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Wenngleich Saccharose noch immer den am häufigsten verwendeten Süssstoff darstellt, sind viele Versuche zur Auffindung von Süssstoffen höherer Süsskraft unternommen worden, die dann verwendet werden können, wenn es gewünscht ist, einen Stoff hoher Süsskraft einzusetzen. Die beiden erfolgreichsten Süssstoffe auf Nicht-Saccharosegrundlage (d. h. von Saccharose strukturell verschiedene Stoffe) sind bislang Saccharin und Cyclamat gewesen, die jeweils etwa die 200-bzw. etwa 30fache Süsskraft von Saccharose aufweisen. Die Anwendung dieser Süssstoffe, insbesondere von Cyclamat, ist kürzlich jedoch in einigen Ländern eingeschränkt oder verboten worden, da hinsichtlich ihrer Sicherheit Zweifel aufgetaucht sind. Saccharin besitzt auch den Nachteil eines für viele Leute unangenehm bitteren Nachgeschmackes.
Kürzlich sind viele weitere Süssstoffe auf Nicht-Saccharosebasis untersucht worden, wobei einige natürlichen und andere synthetischen Ursprungs sind. Diese Verbindungen umfassen Proteine wie Monellin, Thaumatin und Miraculin, Dipeptide wie Aspartan und Dihydrochalcone wie Neohesperidindihydrochalcon, jedoch besitzen derartige Süssstoffe, welche im übrigen schwierig herstellbar oder aus Naturstoffen extrahierbar sind, nicht notwendigerweise die gleiche Süsskraft wie Saccharose. Insbesondere kann im Vergleich zu Saccharose der süsse Geschmack sich nur relativ langsam bemerkbar machen und dann relativ lang nachklingen, wobei ein lakritzenartiger oder anderer Nachgeschmack auftreten kann, welcher den Süssstoff dann als Ersatzstoff für Saccharose ungeeignet macht, wenn diese Unterschiede nicht maskiert werden können.
Wenngleich zahlreiche Süssstoffe stark unterschiedlicher chemischer Struktur untersucht worden sind, so ist es doch von Bedeutung festzustellen, dass in keinem Saccharosederivat oder in keinem andern Kohlehydrat eine die Süsskraft von Saccharose übersteigende Süsskraft entdeckt worden ist. In den Fällen, wo eine intensiv süss schmeckende Substanz, wie beispielsweise Saccharin, Cyclamat und die andern bereits erwähnten Süssstoffe auf Nicht-Saccharosebasis entdeckt worden sind, war deren Struktur immer von jener der Saccharose stark verschieden. Tatsächlich ist bekannt, dass die Anwesenheit einiger Substituenten im Saccharosemolekül die Süsskraft der Saccharose zerstören und selbst einen bitteren Geschmack erzeugen kann.
Es ist daher äusserst überraschend und in vollständigem Gegensatz zu den bisherigen Kenntnissen über Süssstoffe auf Nicht-Saccharosegrundlage, dass nun gemäss der Erfindung ermittelt worden ist, dass gewisse Derivate von Saccharose und Saccharoseisomeren sehr viel süsser als Saccharose selbst sind, wobei deren Süsskraft in der Intensität mit der von Saccharin vergleichbar ist und deren Qualität mit der Qualität von Saccharose vergleichbar ist.
Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen neuer chlorierter Disaccharide der allgemeinen Formel
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worin R 1 ein Chlor atom darstellt und R'und R jeweils eine Hydroxygruppe und ein Wasserstoffatom, ein Chloratom und ein Wasserstoffatom, oder ein Wasserstoffatom und ein Chloratom bedeuten und R4 und R je für eine Hydroxygruppe stehen, wobei, falls R2 Chlor bedeutet, R 4 und/oder RS oder, falls R3 Chlor bedeutet, R4 auch ein Chloratom bedeuten kann.
Das Verfahren zum Herstellen solcher chlorierter Disaccharide ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine gegebenenfalls bereits partiell chlorierte und in nicht zu chlorierenden Stellen geschützte, vorzugsweise acylierte, Saccharose in an sich bekannter Weise chloriert wird und sodann vorhandene Schutzgruppen abgespalten werden.
Einige der erfindungsgemäss herstellbaren neuen Verbindungen sind in der folgenden Tabelle angegeben.
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EMI2.1
<tb>
<tb>
Verbindung <SEP> Nr. <SEP> R1 <SEP> R2 <SEP> R3 <SEP> R4 <SEP> R5 <SEP> Ungefähre <SEP> Süsskraft <SEP> *
<tb> l <SEP> Cl <SEP> OH <SEP> H <SEP> OH <SEP> OH <SEP> 20
<tb> 2 <SEP> Cl <SEP> H <SEP> Cl <SEP> OH <SEP> OH <SEP> 600
<tb> 3
<tb> Cl <SEP> Cl <SEP> H <SEP> Cl <SEP> Cl <SEP> 100
<tb>
Süsskraftbewertung :
Die Süsskraft wird in wässeriger Lösung durch Vergleich mit einer
10 gew.-% igen wässerigen Lösung von Saccharose bewertet. Die
Ergebnisse wurden mit einer kleinen Gruppe von Versuchspersonen erhalten und sind daher nicht statistisch exakt, geben jedoch die ungefähre Grössenordnung der Süsskraft wieder.
Verbindungen der allgemeinen Formel (I) können gemäss einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens durch Umsetzen eines an den zu chlorierenden Stellen freie Hydroxygruppen aufweisenden Saccharoseesters mit Sulfurylchlorid, Behandeln des erhaltenen Chlorsulfatderivates mit einer Chloridionenquelle wie Lithiumchlorid in einem Amid wie Hexamethylphosphorsäuretriamid als Lösungsmittel und Hydrolysieren der erhaltenen chlorierten Saccharoseester, z. B. unter Verwendung von Natriummethoxyd in trockenem Methanol, hergestellt werden, wobei die Umsetzung mit Sulfurylchlorid bei verringerter Temperatur in einem inerten Lösungsmittel in Gegenwart einer Base, z. B. in Pyridin gelöst enthaltendem Chloroform, durchgeführt werden kann.
Eine ähnliche Arbeitsweise kann zur weiteren Chlorierung eines bereits chlorierten Saccharosederivates angewandt werden.
Im allgemeinen können die 4-Chlor-saccharosederivate durch Reaktion des 4-Chlor-galactosaccharoseanalogen mit einer Chloridionenquelle bei einer erhöhten Temperatur, z. B. 100 bis 150. C, vorzugsweise in Gegenwart einer katalytisch wirkenden Menge an Jod, erhalten werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden durch Ausführungsbeispiele näher erläutert.
EMI2.2
din (10 ml) und Chloroform (30 ml) wurde mit Sulfurylchlorid (2 ml) bei-75 C während 45 min behandelt. Das Reaktionsgemisch wurde in eiskalter Schwefelsäure (10%, 200 ml) und Dichlormethan (200 ml) aufgenommen und heftig geschüttelt. Die organische Schicht wurde sodann aufeinanderfolgend mit Wasser, wässerigem Natriumhydrogencarbonat und Wasser gewaschen und anschliessend
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2 SO.).(2, 1 g) konzentriert.
Dieser sirupöse Rückstand (2 g) wurde sodann mit Lithiumchlorid (2 g) in Hexamethylphosphortriamid (HMPA) (10 ml) bei 90 C während 24 h behandelt. Das Reaktionsgemisch wurde in Eiswasser gegossen und der gebildete Niederschlag gesammelt, mit Wasser gewaschen und in Äther
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145 b, 109 a.
Analyse für C 26 H 35 CIO 17 :
EMI2.5
<tb>
<tb> berechnet <SEP> : <SEP> C <SEP> 47, <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 4 <SEP> Cl <SEP> 5, <SEP> 4% <SEP>
<tb> gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 47, <SEP> 5 <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP> Cl <SEP> 5, <SEP> 7%. <SEP>
<tb>
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b) l'-Chlor-1'-deoxysaccharose
Eine Lösung des vorstehend angeführten Zwischenproduktes (1 g) in trockenem Methanol (10 ml) wurde mit einer katalytischen Menge von 1m-Natriummethoxyd in Methanol bei Raumtemperatur während 5 h behandelt. Durch Dünnschichtchromatographie (Dichlormethan-Methanol 3 : 1), wurde ein sich langsam bewegendes Produkt festgestellt.
Die Lösung wurde durch Schütteln mit Amberlyst-15 (einem Polystyrolsulfonsäureharz) in H-Form entsalzt, konzentriert und durch Schütteln einer wässerigen Lösung des Sirups mit Petroläther gereinigt. Die wässerige Schicht wurde sodann konzentriert-und unter Vakuum unter Erhalt des l'-Chlor-1'-deoxysaccharose getrocknet [a]D= +57, 8" (c = 0, 7, Wasser).
Analyse für C 12 H 21 ClO 10 :
EMI3.1
<tb>
<tb> berechnet <SEP> : <SEP> C <SEP> 39, <SEP> 9 <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 9 <SEP> ci <SEP> 918% <SEP>
<tb> gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 39, <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP> Cl <SEP> 9, <SEP> 7%. <SEP>
<tb>
EMI3.2
von Pyridin (10 ml) und Chloroform (30 ml) wurde mit Sulfurylchlorid (2 ml) bei-75 C während 45 min behandelt. Das Reaktionsgemisch wurde in eiskalte Schwefelsäure (10%, 200 ml) unter heftigem Schütteln gegossen und sodann mit Dichlormethan extrahiert. Die organische Schicht wurde aufeinanderfolgend mit Wasser, wässerigem Natriumhydrogencarbonat und Wasser gewaschen und getrocknet (Na 2 SO.). Die Lösung wurde konzentriert und mit Äther extrahiert.
Das unlösliche Material wurde abfiltriert und das Filtrat unter Erhalt des Chlorsulfates (2, 1 g) konzentriert. Dieses Zwischenprodukt wurde sodann mit Lithiumchlorid wie in Beispiel 1 unter Erhalt des oben bezeichneten Chlorzwischenproduktes behandelt. b) 4-Chlor-4-deoxy-a-D-galactopyranosyl-l'-chlor-l'-deoxy -ss-D-fructofuranosid
Eine Lösung des vorstehend angeführten Zwischenproduktes aus a) (1 g) in trockenem Methanol wurde mit einer katalytischen Menge Im-Natriummethoxyd in Methanol bei Raumtemperatur während 5 h behandelt. Durch Dünnschichtchromatographie (Dichlormethan-Methanol 4 : 1) ergab sich ein Produkt. Die Reaktion wurde wie in Beispiel 1 b) unter Erhalt der Titelverbindung als Sirup aufgearbeitet, [a]D =+49, 60 (c = 0, 7, Wasser).
Analyse für C 12 H 20 Cl2 O. :
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<tb>
<tb> berechnet <SEP> : <SEP> C <SEP> 38, <SEP> 0 <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 3 <SEP> Cl <SEP> 18, <SEP> 7% <SEP>
<tb> gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 35, <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP> Cl <SEP> 20, <SEP> 4%. <SEP>
<tb>
Beispiel 3 : 4, 6, 1', 6' -Tetrachlorsaccharose (Verbindung 3)
Zu einer Lösung von 4, 6, 6'-Trichlor-4, 6, 6'-trideoxy-2, 3, 3', 4'-tetra-0-acetylgalactosaccharose- - l'-O-monomesitylensulfonat (l g) in DMF (15 ml) wurde ein Überschuss an Lithiumchlorid (2 g) und eine katalytische Menge an Jod (50 mg) hinzugegeben und das Gemisch wurde auf 140 bis 145 C in einem Ölbad während 18 h erhitzt. Durch Dünnschichtchromatographie (Benzol-Äthylacetat 3 : 1) ergab sich die Anwesenheit eines Hauptproduktes, das schneller als das Ausgangsmaterial wanderte. Das Reaktionsgemisch wurde abgekühlt, in eiskaltes Wasser gegossen und anschliessend mit Äthylacetat extrahiert.
Der organische Extrakt wurde gründlich gewaschen, zunächst mit 5%iger Natriumthiosulfatlösung und sodann mit Wasser, und sodann getrocknet. Das Äthylacetat wurde verdampft und der Rückstand mit Methanol behandelt, das eine katalytische Menge an Natriummethoxyd enthielt.
Das Dünnschichtchromatogramm (Chloroform/Aceton/Methanol/Wasser, 57 : 20 : 20 : 3) zeigte nun die Anwesenheit eines schneller wandernden, in geringer Menge vorliegenden Produktes, und ein sich langsamer bewegendes Hauptprodukt, die beide sehr ähnliche Mobilitäten aufwiesen, wobei letzteres 4, 6, l', 6'-Tetradeoxy-galactosaccharose (gemischtes Dünnschichtchromatogramm) entsprach.
Das Gemisch wurde über einer Silikagelsäule unter Verwendung von Chloroform-Methanol (10 : 1)
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als Elutionsmittel fraktioniert. Es wurde jedoch keine vollständige Abtrennung wegen der eng benachbarten Beweglichkeiten der beiden Komponenten erreicht. Die ersten wenigen Fraktionen enthiel-
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6, l', 6'-Tetrachlor-4, 6, l', 6'-tetradeoxy-saccharose,(J2',4'9,6 Hz); H-4', 4,62 t (J4', 5'6, 0 Hz).
Tetramesylat - weisse kristalline Verbindung, Schmelzpunkt 187 C (Dichlormethan-Methanol) [a]D = +29, 90 (c = 1, 0, Aceton).
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen neuer chlorierter Disaccharide der allgemeinen Formel
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worin R'ein Chloratom darstellt und R2 und R3 jeweils eine Hydroxygruppe und ein Wasserstoffatom, ein Chloratom und ein Wasserstoffatom, oder ein Wasserstoffatom und ein Chloratom bedeuten und R4 und R5 je für eine Hydroxygruppe stehen, wobei, falls R 2 Chlor bedeutet, RI und/oder RS oder, falls R3 Chlor bedeutet, R4 auch ein Chloratom bedeuten kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegebenenfalls bereits partiell chlorierte und an nicht zu chlorierenden Stellen geschützte, vorzugsweise acylierte, Saccharose in an sich bekannter Weise chloriert wird und sodann vorhandene Schutzgruppen abgespalten werden.