Stabilisierung von Dikohlensäurediestern mit Protonen-Säuren

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Protonen-Säuren als Stabilisatoren für Dikohlensäurediester, Mischungen enthaltend Dikohlensäurediester und Protonen-Säuren sowie die Verwendung dieser Mischungen zur Konservierung von Lebensmitteln, Getränken und Materialien.

Dikohlensäurediester werden unter anderem zur Konservierung von Lebensmitteln, insbesondere Getränken, als Bestandteile von antimikrobiellen Reagenzien, zur Deaktivierung von Enzymen in Fermentationsprozessen, oder zur Synthese von Feinchemikalien oder Polymeren verwendet. Dikohlensäurediester finden zudem z. B. als Katalysatoren zur Oxidation von Aminen oder zur Synthese, beispielsweise bei der Einführung von Schutzgruppen Verwendung.

Es ist bekannt, dass die Stabilität von Dikohlensäurediestern bei Raumtemperatur und insbesondere bei erhöhter Temperatur relativ gering sein kann. Insbesondere während der Aufreinigung, z. B. einer destillativen Reinigung, oder während einer längeren Lagerung kann es daher zur Zersetzung von Dikohlensäurediestern kommen. Diese Zersetzung kann die Qualität und Reinheit der Dikohlensäurediester verschlechtern. Zudem schreitet die Zersetzung allgemein umso schneller voran, je mehr Verunreinigungen enthalten sind. Eine hohe Reinheit sowie eine Stabilisierung von Dikohlensäurediestern sind daher sehr erstrebenswert.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfallen zur Verbesserung der thermischen Stabilität von Dikohlensäurediestern bekannt. So wird z. B. vorgeschlagen, Dikohlensäuredialkylester durch den Zusatz von Metallsulfaten zu stabilisieren (vgl. JP-A 48-4016). Nachteilig ist hierbei jedoch, dass diese Metallsulfate mit den Dikohlensäuredialkylestern wenig bis schlecht mischbar sind.

Weiterhin ist bekannt, Dikohlensäuredialkylester durch den Zusatz von Borverbindungen zu stabilisieren (vgl. JP-A 46-37810). Nachteilig ist hierbei jedoch besonders die Toxizität der entsprechenden Borverbindungen. Ein Einsatz in Lebensmitteln kommt für diese Zusätze nicht in Frage.

Weiterhin sind Carbonylverbindungen sowie heteroanaloge Carbonylverbindungen vorgeschlagen worden, als die Lagerstabilität erhöhende Zusatzmittel für Lösungen von Dikohlensäuredialkylestern in gegenüber Dikohlensäuredialkylestern inerten Lösungsmitteln (vgl. DE-A 3 231 397). Allerdings kommen Lösungen von Dikohlensäuredialkylestern in üblichen aprotischen Lösungsmitteln kaum als Zusatz für Lebensmittel in Betracht. Zudem sind stabilisierende Effekte nur mit prozentual relativ großen Mengen an Zusätzen zu erreichen.

Es bestand daher Bedarf an Stabilisatoren, die geeignet sind, Dikohlensäurediester wirkungsvoll gegen thermischen Zerfall zu schützen.

überraschenderweise wurde nun gefunden, dass Dikohlensäurediester durch Zusatz von verschiedenen Protonen-Säuren gegen thermische und/oder chemische Abbaureaktionen, wie sie z.B. bei der Lagerung oder der destillativen Reinigung auftreten können, stabilisiert werden können.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung von mindestens einer Protonen- Säure zur Stabilisierung von Dikohlensäurediestern gegen chemische und/oder thermische Abbaureaktionen.

Bei den Dikohlensäurediestern handelt es sich bevorzugt um Verbindungen der allgemeinen Formel (I)

wonn

R ¹ und R ² unabhängig voneinander für geradkettiges oder verzweigtes C _r C ₈ -Alkyl, Cycloalkyl, C ₂ -C ₈ -Alkenyl, C ₂ -C ₈ -Alkinyl oder Benzyl stehen,

welches jeweils gegebenenfalls ein- bis mehrfach, gleich oder verschieden substituiert ist durch Halogen; Nitro; Cyano; Ci-C ₆ -Alkoxy; Dialkylamino; oder für Phenyl stehen welches gegebenenfalls ein bis mehrfach, gleich oder verschieden substituiert ist durch: Halogen; Nitro; Cyano; Alkyl; Halogenalkyl; Alkoxy; Halogenalkoxy; Acyl; Acyloxy; Alkoxycarbonyl; Carboxyl,

bevorzugt

R ¹ und R ² unabhängig voneinander für geradkettiges oder verzweigtes CpCs-Alkyl oder C ₂ - Cg-Alkenyl oder Benzyl stehen,

besonders bevorzugt

R ¹ und R ² unabhängig voneinander für geradkettiges oder verzweigtes Ci-C ₅ -Alkyl oder C ₃ - Alkenyl oder Benzyl stehen,

und ganz besonders bevorzugt

R ¹ und R ² unabhängig voneinander für Methyl, Ethyl, Isopropyl, tert.-Butyl, tert.-Amyl, Allyl oder Benzyl stehen.

Bei den erfindungsgemäßen Stabilisatoren handelt es sich um Protonen-Säuren unterschiedlicher Säurestärke.

Als bevorzugte Protonen-Säuren kommen dabei beispielsweise die anorganischen, in der Technik häufig verwendeten, Säuren und deren Derivate sowie organische Carbonsäuren und deren Derivate in Frage.

Besonders bevorzugte anorganische Säuren sind Salzsäure, Schwefelsäure, Schweflige Säure, Salpetersäure, Salpetrige Säure, Hypochlorige Säure, Chlorige Säure, Chlorsäure, Perchlorsäure und ähnliche. Die Säuren werden dabei üblicherweise als wässrige Lösungen eingesetzt.

Als Beispiele für Derivate der anorganischen Säuren (Schwefelsäure und Schweflige Säure) seien besonders die Sulfonsäuren, die Sulfinsäuren und die Sulfamidsäuren genannt. Besonders bevorzugte Derivate aus der Reihe der Sulfonsäuren sind beispielweise Alkylsulfonsäuren, Phenylsulfonsäuren, Methylsulfonsäure, Fluorsulfonsäure und stark saure Ionentauscher wie sie z. B. bekannt sind aus der US-A 6646017. Besonders bevorzugte Derivate aus der Reihe der Sulfamidsäuren sind beispielsweise Cyclohexansulfamidsäuren.

Als Beispiele für die organischen Carbonsäuren sind zu nennen: gesättigte und ein- oder mehrfach ungesättigte aliphatische Monocarbonsäuren, gesättigte und ein- oder mehrfach ungesättigte aliphatische Di- und Polycarbonsäuren. Als Beispiele für Derivate der organischen Carbonsäuren sind zu nennen: deren Substitutionsprodukte wie Hydroxycarbonsäuren, Aminosäuren, Aldehyd- und Ketosäuren, deren Derivate wie, Carbonsäureester, -amide, -nitrile und Hydroxamsäuren, und deren Vorläufer wie Carbonsäurehalogenide, -anhydride und Ketene.

Besonders bevorzugte organische Carbonsäuren sind Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Heptansäure oder längerkettige Säuren wie Fettsäuren. Ebenfalls besonders bevorzugt sind aus der Reihe der mehrfachen Carbonsäuren Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure oder Glutarsäure sowie deren Derivate, beispielsweise deren Monoester, wie Methyl- oder Ethylester. Ebenfalls besonders bevorzugt sind aus der Reihe der aliphatischen Mono-, Di- und Polycarbonsäuren Abkömmlinge, welche am Kohlenstoffgerüst zusätzlich weitere OH-Gruppen tragen und deren Derivate, wie beispielsweise Citronensäure, Weinsäure, äpfelsäure, Milchsäure oder Ascorbinsäure. Hierbei können die mehrfachen Carbonsäuren als partielle Alkyl-Ester vorliegen und zusätzlich können die OH-Gruppen alkyliert

oder ebenfalls verestert sein. Auch können weitere organische Reste über die OH-Funktionalitäten an die Carbonsäuren gebunden sein.

Die genannten Carbonsäuren können auch in Form ihrer Salze wie z. B. der Natrium-, Kalium-, Magnesium-, oder Calcium-Salze eingesetzt werden.

Soweit die vorgenannten Carbonsäuren über ein asymmetrisches Kohlenstoff-Atom verfügen, können sowohl die reinen Enantiomeren als auch Enantiomeren- oder Diastereomeren-Gemische eingesetzt werden.

Die Protonen-Säuren können dabei als Reinstoffe oder als wässrige oder alkoholische Lösungen eingesetzt werden. Ebenso können die Verbindungen in Dikohlensäurediestern oder anderen geeigneten Lösungsmitteln vorgelöst werden. Die Protonen-Säuren können auch auf Oberflächen immobilisiert sein.

Zudem können selbstverständlich auch die jeweiligen reaktiven Vorstufen der Säuren, welche in Anwesenheit von Wasser zu den oben genannten Protonen-Säuren hydrolysieren, in situ eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind etwa Säurechloride oder Säureanhydride.

Die genannten Stabilisatoren werden im allgemeinen in einer Menge von 0.01 bis 100 000 ppm, bevorzugt in einer Menge von 0.1 bis 10 000 ppm, besonders bevorzugt in einer Menge von 0.1 bis 3000 ppm, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 0.1 bis 2000 ppm bezogen auf den Dikohlensäurediester oder deren Gemisch eingesetzt.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung gelingt es, Dikohlensäurediester generell gegen thermische und chemische Abbaureaktionen zu stabilisieren. Solche Abbaureaktionen treten z.B. bei der Lagerung auf.

Die erfindungsgemäß stabilisierten Dikohlensäurediester zeichnen sich durch eine verbesserte Lagerstabilität aus. So können die so stabiliserten Dikohlensäurediester über mehrere Monate bei Raumtemperatur gelagert werden, ohne dass eine Zersetzung der Dikohlensäurediester zu beobachten ist.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Mischungen enthaltend einen oder mehrere Dikohlensäurediester der oben bezeichneten Formel (I) und eine oder mehrere der oben allgemein und bevorzugt beschriebenen Protonen-Säuren im allgemeinen in einer Menge von 0.01 bis 100 000 ppm, bevorzugt in einer Menge von 0.1 bis 10 000 ppm, besonders bevorzugt in einer Menge von 0.1 bis 3000 ppm, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 0.1 bis 2000 ppm, bezogen auf den Dikohlensäurediester oder deren Gemisch.

Ganz besonders bevorzugt sind Mischungen von mindestens einem Dikohlensäurediester der Formel (I), insbesondere von Dimethyldicarbonat und/oder Diethyldicarbonat mit einer oder mehrerer Protonen-Säuren aus der Reihe der bevorzugt und besonders bevorzugt beschriebenen anorganischen Säuren und deren Derivate und der aliphatischen Mono-, Di- und Polycarbonsäuren, welche am Kohlenstoff-Gerüst zusätzlich weitere OH-Gruppen tragen, wie beispielsweise Citronensäure, Weinsäure, äpfelsäure, Milchsäure oder Ascorbinsäure.

Die erfindungsgemäßen Mischungen können über einen Zeitraum von mehreren Monaten gelagert werden, ohne dass es zu einer Zersetzung der darin enthaltenen Dikohlensäurediester kommt.

Die erfindungsgemäßen Mischungen eignen sich hervorragend zur Konservierung von Lebensmitteln und insbesondere Getränken gegen Befall und/oder Zersetzung durch Mikroorganismen, wie beispielsweise Bakterien, Pilze oder Hefen.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen zur Konservierung von Lebensmitteln und Getränken.

Die erfindungsgemäß stabilisierten Dikohlensäurediester eignen sich zum Beispiel in hervorragender Weise als Kaltentkeimungsmittel für stille oder karbonisierte Getränke wie Soft- Drinks, Vitamin-Getränke, Fruchtsaftgetränke, Teegetränke, alkoholische oder entalkoholisierte Wein-Getränke, Fruchtschorlen oder manche Biere. üblicherweise werden dazu die Dikohlensäurediester in Mengen zwischen 10 und 250 ppm zeitnah zur Abfüllung den Getränken zugesetzt. Die Zumischung zu den Getränken erfolgt dabei mit speziellen Dosierpumpen. Die Dikohlensäurediester wirken dabei kontrollierend auf eine Reihe von Mikroorganismen wie fermentative Hefen, Schimmel oder fermentative Bakterien. Beispielhaft seien hier etwa genannt Saccharomyces cerevisiae, Mycoderma, Brettanomyces spp, Lactobacillus brevis, Lactobacillus buchneri und viele andere.

Thermische Abbaureaktionen von Dikohlensäurediestern treten des weiteren insbesondere auch bei der Aufreinigung, z. B. bei der Extraktion oder der Destillation von Dikohlensäurediestern auf, wie sie beispielsweise im Rahmen des Herstellungsverfahrens für Dikohlensäurediester durchgeführt wird. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Protonen-Säuren gelingt es, Dikohlensäurediester mit geringeren Verlusten und in größerer Reinheit zu destillieren.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur destillativen Reinigung von Dikohlensäurediestern, indem man einen oder mehrere Dikohlensäurediester der oben angegebenen Formel (I) mit einer oder mehreren der oben allgemein bevorzugt und besonders bevorzugt genannten Protonen-Säuren, im allgemeinen in einer Menge von 0.01 bis 100

000 ppm, bevorzugt in einer Menge von 0.1 bis 10 000 ppm, jeweils bezogen auf

Dikohlensäurediester oder deren Gemisch, versetzt und anschließend die Mischung bei einem Druck von 5 bis 100 mbar, bevorzugt 10-50 mbar und einer Temperatur zwischen 30 und 12O ⁰ C, bevorzugt zwischen 40 und 9O ⁰ C, destilliert. Zur Destillation kommen die in der Technik üblichen Destillationskolonnen in Frage.

Die Ausbeuten an Dikohlensäurediester bei der Destillation liegen üblicherweise > 99%.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Stabilisierung von Dikohlensäurediestern durch Einstellung einer - verglichen mit hochreinen Dikohlensäurediestern - erhöhten Protonenkonzentration auf einen pH- Wert von unterhalb 6,5, bevorzugt auf einen pH-Wert von 6,0 bis minus 5.0 und besonders bevorzugt von 5,5 bis 0. Dies kann beispielsweise durch die erfmdungsgemässe Zugabe von Protonensäuren in Mengen von 0.01 bis 100 000 ppm bewirkt werden.

Die Messung der Protonenkonzentration erfolgt in wässrigen Medien üblicherweise über die sich darin bildenden Oxonium-Ionen. Als übliche Kenngröße wurde daher der pH- Wert definiert. Die Messung des pH- Wertes kann beispielsweise nach geeigneter Probenvorbereitung über Titration mit geeigneten Basen erfolgen. Der Endpunkt der Titration wird dabei üblicherweise durch eine Farbänderung eines Indikatorfarbstoffes indiziert. Die pH-Messung kann jedoch beispielsweise auch auf elektrochemischem Wege erfolgen. Zum Einsatz kommen hier üblicherweise pH- Elektroden, sog. Einstabmessketten.

In organischen Flüssigkeiten kann je nach Feuchtigkeitsgehalt ebenfalls mit pH-Elektroden oft sehr reproduzierbar ein pH-Wert gemessen werden. Eine andere Möglichkeit, im Fall von organischen Flüssigkeiten die Protonenkonzentration zu messen, beinhaltet eine Probenaufbereitung. Beispielsweise kann im Fall von Dikohlensäurediestern die Protonenkonzentration nach Extraktion mit ultrapurem Wasser bestimmt werden. Dabei wird der Dikohlensäurediester als organische Flüssigkeiten mit wenig Wasser versetzt, gut gemischt und die Phasen getrennt. Aus dem pH- Wert der wässrigen Phase kann die ursprünglich vorhandene Säuremenge im Dikohlensäurediester berechnet werden.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung ohne diesen jedoch darauf zu beschränken.

Beispiele

Beispiel 1

Entsprechend den Angaben in den Tabellen 1 - 4 wurden jeweils definierte Mengen eines bestimmten, hochreinen Dikohlensäurediesters und die jeweils angegebenen Zusätze in einem 10 ml Rundkolben mit Magnetrührer eingewogen. Die jeweils verwendeten, genauen Mengen der Zusätze sind ebenfalls den Tabellen zu entnehmen.

Der Rundkolben wurde mit einem Septum fest verschlossen. In diesem Septum befand sich eine öffnung, worin ein Teflonschlauch befestigt war, der in eine senkrecht gestellte, mit Silikonöl gefüllte, auf 0.1 ml kalibrierte 50 ml Bürette geleitet wurde. An der Skalierung der Bürette konnte die Menge des sich durch die Zersetzung des Dikohlensäurediesters entwickelnden Kohlendioxids abgelesen werden. Der Kolben wurde zügig in ein, wie in den Tabellen 1 - 4 für den jeweiligen Versuch angegeben, konstant temperiertes ölbad (gerührt mit 500 rpm) abgesenkt. Die Eintauchtiefe des Kolbens betrug 2,0 cm.

Nach der jeweils angegebenen Zeit, in der Regel nach 1, 2, 5, 10 und 15 Minuten, wurde das Gasvolumen abgelesen. Das Gasvolumen ist ein Maß für den Grad der Zersetzung der Dikohlensäurediester in CO ₂ . Es spiegelt damit umgekehrt den Grad der Stabilisierung durch die geprüften Zusätze wieder.

In den meisten Fällen wurden die Versuche wiederholt, um Reproduzierbarkeit sicherzustellen. Aussagekräftige Reproduzierbarkeit war jeweils gegeben.

Die Ergebnisse sind den angehängten Tabellen zu entnehmen. Hochreiner Dikohlensäurediester setzte in der beobachteten Zeit wenig Kohlendioxid frei, doch schon in Kontakt mit geringen Mengen von Silicagel, Braunstein oder auch nur rauhen Oberflächen, wie zerkratztem Glas, wurde die Zersetzung drastisch beschleunigt. Geringe Mengen der Stabilisatoren reichten aus um die Zersetzung effektiv zu verringern.

Je weniger gasförmige Zersetzungsprodukte Dikohlensäurediester unter Temperaturbelastung abgeben, desto günstiger wird eine Destillation unter Vakuum verlaufen.

Tabelle 1

Dimethyldicarbonat, 1670 ppm Zusatz

Temperatur 100 100 100 100 100 100 100

Dimethyldicarbonat- Menge [g] 3 3 3 3 3 3 3

Zusatz ohne Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel

Menge [mg] 10 10 10 10 10 10

Zusatz ohne ohne Wasser H ₂ SO ₄ HCL 37,0 % HNO ₃ 65,0% Perchlorsäure

Menge in mg 5 5 5 5 5

Gasentwicklung

[ml]

Minuten 1 0,1 1,0 2,4 0,1 0,6 0,5 0,2

Minuten 2 0,2 3,4 8,0 0,3 1,6 1,4 1,0

Minuten 5 0,6 20,3 26,8 1,9 3,0 2,5 10,9

Minuten 10 0,8 46,1 50,0 4,9 4,2 3,5 17,1

Minuten 15 1,3 50,0 50,0 10,2 6,1 4,5 23,1

Tabelle 1 (Fortsetzung) Dimethyldicarbonat, 1670 ppm Zusatz

Temperatur 100 100 100 100 100 100 100

Velcorin-Menge [g] 3 3 3 3 3 3 3

Zusatz Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel

Menge [mg] 10 10 10 10 10 10 10

L(-)- D(-)- L(+)- N-Cyclo- Essigsäure äpfel- Weinsäure Weinsäure hexylsul- +H ₂ SO ₄

Zusatz Ascorbinsäure Gitronensäure säure 99% 99,5 % p.a. faminsäure

Menge in mg 5 5 5 5 5 5 2,5 + 2,5

Gasentwicklung

[ml]

Minuten 1 0,5 0,6 0,1 1,0 - 0,5 0,2 - 0,3 0,2 0,1

Minuten 2 1,8 1,5 0,2 2,2 - 1,5 0,6 - 0,6 1,0 0,4

Minuten 5 8,2 2,5 0,4 3,3 - 2,6 0,9 - 1,1 9,6 1,5

Minuten 10 23,9 3,7 0,9 4,2 - 3,0 1,0 - 1,2 16,1 3,4

Minuten 15 33,6 6,4 2,7 4,7 - 3,7 1,1 - 1,5 19,6 6,4

Tabelle 1 (Fortsetzung)

Dimethyldicarbonat , 1670 ppm Zusatz Stabilisator

Temperatur [ ⁰ C] 100 100 100 100 100 100 100

Dimethyldicarbonat

Menge [g] 3 3 3 3 3 3 3

Zusatz ohne Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel

Menge [mg] 10 10 10 10 10 10

H ₂ SO ₄ HCL 37,0

Zusatz Stabilisator ohne ohne Wasser 98,0 % % HNO ₃ 65,0% Perchlorsäure

Menge [mg] 5 5 5 5 5

Gasentwicklung

[ml]

Minuten 1 0,1 1,0 2,4 0,1 0,6 0,5 0,2

Minuten 2 0,2 3,4 8,0 0,3 1,6 1,4 1,0

Minuten 5 0,6 20,3 26,8 1,9 3,0 2,5 10,9

Minuten 10 0,8 46,1 50,0 4,9 4,2 3,5 17,1

Minuten 15 1,3 50,0 50,0 10,2 6,1 4,5 23,1

Tabelle 1 (Fortsetzung) Dimethyldicarbonat, 1670 ppm Zusatz

Temperatur [ ⁰ C] 100 100 100 100 100 100 100

Dimethyldicarbonat Menge [gl 3 3 3 3 3 3 3

Zusatz Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel

Menge [mg] 10 10 10 10 10 10 10

D(-)- L(+)- N- Essigsäure Weinsäure Weinsäure Cyclohexylsul- +H ₂ SO ₄

L(-)- 99% 99,5 % faminsäure 98,0%

Zusatz Stabilisator Ascorbinsäure Citronensäure äpfelsäure p.a.

Menge [mg] 5 5 5 5 5 5 2,5 + 2,5

Gasentwicklung

[ml]

Minuten 1 0,5 0,6 0,1 1,0 0,2 0,2 0,1

Minuten 2 1,8 1,5 0,2 2,2 0,6 1,0 0,4

Minuten 5 8,2 2,5 0,4 3,3 0,9 9,6 1,5

Minuten 10 23,9 3,7 0,9 4,2 1,0 16,1 3,4

Minuten 15 33,6 6,4 2,7 4,7 1,1 19,6 6,4

Tabelle 1 (Fortsetzung) Dimethyldicarbonat, 1670 ppm Zusatz

Temperatur [ ⁰ C] 100 100 100

Dimethyldicarbonat Menge [g] 3 3 3

Zusatz Silikagel Silikagel Silikagel

Menge [mg] 10 10 10

Benzolsulfon Toluolsulfon- Methansulfon-

Zusatz Stabilisator -säure säure säure

Menge [mg] 5 5 5

Gasentwicklung

[ml]

Minuten 1 0,5 0,7 0,6

Minuten 2 1,4 1,6 1,1

Minuten 5 2,5 2,6 2,0

Minuten 10 3,8 4,1 2,4

Minuten 15 6,0 5,3 3,2

Tabelle 2 Dimethyldicarbonat, 1670 ppm Zusatz Stabilisator

Temperatur [ ⁰ C] 100 100 100 100 100 100 100

Dimethyldicarbonat Menge fg] 3 3 3 3 3 3 3

Zusatz Braunstein Braunstein Braunstein Braunstein Braunstein Braunstein Braunstein

Menge [mg] 10 10 10 10 10 10 10

L(+)-

HNO ₃ LQ- Weinsäure

Zusatz Stabilisator ohne HCl 37,0 % 65,0% Citronensäure äpfelsäure 99,5 % p.a. Wasser

Menge [mg] 5 5 5 5 5 5

Gasentwicklung

[ml]

Minuten 1 3,8 0,9 0,9 2,5 0,5 2,9 7,1

Minuten 2 9,3 2,0 2,8 5,9 1,2 6,2 26,4

Minuten 5 21,7 6,9 7,4 8,8 2,7 9,0 35,4

Minuten 10 31,1 9,6 13,6 11,7 3,9 10,5 46,1

Minuten 15 41,5 12,2 19,6 15,9 5,3 11,2 50,0

Tabelle 3

Dimethyldicarbonat, 1670 ppm Zusatz Stabilisator

Temperatur [ ⁰ C] 100 100 100

Dimethyldicarbonat Menge [gl 3 3 3

Oberfläche des Oberfläche des Kolbens innen Kolbens innen

Zusatz ohne stark zerkratzt stark zerkratzt

Zusatz Stabilisator ohne ohne L(+)-Weinsäure

Menge [mg] 5

Gasentwicklung [ml]

Minuten 1 0,1 0,7 0,6

Minuten 2 0,2 1,3 1,4

Minuten 5 0,5 2,2 2,1

Minuten 10 1,3 3,8 2,7

Minuten 15 2,7 5,7 3,0

Tabelle 4

Dimethyldicarbonat, <1000 ppm Zusatz Stabilisator

Temperatur [ ⁰ C] 100 100 100 100 100

Dimethyldicarbonat Menge [g] 3 3 3 3 3

Zusatz Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel Silikagel

Menge [mg] 10 10 10 10 10

10 ppm 100 ppm 100 ppm 100 ppm

100 ppm H ₂ SO ₄ H ₂ SO ₄ L(+)- HNO ₃

Zusatz Stabilisator äpfelsäure 98,0% 98,0% Weinsäure 65,0%

Gasentwicklung

[ml]

Minuten 1 0,2 0,7 0,9 0,4 0,2

Minuten 2 1,4 1,9 1,5 1,7 0,6

Minuten 5 14,3 11,2 2,7 16,1 2,5

Minuten 10 40,4 33,5 4,2 38,7 34,4

Minuten 15 15,5

Beispiel 2

Der Zusammenhang zwischen Stabilisierung und dem direkt mit einer pH-Elektrode betimmten pH-Wert, wurde experimentell gemessen. Hochreiner Dikohlensäuredimethylester wurde zunächst mit unterschiedlichen Mengen Säure oder Base versetzt. Der sich daraufhin einstellende, pH- Wert wurde direkt mit einer pH-Elektrode (Einstabmesskette) der Firma Mettler Toledo, Modell Inlab 1010, gemessen. Die Elektrode wurde vorher in Pufferlösungen geeicht. Daraufhin wurde die Zersetzlichkeit in Abhängigkeit vom pH- Wert experimentell, analog dem Vorgehen in Beispiel 1 , bestimmt. Die jeweiligen Werte für die Kohlendioxidentwicklung sind der Tabelle zu entnehmen. Man erkennt einen klaren Zusammenhang zwischen Protonengehalt und Stabilität. Ebenso konnte die im Dikohlensäurediester anwesende anorganische Säuremenge nach Extraktion mit ultrapurem Wasser bestimmt werden. Dazu wurde der Dikohlensäuredimethylester mit wenig hochreinem Wasser extrahiert und vor oder nach Phasentrennung der pH- Wert mit der Glaselektrode in diesem Wasser gemessen. Danach wurde der pH-Wert auf das ursprüngliche Dicarbonat-Volumen umgerechnet. Dieses Vorgehen ergab identische Werte und weniger Drift der pH-Elektrode. Die Lösungen wurden bei den pH-Bestimmungen mit Argon gespült um Beeinflussungen des pH- Wertes durch Kohlendioxid zu verhindern.

Dimethyldicarbonat, pH-Abhängigkeit