de enxofre foi muito tranqüila e nenhuma ondasúbita de gases foi observada. O rendimento total analisado de TGS-6-benzoílaem relação ao teor de sacarose-6-benzoato foi de 66%.
Exemplo 3
Isolamento de clorossulfato de cloreto N1N-dimetilformimínio preparado a partir de cloreto de sulfurila
Foram colocados 1150 ml de dicloreto de metileno em umfrasco de reação. Foram adicionados 982 g de cloreto de sulfurila por gotejamentodurante um período de 3 horas sob uma temperatura inferior a -20°C Uma linhade difusão de nitrogênio foi instalada no frasco e a difusão de nitrogênio foicontinuada ao longo da reação. A mistura de reação foi mexida continuamente.
Em seguida, foram lentamente adicionados 520 g de dimetilformamida (DMF) àmistura de reação, sob agitação vigorosa, e a temperatura foi mantida abaixo de - 20°C.
Depois, a temperatura foi aumenta, lentamente, para 0°C.O aduto de clorossulfato de cloreto Ν,Ν-dimetilformimínio foi formado de formaprecipitada, fora da solução. A mistura foi mexida vigorosamente a estatemperatura e foi filtrada sob condições frias e foi armazenada sob nitrogêniolíquida até o próximo uso.
Exemplo 4
Cloração de sacarose-6-benzoato por meio do uso declorossulfato de cloreto Ν,Ν-dimetilformimínio isolado
Foram colocados 902,8 g do aduto de clorossulfato decloreto Ν,Ν-dimetilformimínio isolado em um frasco de reação e foramadicionados 1200 ml de sulfóxido de dimetila. Foram adicionados 40 g de zeólitaativada à mistura, sob agitação contínua. Uma linha de difusão de nitrogênio foiinstalada no frasco e a difusão de nitrogênio foi continuada ao longo da reação. Atemperatura foi mantida entre O0C e 5°C. Foram adicionados 176 g de sacarose-6-benzoato à mistura de reação e a agitação foi mantida por 60 minutos. Atemperatura foi controlada abaixo de 5°C, durante a adição de sacarose-6-benzoato.
A massa de reação (ou alternativamente doravantedenominada "massa") foi então colocada para atingir a temperatura ambiente eessa temperatura foi mantida durante 60 minutos. Em seguida, a massa foilentamente aquecida a 85°C, durante um período de 3 horas, e mantida a 85°Cdurante 60 minutos, e depois aquecida a 100°C e mantida durante 6 horas.
Depois, a massa também foi aquecida a 114°C e mantida por 1,5 horas eresfriada a 60°C.
A massa foi então neutralizada com uma solução deamônia a 7% até atingir o pH 7.0. Foram obtidos 7 litros de massa neutralizada,que foram analisados em relação a TGS-6-benzoato. e foram constatados 109,9 g(64.6% de conversão do teor de sacarose-6-benzoato).
Exemplo 5
Adição inversa de dimetilformamida (DMF) ao cloreto deácido
Foram colocados 520 ml de cloreto de tionila em umfrasco de fundo redondo com 3 gargalos. Uma linha de difusão de nitrogênio foiinstalada no frasco. A temperatura foi mantida entre 35°C e 40°C sob agitação.
Em seguida, foram adicionados, por gotejamento, 550 ml de dimetilformamida(DMF) à massa e a temperatura foi controlada abaixo de 50°C, por meio deresfriamento ativo, sempre que era necessário mais de 3 horas. A difusão denitrogênio foi mantida ao longo da adição de dimetilformamida (DMF).
Enquanto acontecia a reação, observou-se a evoluçãocontínua do dióxido de enxofre vaporizando da reação. Isso foi testado por meioda exposição dos vapores em um papel submerso em uma solução de dicromatode potássio. A mudança de cor de amarelo para verde indica a evolução dodióxido de enxofre.
Depois da conclusão da adição de dimetilformamida(DMF), a massa de reação foi mantida a uma temperatura entre 45°C e 50°Cdurante 3 horas, para facilitar a remoção completa do dióxido de enxofre. Isto foiconfirmado por meio do tratamento da massa de reação com uma solução dedicromato de potássio. Se a cor verde não for formada na solução, isto indica aremoção completa do dióxido de enxofre da massa de reação.
Em seguida, a massa de reação foi resfriada a umatemperatura entre 0°C e 5°C e 900 ml contendo uma solução de sacarose-6-acetato a 22% em dimetilformamida (DMF) foram adicionados por gotejamento,sob agitação. A massa de reação foi então colocada para atingir a temperaturaambiente e essa temperatura foi mantida durante 60 minutos. Em seguida, amassa foi lentamente aquecida a 85°C, durante um período de 3 horas, e mantidaa 85°C durante 60 minutos, e depois aquecida a 100°C e mantida durante 6horas. Depois, a massa de reação também foi aquecida a 114°C e mantida por1,5 horas e resfriada a 60°C.
A massa de reação foi então neutralizada com umasolução de amônia a 7% até atingir o pH 7,0. Foram obtidos 7 litros de massaneutralizada, que foram analisados em relação a TGS-6-acetato, e foramconstatados 90 g.Exemplo 6
Isolamento de sal de cloreto Ν,Ν-dimetilformimínio docloreto de tionila
Foram colocados 460 litros de dimetilformamida (DMF)em um reator revestido de vidro (GLR) seguido pela adição de 12 kg deadsorvente zeolítico. A mistura foi agitada e 344 kg de cloreto de tionila foramadicionados no reator através do tanque dosador, durante um período de 60minutos. Uma linha de difusão de nitrogênio foi instalada no reator e a difusão denitrogênio foi continuada ao longo da reação. A temperatura foi mantida entre35°C e 40°C. Depois da adição de cloreto de tionila, a massa de reação foimexida durante 5 horas e então a temperatura foi lentamente aumentada atéatingir 70°C, durante um período de 5 horas, e a eliminação completa do gás dedióxido de enxofre foi analisada. Isso foi testado por meio da exposição dosvapores em um papel submerso em uma solução de dicromato de potássio. Amudança de cor de amarelo para verde indica a evolução do dióxido de enxofre.
Depois, a massa de reação foi resfriada a 15°C e a massacomeçou a precipitar um sólido. A precipitação foi completada em 3 horas. Estesólido, juntamente com o adsorvente, foi filtrado por meio do uso de um sistemade filtração fechado sob nitrogênio. Os sólidos filtrados foram cuidadosamentetransferidos de volta para o reator revestido de vidro (GLR) lavado e a quantidadepesada foi de 518,5 kg. Este sal de cloreto Ν,Ν-dimetilformimínio sólido foiutilizado para a cloração de sacarose-6-acetato.
Cloração de sacarose-6-acetato, por meio do uso do salde cloreto Ν,Ν-dimetilformimínio isolado
O dito sal de cloreto Ν,Ν-dimetilformimínio sólido isoladofoi colocado no reator revestido de vidro (GLR) e resfriado a O0C. Foramadicionados 500 litros de dimetilformamida (DMF) à massa de reação e a agitaçãofoi mantida de forma contínua. Uma linha de difusão de nitrogênio foi instalada noreator e a difusão de nitrogênio foi continuada ao longo da reação. Foramadicionados 80 kg de solução de sacarose-6-acetato a 82% em dimetilformamida(DMF)1 durante 10 a 15 horas, à massa de reação, e a temperatura foi controladaabaixo de 5°C.A massa foi colocada para atingir a temperatura ambientede 30°C e então foi agitada durante 60 minutos. Em seguida, a massa foilentamente aquecida a 85°C, durante um período de 3 horas, e mantida a 85°Cdurante 60 minutos, e depois aquecida a 100°C e mantida durante 6 horas.
Depois, a massa também foi aquecida a 114°C e mantida por 1,5 horas eresfriada a 60°C.
A massa foi então neutralizada com uma solução deamônia a 7% até atingir o pH 7,0. 0. A massa neutralizada foi analisada emrelação à TGS 6-acetil e foi constatado um teor de 54% de sacarose. Observou-se uma perda de 20% do teor de dimetilformamida (DMF) na reação.
Exemplo 7
Isolamento de sal de cloreto Ν,Ν-dimetilformimínio docloreto de sulforila
Foram colocados 560 litros de dimetilformamida (DMF)em um reator revestido de vidro (GLR) seguido pela adição de 12 kg deadsorvente à base de carvão. A mistura foi agitada e 208 kg de cloreto de sulfurilaforam adicionados no reator através do tanque dosador, durante um período de60 minutos. Uma linha de difusão de nitrogênio foi instalada no reator e a difusãode nitrogênio foi continuada ao longo da reação. A temperatura foi mantida entre35°C e 40°C. Depois da adição de cloreto de sulfurila, a massa foi mexida durante5 horas e então a temperatura foi lentamente aumentada até atingir 85°C, duranteum período de 9 horas, e a eliminação completa do gás de trióxido de enxofre foianalisada. Isso foi testado por meio da exposição dos vapores em um papelsubmerso em uma solução de dicromato de potássio. A mudança de cor deamarelo para verde indica a evolução do trióxido de enxofre.
Depois, a massa de reação foi resfriada a 15°C e a massacomeçou a precipitar um sólido. A precipitação foi completada em 3 horas. Estesólido, juntamente com o adsorvente, foi filtrado por meio do uso de um sistemade filtração fechado sob nitrogênio. Os sólidos filtrados foram cuidadosamentetransferidos de volta para o reator revestido de vidro (GLR) lavado e a quantidadepesada foi de 100 kg.
O dito sal de cloreto Ν,Ν-dimetilformimínio sólido foicolocado no reator revestido de vidro (GLR) e resfriado a 0°C. Foram adicionados500 litros de dimetilformamida (DMF) à massa de reação e a agitação foi mantidade forma continua. Foram adicionados 65 kg da solução de sacarose-6-acetato a82% em dimetilformamida (DMF)1 durante 10 a 15 horas, à massa de reação, e atemperatura foi controlada abaixo de 5°C.
A massa de reação foi colocada para atingir atemperatura ambiente de 30°C e então foi agitada durante 60 minutos. Emseguida, a massa de reação foi lentamente aquecida a 85°C, durante um períodode 3 horas, e mantida a 85°C durante 60 minutos, e depois aquecida a 100°C emantida durante 6 horas. Depois, a massa de reação também foi aquecida a114°C e mantida por 1,5 horas e resfriada a 60°C.
A massa de reação foi então neutralizada com umasolução de amônia a 7% até atingir o pH 7,0. A massa neutralizada foi analisadaem relação à TGS-6-acetil e foi constatado um teor de 60% de sacarose.
Exemplo 8
Cloração de sacarose-6-acetato por meio do uso do salde cloreto de Ν,Ν-dimetilformimínio isolado em percloroetileno
O sólido isolado do Exemplo 5 foi colocado no reatorrevestido de vidro (GLR). Foram adicionados 500 litros de percloroetileno à massade reação, resfriados a O0C e a agitação foi mantida de forma contínua. Uma linhade difusão de nitrogênio foi instalada no reator e a difusão de nitrogênio foicontinuada ao longo da reação. Foram adicionados 80 kg de solução desacarose-6-acetato a 82% em percloroetileno, durante 10 a 15 horas, à massa dereação, e a temperatura foi controlada abaixo de 5°C.
A massa de reação foi colocada para atingir atemperatura ambiente de 30°C e depois foi agitada durante 60 minutos. Emseguida, a massa de reação foi lentamente aquecida a 85°C, durante um períodode 3 horas, e mantida a 85°C durante 60 minutos, e depois aquecida a 100°C emantida durante 6 horas. Depois, a massa de reação também foi aquecida a114°C e mantida por 1,5 horas e resfriada a 60°C.
A massa de reação foi então neutralizada com umasolução de amônia a 7% até atingir o pH 7,0. A massa neutralizada foi analisadaem relação à TGS-6-acetil e foi constatado um teor de 54% de sacarose. Opercloroetileno na massa neutralizada foi analisado e foi constatada uma perda de3,5% do teor.
Exemplo 9
Cloração de sacarose-6-benzoato, por meio do uso decloreto de tionila, na presença de terra diatomácea
Foram colocados 1150 ml de dimetilformamida (DMF) emum frasco de reação de fundo redondo, depois foram adicionados 40 g de terradiatomácea e, subseqüentemente, foram submetidos à agitação. A difusão denitrogênio foi iniciada no frasco. A temperatura foi mantida a 25°C e 520 ml decloreto de tionila foram adicionados por gotejamento através de um funil deadição. A temperatura foi controlada abaixo de 30°C. Depois do término da adiçãode cloreto de tionila, a massa foi agitada durante 60 minutos a uma temperaturaentre 25°C e 30°C e depois foi resfriada para 0°C. Foram adicionados 900 ml desolução de sacarose-6-benzoato (170 g) em dimetilformamida (DMF), sobagitação. A temperatura foi controlada abaixo de 5°C. Depois da adição desolução de sacarose-6-benzoato, a massa de reação foi colocada para atingir atemperatura ambiente e mexida durante 3 horas. Em seguida, a massa foiaquecida a 85°C e mantida durante um período de 1 hora e novamente aquecidaa 100°C e mantida durante 6 horas e depois aquecida a 115°C e mantida durante2,5 horas.
A massa foi então resfriada a 60°C e neutralizada comsolução de amônia a 7%. A massa neutralizada contendo TGS-6-benzoíla foifiltrada para a remoção dos sólidos suspensos, juntamente com a terradiatomácea. Durante a reação, a evolução do dióxido de enxofre foi muitotranqüila e nenhuma onda súbita de gases foi observada. O rendimento totalanalisado de TGS-6-benzoíla em relação ao teor de sacarose-6-benzoato foi de 68%.
Exemplo 10
Cloração de sacarose-6-benzoato, por meio do uso docloreto de tionila, mudando a seqüência da adição, ou seja, adicionando o agentede cloração à sacarose-6-éster.Foram colocados 2100 ml de dimetilformamida (DMF) emum frasco de reação de fundo redondo, depois foram adicionados 80 g de carvãoe, subseqüentemente, foram submetidos à agitação. Foram adicionados 1000 mlde solução de sacarose-6-benzoato (340 g) em dimetilformamida (DMF)1 sobagitação. A difusão de nitrogênio foi iniciada no frasco. A temperatura foi mantidaa 25°C e 1040 ml de cloreto de tionila foram adicionados por gotejamento atravésde um funil de adição. A temperatura foi controlada abaixo de 30°C. Depois dotérmino da adição de cloreto de tionila, a massa foi agitada durante 3,5 horas auma temperatura entre a 25°C e 30°C. Em seguida, a massa de reação foiaquecida a 85°C e mantida durante um período de 1 hora e novamente aquecidaa 100°C e mantida durante 6 horas e depois aquecida novamente a 115°C emantida durante 2,5 horas.
A massa foi então resfriada a 60°C e neutralizada comsolução de amônia a 7%. A massa neutralizada contendo TGS-6-benzoíla foifiltrada para a remoção dos sólidos suspensos, juntamente com o carvão. Durantea reação, a evolução do dióxido de enxofre foi muito tranqüila e nenhuma ondasúbita de gases foi observada. O rendimento total analisado de TGS-6-benzoílaem relação ao teor de sacarose-6-benzoato foi de 48%.
Exemplo 11
Cloração de sacarose-6-acetato por meio do uso docloreto de tionila, na presença de terra diatomácea, sem difusão de nitrogênio
Foram colocados 1000 ml de dimetilformamida (DMF) emum frasco de reação de fundo redondo, depois foram adicionados 40 g de terradiatomácea e, subseqüentemente, foram submetidos à agitação. A temperaturafoi mantida a 25°C e 480 ml de cloreto de tionila foram adicionados porgotejamento através de um funil de adição. A temperatura foi controlada abaixode 30°C. Depois do término da adição de cloreto de tionila, a massa de reação foiagitada durante 60 minutos a uma temperatura entre a 25°C e a 30°C e depois foiresfriada para 0°C. Foram adicionados 1050 ml de solução de sacarose-6-acetato(180g) em dimetilformamida (DMF), sob agitação. A temperatura foi controladaabaixo de 5°C. Depois da adição da solução de sacarose-6-acetato, a massa dereação foi colocada para atingir a temperatura ambiente e mexida durante 3horas. Em seguida, a massa foi aquecida a 85°C e mantida durante um períodode 1 hora e novamente aquecida a 100°C e mantida durante 6 horas e depoisaquecida novamente a 115°C e mantida durante 2,5 horas.
A massa foi então resfriada a 60°C e neutralizada comsolução de amônia a 7%. A massa neutralizada contendo TGS-6-acetila foifiltrada para a remoção dos sólidos suspensos, juntamente com a terradiatomácea. Durante a reação, a evolução do dióxido de enxofre foi muitotranqüila e nenhuma onda súbita de gases foi observada. O rendimento totalanalisado de TGS-6-acetila em relação ao teor de sacarose-6-acetato de 55%.
Claims (17)
1. PROCESSO DE CONTROLE DE EMISSÃOABUNDANTE DE UM SUBPRODUTO GASOSO EM UMA REAÇÃO, POR MEIODA ADIÇÃO, Ã DITA MISTURA DE REAÇÃO, DE UM PÓ DE SUBSTÂNCIASINERTES PARA REAGENTES E SOB CONDIÇÕES DE REAÇÃO ESTÁVEIS,caracterizado pelo fato de o dito pó ser capaz de controlar a dita emissãoabundante de gases a uma liberação segura; a dita adição ser feita após a adiçãoda primeira solução de reagentes em um reator, em uma quantidade suficientepara controlar a dita emissão abundante, sem permitir uma súbita ondaincontrolável de gases; a dita reação compreender uma ou mais de uma reação,incluindo:(a) reação de um cloreto de ácido inorgânico contendoenxofre com uma amida terciária, resultando em uma primeira mistura de reaçãocontendo um aduto formado entre o dito cloreto de ácido e a dita amida terciária,ou;(b) uma reação de cloração, por meio da reação do ditoaduto ou depois de seu isolamento da dita mistura de reação, sendo que a ditareação de cloração é carregada em um meio apropriado para o progresso de umareação de cloração com um açúcar ou com um açúcar parcialmente protegido, ou;(c) uma reação de cloração, que compreende a reação doaduto existente como um reagente in situ na dita primeira mistura de reação comum açúcar ou com um açúcar parcialmente protegido, para preparar um derivadode açúcar clorado, ou;(d) aquecimento da dita primeira mistura de reação, paraa formação de uma segunda mistura de reação, que compreende adecomposição do dito aduto in situ, para a formação de reagente Vilsmeier-Haackda fórmula geral [XCIC=N+R2] Cl", sendo que R representa um grupo alquila,tipicamente um grupo metila ou etila, e X representa um átomo de hidrogênio ouum grupo metila e, opcionalmente, o isolamento do reagente Vilsmeier-Haack dosólido formado, ou;(e) uma reação de cloração, por meio da reação da ditasegunda mistura de reação com reagente Vilsmeier-Haack formado in situ comum açúcar parcialmente protegido, para preparar um derivado de açúcar clorado,ou;(f) uma reação de cloração, por meio da reação de umaçúcar ou de um açúcar parcialmente protegido dissolvido em dimetilformamida(DMF)1 com um cloreto de ácido inorgânico contendo enxofre, e, em seguida,opcionalmente, pelo isolamento do dito derivado de açúcar clorado ou peladesacilação do dito derivado de açúcar clorado, para a formação detriclorogalactosacarose (TGS).
2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de:a. o dito subproduto gasoso ser um oxido de enxofre,incluindo dióxido de enxofre ou trióxido de enxofre;b. o dito pó compreender: (i) uma matéria que pode teruma capacidade de adsorção física ou uma afinidade química livre, sem conduzira uma mudança química, ou ambos em relação a um gás de emissão; (ii) serestável sob as condições de uma ou mais de uma dita reação, e; (iii) ser inertepara os componentes dos reagentes de uma dita reação; compreendendo um oumais de um adsorvente ou uma matéria inerte, incluindo carvão, terra diatomácea,sílica, silicatos de cálcio e alumínio ou algo do gênero.c. a dita quantidade de pó adicionada variar entreaproximadamente 5% e 15%, de preferência, de aproximadamente 5% a 5% empeso do peso do dito cloreto de ácido;d. o dito cloreto de ácido inorgânico contendo enxofrecompreender um ou mais de um entre cloreto de tionila, cloreto de sulfurila oualgo do gênero.e. a dita amida terciária compreender um ou mais entredimetilformamida (DMF), dimetil acetamida ou algo do gênero;f. o dito aduto compreender clorossulfito de cloreto N1N-dimetilformimínio (reagente de clorossulfito), quando o cloreto de ácido utilizadoem sua produção é o cloreto de tionila, ou clorossulfato de cloreto N1N-dimetilformimínio dimetilformimínio (reagente de clorossulfato), quando o cloretode ácido utilizado em sua produção é o cloreto de sulfurila;g. o dito meio apropriado para o progresso de uma reaçãode cloração, que é um solvente orgânico, compreender um ou mais de um entredimetilformamida (DMF), dimetil sulfóxido, percloroetileno, tolueno, piridina, xilenoou algo do gênero;h. o dito açúcar compreender rafinose;i. o dito açúcar parcialmente protegido compreender umpentaéster de sacarose ou uma sacarose 6-protegida, sendo que a dita sacarose-6-protegida também compreende um sacarose-6-éster ou um sacarose-6-éter ouum sacarose-6-diéster, que também inclui sacarose-6-acetato, sacarose-6-benzoato, sacarose-6,4'-diéster, 2,3,6,3,,4,-pentaéster, sacarose-6-glutarato,sacarose-6-propionato, sacarose-6-laurato, sacarose-6-ftalato, éter de sacarose--6-metila, éter de sacarose-6-etila ou algo do gênero;j. o dito processo de purificação e isolamentocompreender um ou mais de um processo, que compreende extração porsolvente, cromatografia em coluna, osmose inversa, cristalização ou algo dogênero.
3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 2, deprodução de triclorogalactosacarose (TGS), caracterizado pelo fato decompreender o uso de cloreto de tionila ou cloreto de sulfurila, como o cloreto deácido contendo enxofre preferido, para gerar um reagente de cloração, sendo queo dito processo também compreende as seguintes etapas seqüenciais:(a) colocar a dimetilformamida (DMF), como a amidaterciária preferida, em um reator, opcionalmente com difusão de nitrogênio, comoo gás inerte preferido, ao longo da mistura de reação;(b) adicionar, à mistura de reação, o pó de carvão, como opó preferido, para o controle das emissões de gases;(c) adicionar, lentamente, à mistura de reação, o ditocloreto de ácido contendo enxofre preferido, durante um determinado tempo, depreferência, mantendo a temperatura entre aproximadamente 35°C a 40° C;(d) manter, de preferência, a massa de reação sobagitação durante um período preferido de aproximadamente 60 minutos, parapermitir a formação de um aduto com dimetilformamida (DMF), para atingir aconclusão e, então, esfriar a uma temperatura, de preferência, deaproximadamente 0°C, resultando em uma mistura de reação contendo o ditoaduto;(e) cloração de sacarose-6-acetato em uma solução,como um açúcar parcialmente protegido preferido, por meio da adição da ditasolução, lentamente e durante várias horas, à dita mistura de reação da etapa (d),por meio do controle da temperatura, de preferência, abaixo de 5°C,subseqüentemente, permitindo que a temperatura atinja, de preferência, atemperatura ambiente, de aproximadamente-30°C e mexendo durante umperíodo, de preferência, de aproximadamente-60-minutos, aquecendo a umatemperatura mais alta, de preferência, de aproximadamente-100°C, e mantendo, àdita temperatura, durante um período, de preferência, deaproximadamente-6-horas, subseqüentemente, aquecendo a uma temperaturamais alta, de preferência, de aproximadamente· 114°C e mantendo, à ditatemperatura, durante um período, de preferência, de aproximadamente 1,5-horas,resultando em uma mistura de reação contendo-TGS-6-acetato clorado;(f) resfriar a dita mistura de reação contendo TGS-6-acetato clorado, de preferência, a uma temperatura mais baixa, deaproximadamente 60°C, neutralizando o pH a aproximadamente 7, por meio daadição da solução de amônia a aproximadamente 7%, como o álcali preferido, depreferência, filtrando, para remover os sólidos suspensos;(g) recuperação da triclorogalactosacarose (TGS), pormeio de um processo preferido, que compreende o isolamento e,simultaneamente, a desacilação de TGS-6-acetato para triclorogalactosacarose(TGS), por meio da passagem do filtrado por uma coluna cromatográfica deafinidade contendo um adsorvente capaz de adsorver, seletivamente, o TGS-6-acetato, que inclui uma resina sintetizada, de preferência, a partir de poliestirenoreticulado, tendo um grupo funcional não-iônico, como, por exemplo, a resinaADS600, disponível comercialmente junto à Thermax, como uma resina preferida,que adsorve o TGS-6-acetato na resina e passa a dimetilformamida (DMF)juntamente com os sais inorgânicos, fora da resina, por meio da eluição elavagem da coluna, de preferência, com água, realizando, simultaneamente, adessorção e a desacilação do TGS-6-acetato, por meio do uso de solução deamônia a 10% em metanol, para lavar a coluna, neutralizando a solução detriclorogalactosacarose (TGS) em metanol e amônia, por meio da adição do ácidoclorídrico (HCI) diluído, destilando o metanol para a obtenção de um xarope e, depreferência, isolando a triclorogalactosacarose (TGS) em uma forma sólida, pormeio do tratamento do dito xarope com acetato de etila e metanol, como acombinação de solvente preferida, para a obtenção do pó detriclorogalactosacarose (TGS).
4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 3, deprodução de TGS-6-acetato, como o TGS-6-éster preferido, caracterizado pelofato de compreender o isolamento e a purificação do dito TGS-6-acetato de umamistura de reação da etapa (f) da reivindicação 3, por meio do uso de um ou maisde um processo de isolamento e purificação, que, de preferência, compreende asseguintes etapas: (i) passar o filtrado por uma coluna cromatográfica de afinidadecontendo um adsorvente capaz de adsorver, seletivamente, o TGS-6-acetato, queinclui uma resina sintetizada, de preferência, a partir de poliestireno reticulado,tendo um grupo funcional não-iônico, como, por exemplo, a resina ADS600, comoo adsorvente preferido, disponível comercialmente junto à Thermax; (ii) adsorçãodo TGS-6-acetato na resina e passagem da dimetilformamida (DMF) juntamentecom os sais inorgânicos, fora da resina, por meio da eluição e lavagem da coluna,de preferência, com água; (iii) dessorção de TGS-6-acetato, por meio do uso deum eluente capaz de realizar a dessorção e eluição do TGS-6-acetato, incluindometanol aquoso, para lavar a coluna; (iv) concentração da lavagem eluída, e; (v)isolamento do TGS-6-acetato, como um sólido, por meio de um método derecuperação do mesmo, a partir do solvente, incluindo o processo de cristalizaçãocom solvente.
5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 3, deprodução do reagente Vilsmeier-Haack, caracterizado pelo fato de compreender ouso de cloreto de tionila como o cloreto de ácido contendo enxofre preferido,sendo que o dito processo também compreende as seguintes etapas seqüenciais:(a) colocar a dimetilformamida (DMF), como a amidaterciária preferida, em um reator, opcionalmente com difusão de nitrogênio, comoo gás inerte, preferido, ao longo da mistura de reação;(b) adicionar, à mistura de reação, o pó de carvão, como opó preferido, para controlar as emissões de gases;(c) adicionar, lentamente, à mistura de reação, o cloretode tionila, durante um determinado tempo, de preferência, mantendo atemperatura entre aproximadamente 35°C a 40° C;(d) manter a massa de reação sob agitação durante umperíodo suficiente para permitir a completa formação do reagente de clorossulfito,de preferência, durante um período de aproximadamente 5-horas;(e) aumentar lentamente a temperatura, de preferência,até 70°C, durante um determinado período, de preferência, de 5 horas, até que odióxido de enxofre seja completamente eliminado;(f) esfriar a massa a uma temperatura preferida deaproximadamente 15°C, para permitir a precipitação do reagente Vilsmeier-Haack1 como um sólido;(g) coletar o precipitado, de preferência, por meio defiltração, sob uma atmosfera inerte, bem como, de preferência, sob nitrogênio.
6. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 3, deprodução do reagente Vilsmeier-Haack, caracterizado pelo fato de compreender ouso de cloreto de sulfurila como o cloreto de ácido contendo enxofre preferido,sendo que o dito processo também compreende as seguintes etapas seqüenciais:(a) colocar a dimetilformamida (DMF), como a amidaterciária preferida, em um reator, opcionalmente com difusão de nitrogênio, comoo gás inerte preferido, ao longo da mistura de reação;(b) adicionar, à mistura de reação, o pó de carvão, como opó preferido, para controlar as emissões de gases;(c) adicionar, de preferência lentamente, à mistura dereação, o dito cloreto de sulfurila, durante um determinado tempo, de preferência,mantendo a temperatura entre aproximadamente 35°C a 40°C;(d) manter a massa de reação sob agitação durante umperíodo adicional suficiente para permitir a completa formação do reagente declorossulfato, de preferência, durante um período de aproximadamente 5-horas;(e) em seguida, ou isolar os sólidos do reagente declorossulfato formados à temperatura ambiente, para uso subseqüente comoreagente de cloração, ou aumentar lentamente a temperatura, de preferência, até-85°C, durante um determinado período, de preferência, de aproximadamente 9horas, até que o trióxido de enxofre seja completamente eliminado;(f) esfriar a massa a uma temperatura preferida deaproximadamente 15°C, para permitir a precipitação do reagente Vilsmeier-Haack, como um sólido, esperando a conclusão da precipitação durante umdeterminado período, de preferência, de aproximadamente 3 horas;(g) coletar o precipitado, de preferência, por meio defiltração, preferivelmente, sob uma atmosfera inerte, bem como, de preferência,sob nitrogênio.
7. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 2, 3, 4, 5OU 6, caracterizado pelo fato de compreender a adição de um reagente decloração a uma solução de açúcar parcialmente protegido, para a produção detriclorogalactosacarose (TGS), que compreende o uso de cloreto de tionila oucloreto de sulfurila, como o cloreto de ácido inorgânico contendo enxofrepreferido, para a geração de um reagente de cloração, sendo que o dito processotambém compreende as seguintes etapas seqüenciais:(a) colocar a dimetilformamida (DMF), como a amidaterciária preferida, em um reator, opcionalmente com difusão de nitrogênio, comoo gás inerte preferido, ao longo da mistura de reação;(b) adicionar, à mistura de reação, o pó de carvão, como opó preferido, para controlar as emissões de gases;(c) adicionar, de preferência lentamente, à mistura dereação, uma solução de cloreto de tionila ou cloreto de sulfurila, como o cloreto deácido inorgânico contendo enxofre preferido, durante um determinado tempo, depreferência, mantendo a temperatura entre aproximadamente 35°C a 40°;(d) manter, de preferência, a massa de reação sobagitação durante um período preferido de aproximadamente 60 minutos, parapermitir a formação de um aduto com dimetilformamida (DMF), para atingir aconclusão e, então, esfriar a uma temperatura, de preferência, deaproximadamente 0°C, resultando em uma mistura de reação contendo o ditoaduto;(e) cloração de sacarose-6-acetato em uma solução dedimetilformamida (DMF), como um açúcar parcialmente protegido preferido, pormeio da adição da dita solução, lentamente, durante várias horas, à dita misturade reação da etapa (d), por meio do controle da temperatura, de preferência,abaixo de 5 °C, subseqüentemente, permitindo que a temperatura atinja, depreferência, a temperatura ambiente, de aproximadamente-30°C e mexendodurante um período, de preferência, de aproximadamente-60-minutos, aquecendoa uma temperatura mais alta, de preferência, de aproximadamente· 100°C, emantendo, à dita temperatura, durante um período, de preferência, deaproximadamente-6-horas, subseqüentemente, aquecendo a uma temperaturamais alta, de preferência, de aproximadamente-114°C e mantendo, à ditatemperatura, durante um período, de preferência, de aproximadamente 1,5-horas,resultando em uma mistura de reação contendo-TGS-6-acetato clorado;(f) resfriar a dita mistura de reação contendo TGS-6-acetato clorado, de preferência, a uma temperatura mais baixa, deaproximadamente 60°C, neutralizando o pH a aproximadamente 7, por meio daadição da solução de amônia a aproximadamente 7%, como o álcali preferido, depreferência, filtrando, para remover os sólidos suspensos;(g) recuperação da triclorogalactosacarose (TGS), pormeio de um processo preferido, que compreende o isolamento e,simultaneamente, a desacilação de TGS-6-acetato para triclorogalactosacarose(TGS), por meio da passagem do filtrado por uma coluna cromatográfica deafinidade contendo um adsorvente capaz de adsorver, seletivamente, o TGS-6-acetato, que inclui uma resina sintetizada, de preferência, a partir de poliestirenoreticulado, tendo um grupo funcional não-iônico, como, por exemplo, a resinaADS600, disponível comercialmente junto à Thermax, como uma resina preferida,que adsorve o TGS-6-acetato na resina e passa a dimetilformamida (DMF)juntamente com os sais inorgânicos, fora da resina, por meio da eluição elavagem da coluna, de preferência, com água, realizando, simultaneamente, adessorção e a desacilação do TGS-6-acetato, por meio do uso de solução deamônia a 10% em metanol, para lavar a coluna, neutralizando a solução detriclorogalactosacarose (TGS) em metanol e amônia, por meio da adição de ácidoclorídrico (HCI) diluído, destilando o metanol para a obtenção de um xarope e, depreferência, isolando a triclorogalactosacarose (TGS) em uma forma sólida, pormeio do tratamento do dito xarope com acetato de etila e metanol, como acombinação de solvente preferida, para a obtenção do pó detriclorogalactosacarose (TGS).
8. PROCESSO DE CLORAÇÃO DE UM AÇÚCARPARCIALMENTE PROTEGIDO COM UM REAGENTE DE CLOROSSULFATODE CLORETO N.N-DIMETILFORMIMÍNIO EM UM OU MAIS DE UM SOLVENTEORGÂNICO DIFERENTE DE DIMETILFORMAMIDA (DMF) caracterizado pelofato de o dito solvente orgânico ser capaz de oferecer um meio líquido para areação.
9. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de:(a) o dito açúcar parcialmente protegido compreender umpentaéster de sacarose ou uma sacarose 6-protegida, sendo que a dita sacarose- 6-protegida também compreende um sacarose-6-éster ou um sacarose-6-éter ouum sacarose-6-diéster, que também inclui sacarose-6-acetato, sacarose-6-benzoato, sacarose-6,4'-diéster, 213l6,3',4·-pentaéster, sacarose-6-glutarato,sacarose-6-propionato, sacarose-6-laurato, sacarose-6-ftalato, éter de sacarose-- 6-metila, éter de sacarose-6-etila;(b) o dito solvente orgânico, que é capaz de oferecer ummeio líquido para a reação, compreender um ou mais de um entre dimetilsulfóxido, percloroetileno, tolueno, piridina, xileno.
10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de:(a) o dito sal de cloreto Ν,Ν-dimetilformimínio sólidoisolado, como o reagente Vilsmeier-Haack preferido, ser colocado, de preferência,em um reator revestido de vidro (GLR); o percloroetileno resfriado a 0°C seradicionado como o solvente orgânico preferido à massa de reação, mantendo atemperatura a 0°C e, de preferência, sob agitação contínua, opcionalmente, comdifusão de nitrogênio, como o gás inerte preferido, ao longo da reação;(b) adição de sacarose-6-acetato, como o açúcarprotegido preferido, dissolvido em percloroetileno, como o solvente orgânicopreferido, e adicionado durante um período de tempo, de preferência, de 10 a 15horas, à massa de reação, controlar a temperatura, de preferência, abaixo de 5°C;(c) deixar a massa de reação atingir a temperaturaambiente, de aproximadamente-30°C e, então, mexer durante um período, depreferência, de aproximadamente-60-minutos;(d) aquecer, lentamente, a massa de reação a umatemperatura mais alta, de preferência, de aproximadamente-85°C, durante umperíodo de tempo, de preferência, de aproximadamente-3-horas, e manter, à ditatemperatura, durante um período, de preferência, de aproximadamente-6· horas;(e) aquecer, novamente, a massa de reação a umatemperatura preferida, de aproximadamente· 100°C, e manter durante um períodode tempo, de preferência, de aproximadamente-6·horas;(f) aquecer, novamente, a massa de reação a umatemperatura preferida, de aproximadamente· 114°C, e manter durante um períodode tempo, de preferência, de aproximadamente· 1,5-horas, e resfriar a massa dereação a uma temperatura preferida, de aproximadamente-60°C;(g) neutralizar a massa de reação, por meio da adição dasolução de amônia a 7%, como o álcali preferido, de preferência, com pH 7,0.
11. PROCESSO DE CONTROLE DE EMISSÃOABUNDANTE DE UM SUBPRODUTO GASOSO EM UMA REAÇÃO, que érealizada a uma temperatura superior a 5 graus centígrados até aproximadamente-50 graus centígrados, de preferência, entre 35 e 50 graus centígrados, por meioda adição inversa da amida terciária a uma solução de enxofre contendo cloretode ácido inorgânico, que também compreende uma reação de um cloreto de ácidoinorgânico contendo enxofre com uma amida terciária, com difusão de nitrogênio,como o gás inerte preferido, resultando em uma primeira mistura de reaçãocontendo um aduto formado entre o dito cloreto de ácido e a amida terciária,caracterizado pelo fato de a dita reação compreender uma ou mais de umareação, que compreende:(a) reação de um cloreto de ácido inorgânico contendoenxofre com uma amida terciária, resultando em uma primeira mistura de reaçãocontendo um aduto formado entre o dito cloreto de ácido e a dita amida terciária,ou;(b) uma reação de cloração, por meio da reação do ditoaduto ou depois de seu isolamento da dita mistura de reação, sendo que a ditareação de cloração é carregada em um meio apropriado para o progresso de umareação de cloração com um açúcar ou com um açúcar parcialmente protegido, ou;(c) uma reação de cloração, que compreende a reação doaduto existente como um reagente in situ na dita primeira mistura de reação comum açúcar ou com um açúcar parcialmente protegido, para preparar um derivadode açúcar clorado, ou;(d) aquecimento da dita primeira mistura de reação, paraa formação de uma segunda mistura de reação, que compreende adecomposição do dito aduto in situ, para a formação de reagente Vilsmeier-Haackda fórmula geral [XCIC=N+R2] Cl", sendo que R representa um grupo alquila,tipicamente um grupo metila ou etila, e X representa um átomo de hidrogênio ouum grupo metila e, opcionalmente, o isolamento do reagente Vilsmeier-Haack dosólido formado, ou;(e) uma reação de cloração, por meio da reação da ditasegunda mistura de reação com o reagente Vilsmeier-Haack formado in situ comum açúcar parcialmente protegido, para preparar um derivado de açúcar clorado,ou;(f) uma reação de cloração, por meio da reação de umaçúcar ou de um açúcar parcialmente protegido dissolvido em dimetilformamida(DMF) com um cloreto de ácido inorgânico contendo enxofre, e, em seguida,opcionalmente, pelo isolamento do dito derivado de açúcar clorado ou peladesasilação do dito derivado de açúcar clorado, para a formação detriclorogalactosacarose (TGS).
12. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de:(a) o dito subproduto gasoso ser um óxido de enxofre,incluindo dióxido de enxofre ou trióxido de enxofre;(b) o dito cloreto de ácido inorgânico contendo enxofrecompreender um ou mais de um entre cloreto de tionila, cloreto de sulfurila oualgo do gênero, ou também pode incluir pelo menos um haleto contendo enxofreequivalente, incluindo brometo de tionila;(c) a dita amida terciária compreender um ou mais de umentre dimetilformamida (DMF)1 dimetil acetamida ou algo do gênero;(d) o dito aduto compreender clorossulfito de cloreto N1N-dimetilformimínio (reagente de clorossulfito), quando o cloreto de ácido utilizadoem sua produção é o cloreto de tionila, ou clorossulfato de cloreto N,N-dimetilformimínio dimetilformimínio (reagente de clorossulfato), quando o cloretode ácido utilizado em sua produção é o cloreto de sulfurila;(e) o dito meio apropriado para o progresso de umareação de cloração, que é um solvente orgânico, compreender um ou mais de umentre dimetilformamida (DMF), dimetil sulfóxido, percloroetileno, tolueno, piridina,xileno ou algo do gênero;(f) o dito açúcar compreender rafinose;(g) o dito açúcar parcialmente protegido dito compreenderum pentaéster de sacarose ou uma sacarose 6-protegida, sendo que a ditasacarose 6-protegida também compreende um sacarose-6-éster ou um sacarose--6-éter ou um sacarose-6-diéster, que também inclui sacarose-6-acetato,sacarose-6-benzoato, sacarose-6,4'-diéster, 2,3,6,3',4'-pentaéster, sacarose-6-gIutarato, sacarose-6-propionato, sacarose-6-laurato, sacarose-6-ftalato, éter desacarose-6-metila, éter de sacarose-6-etila ou algo do gênero;(h) o dito processo de purificação e isolamentocompreender um ou mais de um processo, que compreende extração porsolvente, cromatografia em coluna, osmose inversa, cristalização ou algo dogênero;
13. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 11,naranteri7ado pelo fato de o dito cloreto de tionila ser considerado o cloreto deácido contendo enxofre preferido, sendo que o dito processo tambémcompreende as seguintes etapas seqüenciais:(a) a dimetilformamida (DMF) é adicionada por meio degotejamento à reação, mantendo a temperatura entre aproximadamente 35°C a-40°C, acompanhada de agitação durante um período de 3 horas, por meio do usode resfriamento ativo, para evitar que a temperatura exceda 50°C, opcionalmente,com difusão de nitrogênio, como o gás inerte preferido, ao longo da adição dedimetilformamida (DMF);(b) a massa de reação é mantida, de preferência, a umatemperatura entre aproximadamente 45°C e 50°C, durante um períodopreferido de aproximadamente 3 horas, para facilitar a completa remoçãodo dióxido de enxofre;(c) a massa de reação é esfriada a uma temperatura entreaproximadamente 0°C e 5°C, e a solução de sacarose-6-acetato, como o açúcarprotegido preferido dissolvido em dimetilformamida (DMF), é adicionada por meiode gotejamento à reação, sob agitação, mantendo a temperatura, de preferência,abaixo de 5°C;(d) a massa de reação é colocada para atingir atemperatura ambiente e mantida durante um período preferido deaproximadamente 60 minutos;(e) a massa é lentamente aquecida, de preferência, aaproximadamente 85°C, durante um período preferido de aproximadamente 3horas e mantida àquela temperatura durante aproximadamente 60 minutos,depois, é aquecida a uma temperatura preferida de aproximadamente 100°C emantida durante um período preferido de aproximadamente 6 horas, e, então, énovamente aquecida, de preferência, a aproximadamente 114°C e mantidadurante um período preferido de aproximadamente 1,5 horas e resfriada a umatemperatura preferida de 60°C;(f) neutralização, por meio de um álcali, de preferência,com uma solução de amônia a 7%, para um pH preferido de aproximadamente 7,0, para a obtenção de TGS-6-acetato;(g) desacilação, para a obtenção detriclorogalactosacarose (TGS).
14. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 11, deprodução de TGS-6-acetato, como o TGS-6-éster preferido, caracterizado pelofato de compreender o isolamento e a purificação do dito TGS-6-acetato de umamistura de reação da etapa (f) da reivindicação 3, por meio do uso de um ou maisde um processo de isolamento e purificação, que, de preferência, compreende asseguintes etapas: (i) passar o filtrado por uma coluna cromatográfica de afinidadecontendo um adsorvente capaz de adsorver, seletivamente, o TGS-6-acetato, queinclui uma resina sintetizada, de preferência, a partir de poliestireno reticulado,tendo um grupo funcional não-iônico, como, por exemplo, a resina ADS600, comoo adsorvente preferido, disponível comercialmente junto à Thermax; (ii) adsorçãodo TGS-6-acetato na resina e passagem da dimetilformamida (DMF) juntamentecom os sais inorgânicos, fora da resina, por meio da eluição e lavagem da coluna,de preferência, com água; (iii) dessorção de TGS-6-acetato, por meio do uso deum eluente capaz de realizar a dessorção e eluição do TGS-6-acetato, incluindometanol aquoso, para lavar a coluna; (iv) concentração da lavagem eluída, e; (v)isolamento do TGS-6-acetato, como um sólido, por meio de um método derecuperação do mesmo, a partir do solvente, incluindo o processo de cristalizaçãocom solvente.
15. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 11, deprodução do reagente Vilsmeier-Haack a partir do mesmo, caracterizado pelo fatode compreender o uso de cloreto de tionila como o cloreto de ácido contendoenxofre preferido, sendo que o dito processo também compreende as seguintesetapas seqüenciais:(a) colocar o cloreto de tionila em um reator, com difusãode nitrogênio, como o gás inerte preferido, ao longo da mistura de reação;(b) adicionar, lentamente, à mistura de reação,dimetilformamida (DMF), durante um determinado tempo, de preferência,mantendo a temperatura entre aproximadamente 35°C a 40°;(c) manter a massa de reação sob agitação durante umperíodo suficiente para permitir a completa formação do reagente de clorossulfito,de preferência, durante um período de aproximadamente 5-horas;(d) aumentar lentamente a temperatura, de preferência,até 70°C, durante um determinado período, de preferência, de 5 horas, até que odióxido de enxofre seja completamente eliminado;(e) esfriar a massa a uma temperatura preferida deaproximadamente 15°C, para permitir a precipitação do reagente Vilsmeier-Haack, como um sólido;(f) coletar o precipitado, de preferência, por meio defiltração, preferivelmente, sob uma atmosfera inerte, bem como, de preferência,sob nitrogênio.
16. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 11, deprodução do reagente Vilsmeier-Haack1 namr.terizado pelo fato de compreender ouso de cloreto de sulfurila como o cloreto de ácido contendo enxofre preferido,sendo que o dito processo também compreende as seguintes etapas seqüenciais:(a) colocar o cloreto de sulforila em um reator,opcionalmente, com difusão de nitrogênio, como o gás inerte preferido, ao longoda mistura de reação;(b) adicionar, lentamente, à mistura de reação,dimetilformamida (DMF), durante um determinado tempo, de preferência,mantendo a temperatura entre aproximadamente 35°C a 40°;(c) manter a massa de reação sob agitação durante umperíodo suficiente para permitir a completa formação do reagente de clorossulfato,de preferência, durante um período de aproximadamente 5-horas;(d) em seguida, ou o isolamento dos sólidos do reagentede clorossulfato formado à temperatura ambiente, para uso subseqüente, comoreagente de cloração, ou o aumento lento da temperatura, de preferência, até 85°C, durante um determinado período, de preferência, de 9 horas, até que otrióxido de enxofre seja completamente eliminado,(e) esfriar a massa a uma temperatura preferida deaproximadamente 15°C, para permitir a precipitação do reagente Vilsmeier-Haack, como um sólido, esperando a conclusão da precipitação durante umdeterminado período, de preferência, de aproximadamente 3 horas;(f) coletar o precipitado, de preferência, por meio defiltração, preferivelmente, sob uma atmosfera inerte, bem como, de preferência,sob nitrogênio.
17. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 11, deprodução de triclorogalactosacarose (TGS), caracterizado pelo fato decompreender o uso de cloreto de tionila ou cloreto de sulfurila como o cloreto deácido contendo enxofre preferido, para gerar um reagente de cloração, sendo queo dito processo também compreende as seguintes etapas seqüenciais:(a) colocar o cloreto de tionila ou o cloreto de sulfurila emum reator;(b) opcionalmente com difusão de nitrogênio, como o gásinerte preferido, ao longo da mistura de reação;(c) adicionar lentamente, à mistura de reação,dimetilformamida (DMF), como a amida terciária preferida, durante umdeterminado tempo, de preferência, mantendo a temperatura entreaproximadamente 35°C a 40°;(d) manter, de preferência, a massa de reação sobagitação durante um período preferido de aproximadamente 60 minutos, parapermitir a formação de um aduto com dimetilformamida (DMF), para atingir aconclusão e, então, esfriar a uma temperatura, de preferência, deaproximadamente 0°C, resultando em uma mistura de reação contendo o ditoaduto;(e) cloração de sacarose-6-acetato em uma solução,como um açúcar parcialmente protegido preferido, por meio da adição da ditasolução, lentamente, durante várias horas, à dita mistura de reação da etapa (d)por meio do controle da temperatura, de preferência, abaixo de 5°C,subseqüentemente, permitindo que a temperatura atinja, de preferência, atemperatura ambiente, de aproximadamente 30°C e mexendo durante umperíodo, de preferência, de aproximadamente-60-minutos, aquecendo a umatemperatura mais alta, de preferência, de aproximadamente 100°C, e mantendo, àdita temperatura, durante um determinado período, de preferência, deaproximadamente 6 horas, subseqüentemente, aquecendo a uma temperaturamais alta, de preferência, de aproximadamente-114°C e mantendo, à ditatemperatura, durante um período, de preferência, de aproximadamente 1,5-horas,resultando em uma mistura de reação contendo-TGS-6-acetato clorado; (f) resfriara dita mistura de reação contendo TGS-6-acetato clorado, de preferência, a umatemperatura mais baixa, de aproximadamente 60°C, neutralizando o pH aaproximadamente 7, por meio da adição da solução de amônia aaproximadamente 7%, como o álcali preferido, de preferência, filtrando, para aremoção dos sólidos suspensos;(g) recuperação da triclorogalactosacarose (TGS), pormeio de um processo preferido, que compreende o isolamento e,simultaneamente, a desacilação de TGS-6-acetato para triclorogalactosacarose(TGS), por meio da passagem do filtrado por uma coluna cromatográfica deafinidade contendo um adsorvente capaz de adsorver, seletivamente, o TGS-6-acetato, que inclui uma resina sintetizada, de preferência, a partir de poliestirenoreticulado, tendo um grupo funcional não-iônico, como, por exemplo, a resinaADS600, disponível comercialmente junto à Thermax, como uma resina preferida,que adsorve o TGS-6-acetato na resina e passa a dimetilformamida (DMF)juntamente com os sais inorgânicos, fora da resina, por meio da eluição elavagem da coluna, de preferência, com água, realizando, simultaneamente, adessorção e a desacilação do TGS-6-acetato, por meio do uso da solução deamônia a 10% em metanol, para lavar a coluna, neutralizando a solução detriclorogalactosacarose (TGS) em metanol e amônia, por meio da adição de ácidoclorídrico (HCI) diluído, destilando o metanol para a obtenção de um xarope e, depreferência, isolando a triclorogalactosacarose (TGS) em uma forma sólida, pormeio do tratamento do dito xarope com acetato de etila e metanol, como acombinação de solvente preferida, para a obtenção do pó detriclorogalactosacarose (TGS).
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