BRPI0410059B1 - Processo para a oxidação seletiva de carboidratos com a utilização de catalisadores de ouro suportados - Google Patents

Description

Relatório descritivo da patente de invenção para: "PROCESSO

PARA A OXIDAÇÃO SELETIVA DE CARBOIDRATOS COM A UTILIZAÇÃO DE CATALISADORES DE OURO SUPORTADOS".

DESCRIÇÃO A presente invenção refere-se a um processo para a oxidação seletiva de um carboidrato na presença de um catalisador de ouro, que compreende particulas de ouro distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte de óxido de metal, a um processo para oxidação seletiva de um oligossacarídeo na presença de um catalisador de ouro, que compreende partículas de ouro distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte de carbono ou óxido de metal, e também aos produtos de oxidação de ácido aldônico preparados por meio da utilização destes processos. A produção de queijo e a indústria de processamento de soro geram anualmente, em todo o mundo, cerca de 1,2 milhões de toneladas de lactose como produto residual. Até aqui a lactose, como componente de carboidrato mais importante do leite, não tem representatividade econômica.

Uma das razões para isto deve ser investigada na intolerância à lactose apresentada por partes da população.

Pessoas com intolerância à lactose não conseguem processar lactose e, ao consumirem lactose, reagem com sintomas de intolerância, como a diarréia. Apenas uma parte relativamente pequena da lactose ocorrente é encaminhada a um processamento econômico, sendo que a lactose é utilizada, por exemplo, como substrato de fermentação, como carga ou para a preparação de produtos alimentícios dietéticos. No entanto, a maior parte das quantidades ocorrentes de lactose é descartada através das instalações de efluentes dos produtores, o que pode carrear perturbações do equilíbrio ecológico do sistema hidrológico. No entanto, como a lactose é uma matéria-prima disponível em grandes quantidades e extremamente barata, há grande interesse em um beneficiamento econômico deste carboidrato. Assim, desenvolveu-se há pouco tempo principalmente diversas reações de separação e de transformação enzimática em que se utiliza lactose como material de partida para a preparação de produtos de maior valor.

Assim, por meio da oxidação de lactose é possível obter ácido lactobiônico, que é extremamente interessante para uma série de aplicações. Até aqui, para a preparação de ácido lactobiônico a partir de lactose, utiliza-se um processo enzimático que emprega a enzima celobiose- desidrogenase e hexose-oxidase. A conversão insatisfatória que ocorre, por exemplo, na reação catalisada com celobiose-desidrogenase pode ser incrementada por meio da utilização da enzima lacase, que reoxida os mediadores redox reduzidos na reação. Com base em sua excelente capacidade de formar quelatos de metal, o ácido lactobiônico é utilizado, entre outros, na assim-chamada "solução de transplante de Wisconsin", já que o ácido lactobiônico pode reduzir o dano oxidativo causado por ions de metal durante o armazenamento de órgãos a serem transplantados. Ácido lactobiônico também pode ser utilizado como co-construtor biodegradável em sabões em pó, podendo conter até 40 % de ácido lactobiônico. Em virtude do sabor acre-doce brando do ácido lactobiônico pode haver outras possibilidades de aplicação na tecnologia dos alimentos.

Outros ácidos aldônicos ou ácidos aldônicos de oligossacarideos também desfrutam de um grande potencial de utilização na indústria farmacêutica, na preparação de cosméticos e na tecnologia dos alimentos. Presentemente, ácidos aldônicos são preparados principalmente por meio de conversão microbiana ou enzimática a partir dos mono- ou oligossacarideos correspondentes. Assim, por exemplo, é possível converter glucose a ácido glucônico por meio da utilização de Acetobacter methanolicus. No entanto, a preparação enzimática de ácidos aldônicos é caracterizada geralmente por uma produtividade relativamente baixa e, também por razões da proteção ambiental, não é isenta de problemas. Portanto, há um grande interesse em processos alternativos de oxidação que proporcionem um comprometimento substancialmente menor do meio ambiente, sendo que o carboidrato a ser oxidado, por exemplo, um monossacarideo, é oxidado ao ácido aldônico correspondente por meio da utilização de um catalisador heterogêneo. A catálise heterogênea de uma reação de oxidação ocorre usualmente em um reator de três fases, sendo que o catalisador sólido, freqüentemente pulverulento, é suspenso em uma fase liquida contendo o composto a ser oxidado e, durante a reação, borbulha-se oxigênio pela fase líquida.

Embora a oxidação catalítica ofereça algumas vantagens consideráveis, em comparação com a reação enzimática, principalmente sob o ponto de vista da contaminação consideravelmente menor do meio ambiente ela ainda apresenta uma desvantagem decisiva. Com a utilização de metais, a ativação de dióxido pode levar a reações radicais que, principalmente no caso de moléculas polifuncionais, podem diminuir substancialmente a seletividade da reação (Sheldon e Kochi, "Metal Catalyzed Oxidations of Organic Compounds", 1981, Academic Press, New York).

Até aqui, a mais investigada é a utilização de catalisadores de platina e paládio suportados para a oxidação de glucose. Assim verificou-se que, com a utilização destes catalisadores, a reação catalítica de glucose a ácido glucônico é substancialmente limitada em virtude da reduzida seletividade e taxa de conversão.

Também ocorre uma desativação relativamente rápida de ambos os tipos de catalisadores. Esta desativação baseia-se aparentemente em um bloqueio da superfície do catalisador com base na adsorção de moléculas ou de efeitos de envenenamento causados pelo dióxido (Van Dam, Kieboom e van Bekkum, Appl. Catai., 33 (1990), 187). Alguns dos fatores que limitam a reação catalítica de glucose a ácido glucônico podem ser significativamente melhorados por meio da introdução de promotores, como bismuto ou chumbo. Além de um melhoramento da vida útil do catalisador, aumentam com isto principalmente a seletividade e a taxa de conversão da reação (Fiege e Wedemeyer, Angew. Chem., 93 (1981), 812; Wenkin et al., Appl. Catai. A: General, 148 (1996), 181).

No entanto, Pd e Bi são discutidos de maneira controversa devido à possível lixiviação destas substâncias toxicologicamente perigosas. Visando elevar a velocidade de reação e evitar a desativação do catalisador são necessárias condições ligeiramente alcalinas. No entanto, em reações do tipo referido ocorrem reações secundárias que reduzem a produção de gluconato. Também é desvantajoso que venha a ocorrer produção de gluconato quando se utilizam bases em lugar do ácido glucônico livre (Biella, Prati e Rossi, Journal of Catalysis, 206 (2002), 242-247).

Assim, para a produção em grande escala de ácido glucônico prefere-se sempre o processo de fermentação, apesar dos problemas que ocorrem com este processo, por exemplo, a forte contaminação de águas residuais e a formação não desprezível de produtos secundários. Por esta razão é necessário desenvolver novos tipos de catalisadores que permitam uma oxidação catalítica de carboidratos para a preparação de ácidos aldônicos com a utilização de dióxido como agente de oxidação, e que, além de elevada atividade e seletividade, ofereça uma maior vida útil.

Até aqui se utilizava catalisadores de ouro suportados principalmente para a oxidação de CO ou propeno na fase gasosa e para hidrogenações seletivas. Biella et al., Journal of Catalysis, 206 (2002) 242-247, descrevem a utilização de um catalisador de ouro suportado com carbono para a oxidação seletiva de D-Glucose a ácido D-glucônico na fase líquida. Uma comparação entre o catalisador de ouro suportado com carbono e catalisadores usuais de paládio e platina mostra que, em muitos aspectos, o catalisador de ouro é superior tanto ao catalisador de paládio como ao catalisador de platina. Em comparação com catalisadores de paládio e platina, o catalisador de ouro utilizado prova ser substancialmente mais estável principalmente no que se refere a uma desativação. Uma vantagem adicional do catalisador de ouro utilizado baseia-se no fato de que este não requer controle externo do pH durante a conversão de glucose. No entanto, os catalisadores de ouro suportados com carbono apresentam uma desvantagem considerável. Por um lado, quanto mais diminui o valor do pH mais ouro é lixiviado do catalisador. Por outro lado, o aumento do valor do pH requer crescimento das partículas de ouro.

Ambos carreiam uma redução da atividade do catalisador. A dissolução de partículas de ouro que aumenta com o crescente valor do pH coincide com um aumento das partículas de ouro. Isto se deve provavelmente a que partículas pequenas de ouro se dissolvem e, depois, o ouro se separa em partículas maiores de ouro, com o que ocorre uma redução de partículas de Au{I,III). O problema técnico que fundamenta a presente invenção consiste em proporcionar catalisadores de ouro aperfeiçoados com relação aos catalisadores conhecidos do estado da técnica, e que apresentem uma boa seletividade e atividade para a oxidação de carboidratos aos ácidos aldônicos correspondentes, e com os quais não ocorram os problemas de catalisadores de ouro conhecidos do estado da técnica, principalmente a queda de atividade causada por repetidas utilizações, cuja medida depende do valor do pH, de forma que os catalisadores de ouro possam se utilizados na preparação em grande escala de ácido aldônico a partir de materiais de partida constituídos de carboidratos apropriados. Além disso, os catalisadores de ouro aperfeiçoados devem poder ser utilizados para a oxidação de uma multiplicidade de carboidratos diferentes aos ácidos aldônicos correspondentes. A presente invenção soluciona o problema técnico em pauta ao proporcionar um processo para a oxidação seletiva de pelo menos um carboidrato, de uma mistura de carboidratos ou de uma composição que contém o(s) mesmo(s), sendo que se reage uma solução aquosa do carboidrato, da mistura ou da composição na presença de um catalisador de ouro, compreendendo partículas de ouro distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte de óxido de metal, e na presença de oxigênio, principalmente dióxido.

Os catalisadores de ouro suportados com óxido de metal utilizados na oxidação de carboidrato de acordo com a invenção distinguem-se pelo fato de que possibilitam a oxidação seletiva de uma multiplicidade de carboidratos, principalmente de carboidratos do tipo referido, cujo átomo de carbono Cl apresenta um grupo aldeído oxidável, ou que pode ser dotado com um grupo aldeído oxidável, aos ácidos aldônicos correspondentes. Em comparação com catalisadores usuais de platina e paládio, os catalisadores de ouro utilizados de acordo com a invenção apresentam uma atividade superior em até uma ordem de grandeza relativamente à oxidação seletiva de carboidratos. Esta maior atividade é tanto mais notável quanto menor o carregamento de metal dos catalisadores de ouro em comparação com catalisadores de platina ou paládio. Além disso, os catalisadores de ouro suportados com óxido de metal utilizados de acordo com a invenção apresentam uma atividade substancialmente incrementada em relação aos catalisadores de platina e ouro, ou seja, a seletividade para outros produtos de oxidação é nitidamente reduzida.

Enquanto que com a utilização de catalisadores de platina e paládio sempre se obtém uma mistura de produtos que, além do ácido aldônico desejado, contém uma multiplicidade de outros produtos de oxidação que são provenientes da oxidação de, por exemplo, grupos álcool, com a utilização dos catalisadores de ouro suportados com óxido de metal utilizados de acordo com a invenção é obtido um ácido aldônico quase puro que não contém outros produtos de oxidação detectáveis ou que só contém quantidades extremamente reduzidas dos mesmos. A seletividade excepcionalmente elevada dos catalisadores de ouro suportados com óxido de metal utilizados de acordo com a invenção deve-se principalmente ao fato de que só o grupo aldeido do átomo de carbono Cl é oxidado, e não grupos álcool.

Em oposição aos catalisadores de ouro suportados com carbono, os catalisadores de ouro suportados com óxido de metal utilizados de acordo com a invenção distinguem-se por uma vida útil substancialmente mais prolongada. Enquanto que, no caso de catalisadores de ouro suportados com carbono, mesmo após apenas uma ou duas utilizações, se tenha observado uma queda de atividade relativamente nitida (Biella et al., J. Catalysis, 206 (2002), 242-247), os catalisadores de ouro suportados com óxido de metal podem ser utilizados pelo menos 20 vezes sem diminuição significativa da atividade e seletividade da oxidação.

Portanto, os catalisadores de ouro suportados com óxido de metal utilizados de acordo com a invenção podem ser utilizados vantajosamente na preparação de ácidos aldônicos em grande escala. Uma outra vantagem dos catalisadores de ouro suportados com óxido de metal utilizados de acordo com a invenção consiste no fato de que é possível utilizar, por exemplo, monossacarídeos, oligossacarídeos ou misturas dos mesmos, para a oxidação de uma multiplicidade de substratos diferentes de carboidratos. É possível oxidar vantajosamente tanto aldóis como também cetoses.

No contexto da presente invenção, compreende-se como um "catalisador" uma substância que pode diminuir a energia de ativação necessária para o decurso de uma determinada reação, e que, com isso, pode elevar a velocidade da reação, sem aparecer no produto final da reação. Com "catalisador de ouro" compreende-se um catalisador que compreende ouro sobre um material de suporte ou que consiste de ouro sobre um material de suporte, sendo que o ouro está presente em forma de nanoparticulas distribuídas de forma dispersa sobre o suporte. As nanoparticulas de ouro apresentam um diâmetro inferior a 20 nm, de preferência < 10 nm e, de forma particularmente preferida < 5 nm.

Com "suporte de óxido de metal", no contexto da presente invenção, compreende-se um suporte de catalisador que consiste de pelo menos um óxido de um metal do grupo principal ou grupo secundário ou semimetal, inclusive compostos, que abrangem mais de um metal e/ou semimetal.

Neste caso trata-se, de preferência, de óxidos de metais ou de semimetais do 2o grupo principal do SPE, como MgO, CaO ou BaO, óxidos de metais ou semimetais do 3o grupo principal do SPE, como A1203 ou óxidos de lantanídeos ou óxidos de metais ou semimetais do 4o grupo principal do SPE, como Si02, Ti02, Sn02 ou Zr02. Compostos com mais de um metal e/ou semimetal são, de preferência, silicatos, principalmente aluminossilicatos.

Uma modalidade preferida da invenção refere-se à utilização de um catalisador de ouro para a oxidação de carboidratos, sendo que as partículas de ouro do catalisador são distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte de AI2O3. De acordo com a invenção, o catalisador de ouro suportado com AI2O3 contém aproximadamente de 0,1 % a 5 % de ouro, de preferência, de cerca de 0,5 % a 1 % de ouro. 0 catalisador de ouro suportado com Al203 utilizado de acordo com a invenção para a oxidação seletiva de carboidratos contém, de preferência, nanopartículas de ouro com um diâmetro < 10 nm, sendo particularmente preferido < 6 nm e, da forma mais preferida, de 1 a 2 nm.

Uma modalidade preferida da invenção refere-se à utilização de um catalisador de ouro para a oxidação de carboidratos, sendo que o catalisador compreende partículas de ouro distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte de Ti02. De acordo com a invenção, o catalisador de ouro suportado com Ti02 contém cerca de 0,1 % a 5 de ouro, de preferência de cerca de 0,5 % a 1 % de ouro, sendo particularmente preferido 0,5 % de ouro. O catalisador de ouro suportado com Ti02 utilizado para a oxidação seletiva de carboidratos contém, de preferência, nanoparticulas com um diâmetro < 20 nm, de forma particularmente preferida < 6 nm, e, da forma mais preferida, de 1-4 nm.

Para a preparação dos catalisadores de ouro suportados com óxido de metal utilizados de acordo com a invenção, ou seja, para a separação de ouro em forma de nanoparticulas sobre os materiais de suporte de óxido de metal, é possível utilizar, por exemplo, processos de precipitação, em que o ouro é separado em forma de precursores de ouro oxídicos/hidroxídicos por meio de precipitação sobre o suporte de óxido de metal ou, é precipitado em conjunto com um precursor do suporte de óxido de metal. Au também pode ser introduzido na síntese Sol-Gel do suporte, por exemplo, um óxido de metal alcalino-terroso ou de metal de transição. Também é de conhecimento comum a impregnação com soluções de ouro e a aplicação de colóides de Au a suportes por meio da utilização de vários polímeros como estabilizadores de colóides. Processos apropriados para a preparação de catalisadores de ouro suportados com óxido de metal abrangem, por exemplo, processos de precipitação, processos de separação-precipitação e processos para separação química da fase gás (processo CVD) e são descritos, entre outros, em Prati e Martra, Gold Bulletin, 32(3) (1999), 96-101; Wolf e Schüth, Applied Catalysis A: General., 226 (2002), 1-13, e também Berndt et al., Applied Catalysis A: General, 6442 (2003), 1-11, sendo que o teor de divulgação destas publicações é incorporado integralmente por referência na presente invenção. O catalisador suportado com óxido de metal usado de acordo com a invenção para a oxidação de carboidrato é empregado em uma catálise heterogênea. Ou seja, o catalisador está presente como substância sólida, enquanto que os carboidratos a serem oxidados estão presentes na fase líquida, por exemplo, como solução aquosa. O dióxido utilizado na oxidação de carboidrato é então borbulhado como gás através da fase líquida e é distribuído e dissolvido na fase líquida por meio de agitação intensa.

Para a oxidação seletiva de carboidratos, misturas de carboidratos ou composições contendo o(s) mesmo(s), de acordo com a invenção, utiliza-se o catalisador de ouro suportado com óxido de metal, de preferência em forma de um pó ou granulado.

Com "oxidação seletiva de carboidratos" compreende-se principalmente a oxidação de um grupo aldeído oxidável no carbono Cl de um carboidrato a um grupo carboxila, enquanto que grupos álcool não são oxidados em outros átomos de carbono do carboidrato. Como resultado da oxidação seletiva do carboidrato de acordo com a invenção obtém-se, de preferência, um ácido aldônico. Em conexão com a presente invenção compreende-se como "ácido aldônico" um ácido sacárico que é obtido por meio de oxidação de um grupo aldeído de um carboidrato ao grupo carboxila. Ácidos aldônicos, quando submetidos a separação de água, podem formar γ- ou δ-lactonas. Ácidos aldônicos livres encontram- se equilibrados com lactonas.

Em conexão com a presente invenção compreende-se como "carboidratos" poliidróxi-aldeidos e poliidróxi-cetonas e também compostos com maiores pesos moleculares, que podem ser convertidos via hidrólise aos referidos compostos. 0 conceito "carboidrato" também compreende derivados, ou seja, derivados de um carboidrato, que são formados a partir de um carboidrato via uma ou mais etapas de reação.

Carboidratos utilizados de acordo com a invenção são de preferência, aldoses que apresentam um grupo aldeído oxidável no carbono Cl, ou 2-cetoses, em que se pode introduzir um grupo aldeído oxidável no átomo de carbono Cl.

Em conexão com a presente invenção compreende-se como "aldose" um carboidrato que apresenta um grupo aldeído (- CHO) e pelo menos um centro de assimetria, sendo que a numeração da cadeia de aldose começa no átomo de carbono que contém o grupo aldeído. Via a oxidação seletiva do grupo aldeido obtém-se um ácido aldônico. No caso da oxidação seletiva de uma mistura de aldoses obtém-se, portanto uma mistura de diferentes ácidos aldônicos. A presente invenção refere-se, portanto a um processo para a preparação de um ácido aldônico ou de uma mistura de diversos ácidos aldônicos via a oxidação seletiva de uma ou mais aldoses com um grupo aldeido oxidável por meio da utilização de um catalisador de ouro suportado com óxido de metal.

Em conexão com a presente invenção compreende-se como uma "cetose" um carboidrato que contém um grupo ceto. Caso o grupo ceto se encontre na posição 2, trata-se de uma 2- cetose. Cetoses apresentam muta-rotação em virtude de uma formação de anômeros. Embora, de. uma maneira geral, cetoses não possam ser oxidadas, é possível converter 2-cetoses a aldoses, sendo que a 2-cetose é convertida inicialmente à forma de enol correspondente que, então, pode ser isomerizada a uma aldose oxidável, sendo que o grupo -OH é convertido no átomo de carbono Cl ao grupo carbonila, e o grupo C=0 originalmente presente no átomo de carbono C2 é convertido a um grupo HC-OH. De um ponto de vista puramente formal o grupo carbonila desloca-se da posição C2 para a posição Cl.

Portanto, a presente invenção refere-se também a um processo para a preparação de um ácido aldônico ou de uma mistura de diferentes ácidos aldônicos via a utilização de uma ou mais 2-cetoses, sendo que a(s) 2-cetose(s) é/são convertida(s) inicialmente à(s) forma(s) tautomérica{s) com um grupo aldeido oxidável e, então, é/são oxidada(s) seletivamente, por meio de utilização de um catalisador de ouro suportado com óxido de metal.

De acordo com a invenção os carboidratos a serem oxidados abrangem tanto poliidróxi-aldeidos monoméricos ou poliidróxi-cetonas, ou seja, monossacarideos, seus dimeros até decâmeros, ou seja, oligossacarideos, como dissacarideos, trissacarídeos, etc., e os polissacarideos macromoleculares. Com "monossacarideos" compreende-se, em conexão com a presente invenção, compostos da fórmula química geral CnH2nOn com de 2 a 6 funções oxigênio, sendo que monossacarideos naturais são substancialmente hexoses e pentoses. A cadeia de carbonos de um monossacarídeo pode ser reta ou ramificada. Com "oligossacarideos" compreende- se compostos que são obtidos por meio da combinação de 2 a 10 moléculas de monossacarídeo via remoção de água e, sendo que se trata de um glicosídeo ou éter. Em conexão com a presente invenção compreende-se como "polissacarideos" essencialmente dois grupos de substâncias, ou seja, de um lado, compostos que servem como substâncias de suporte para plantas e alguns animais, e, por outro lado, compostos que servem como substâncias de reserva para carboidratos simples e que são liberados no organismo, conforme necessário, por determinadas enzimas. Polissacarídeos abrangem tanto homoglicanos como também heteroglicanos.

Em conexão com a presente invenção compreende-se como uma "mistura de carboidratos" uma mistura de dois ou mais carboidratos quimicamente diferentes que, de preferência, não contêm outros componentes além de carboidratos e que é formada sem reação química prévia. No caso da mistura de carboidratos a ser oxidada pode tratar-se também de uma mistura homogênea e também de uma mistura heterogênea.. Uma mistura heterogênea consiste de pelo menos duas fases que contêm os componentes individuais do carboidrato ou que consistem dos componentes individuais de carboidrato. Uma mistura homogênea é caracterizada pelo fato de que componentes de carboidrato são dispersos entre si no nível molecular, sem que haja superfícies de contato entre os componentes individuais, sendo que os componentes individuais de carboidrato podem estar presentes em quaisquer relações quantitativas. Se a mistura a ser oxidada não estiver presente em forma líquida, ou se a mistura a ser oxidada contiver uma fase sólida, então a mistura é transferida, de acordo com a invenção, à fase liquida antes da oxidação seletiva, por exemplo, por meio de preparação de uma solução aquosa.

Uma modalidade da invenção refere-se à utilização de uma mistura de carboidratos a ser oxidada como substrato de partida, em que pelo menos um componente de carboidrato contém um átomo de carbono Cl com um grupo aldeido oxidável, ou em que, antes da oxidação seletiva, o átomo de carbono Cl pode ser dotado com um componente de carboidrato com uma função aldeido oxidável.

Uma modalidade preferida da invenção refere-se à utilização de uma mistura de carboidratos a ser oxidada como substrato de partida, em que vários componentes de carboidrato, de forma particularmente preferida todos os componentes de carboidrato contêm um átomo de carbono Cl com um grupo aldeido oxidável, ou em que, antes da oxidação, o átomo de carbono Cl de vários componentes de carboidrato, de forma particularmente preferida de todos os componentes de carboidrato, pode ser dotado com uma função aldeido oxidável. Portanto, a mistura de carboidratos a ser oxidada contém, de preferência, vários carboidratos que podem já apresentar um grupo aldeido oxidável em seu átomo de carbono Cl, ou em cujo átomo de carbono Cl, é possível introduzir um grupo aldeido oxidável antes da oxidação seletiva. Portanto, nesta modalidade a mistura de carboidrato a ser oxidada também pode abranger várias aldoses e/ou 2-cetoses diferentes. De forma particularmente preferida, a mistura de carboidratos a ser oxidada constitui-se exclusivamente de componentes individuais de carboidrato que, ou já apresentam em seu átomo de carbono Cl um grupo aldeido oxidável, ou em cujo átomo de carbono Cl é possivel introduzir um grupo aldeido oxidável antes da oxidação. Assim, nesta modalidade a mistura de carboidratos a ser oxidada consiste exclusivamente de aldoses e/ou 2- cetoses diferentes.

Em conexão com a presente invenção, compreende-se como uma "composição contendo pelo menos um carboidrato ou uma mistura de carboidratos" uma mistura de diferentes composições quimicas, sendo que pelo menos um componente da composição é um carboidrato, cujo átomo de carbono Cl apresenta um grupo aldeido livre, ou que pode ser dotado com um grupo aldeido oxidável, antes da oxidação. No caso dos outros componentes da composição a ser oxidada pode tratar-se, por exemplo, de outros carboidratos não- oxidáveis, de albuminas, pectinas, ácidos, gorduras, sais, aromatizantes, como vanilina ou furfurais, etc. ou de misturas dos mesmos. Evidentemente, a composição a ser oxidada pode compreender várias aldoses e/ou 2-cetoses diferentes. A presente invenção refere-se, portanto à oxidação seletiva de um carboidrato, a uma mistura de diferentes carboidratos ou a uma composição contendo os mesmos, por meio da utilização de um catalisador de ouro suportado com óxido de metal, sendo que carboidratos são, de preferência, monossacarideos ou oligossacarídeos.

Em uma modalidade preferida da invenção o monossacarideo a ser oxidado é uma aldose, como glucose, galactose, manose, xilose ou ribose. Durante a oxidação de glucose, por meio da utilização do processo de acordo com a invenção, obtém-se ácido glucônico como produto de oxidação. Durante a oxidação de galactose, por meio da utilização do processo de acordo com a invenção, obtém-se ácido galactônico como produto de oxidação.

Em uma outra modalidade particularmente preferida, o carboidrato a ser oxidado é um oligossacarídeo, principalmente um dissacarideo. 0 dissacarideo a ser oxidado é, de preferência, uma dissacarídeo-aldose, como maltose, lactose, celobiose ou isomaltose. De acordo com a invenção, durante a oxidação seletiva de maltose por meio da utilização do processo de acordo com a invenção obtém-se ácido maltobiônico como produto de oxidação. Mediante utilização do processo de acordo com a invenção na oxidação de lactose, obtém-se ácido lactobiônico como produto de oxidação.

Em uma outra modalidade particularmente preferida da invenção utiliza-se como oligossacarideo a ser oxidado, uma dissacarideo-cetose. A dissacarideo-cetose a ser oxidada é, de preferência, palatinose (isomaltulose). Antes da oxidação, de acordo com a invenção, converte-se palatinose â forma de aldose tautomérica, que então é oxidada.

Em uma outra modalidade particularmente preferida da invenção o carboidrato a ser oxidado é uma maltodextrina.

Maltodextrinas são carboidratos obtidos por meio da decomposição enzimática de amido, principalmente equivalentes de dextrose, com um comprimento de cadeia de 2 a 30, de preferência de 5 a 20 unidades anidroglucose e uma fração de maltose. Durante a oxidação seletiva de maltodextrina obtém-se, por meio da utilização do processo de acordo com a invenção, um produto de oxidação que, de acordo com a invenção, e correspondentemente à composição, apresenta uma fração de ácido maltobiônico e ácido glucônico além dos oligossacarídeos-ácidos aldônicos.

Em uma outra modalidade particularmente preferida, a mistura de carboidratos a ser oxidada ou a composição de carboidrato a ser oxidada é um xarope de amido. Com 'um xarope de amido' compreende-se um xarope de glucose que é obtido de amido e que está presente como solução aquosa purificada, sendo que a massa seca corresponde a pelo menos 70 %.

Em uma outra modalidade, o carboidrato a ser oxidado é um furfural. O furfural a ser oxidado é, de preferência, hidroximetilfurfural (HMF) ou glicosiloximetil-furfural (GMF) .

Em uma modalidade preferida do processo de acordo com a invenção, para a oxidação seletiva de carboidrato prepara-se uma solução aquosa do carboidrato a ser oxidado, da mistura de carboidratos ou de uma composição contendo os mesmos, que compreende o carboidrato ou a mistura de carboidratos em uma quantidade de pelo menos cerca de 10 mmol/1, de forma mais preferida, pelo menos cerca de 100 mmol/1, 150 mmol/1, 200 mmol/1 ou 250 mmol/1 e, da forma mais preferida, pelo menos cerca de 1000 mmol/1 ou 1500 mmol/1. Em seguida, adiciona-se à solução aquosa de carboidrato o catalisador de ouro suportado com óxido de metal que, de preferência, se encontra em forma de pó, numa quantidade de cerca de 100 mg/1 até 10 g/1, sendo que, de preferência, utiliza-se cerca de 1 g de catalisador para cada litro. De acordo com a invenção, a relação entre a quantidade do carboidrato a ser oxidado/dos carboidratos a serem oxidados ou da mistura de carboidratos a ser oxidada, e a quantidade do ouro obtido sobre o suporte de óxido de metal, é de pelo menos cerca de 300, de forma mais preferida superior a 350, 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500 ou 4000 e, da forma mais preferida, superior a 9000, 10.000, 15.000, 20.000, 25.000, 30.000, 35.000 ou 40.000.

Em uma modalidade preferida do processo de acordo com a invenção para a oxidação seletiva de carboidrato, realiza-se a oxidação seletiva do pelo menos um carboidrato, da mistura de carboidratos ou da composição contendo os mesmos, a um valor de pH de 7 a 11, de preferência de 8 a 10. Para a realização da oxidação de carboidrato utiliza-se, de acordo com a invenção, uma temperatura de 20°C a 140°C, de preferência de 40°C a 90°C, de forma particularmente preferida de 50 °C a 80 °C. De acordo com a invenção, a pressão é de cerca de 1 bar a cerca de 25 bar. Durante a oxidação borbulha-se, de acordo com a invenção, oxigênio e/ou ar a uma taxa de gaseificação de 100 ml/(min X litro de volume do reator) a 10.000 ml/(min X litro de volume do reator), de preferência de 500 ml/ (min x litro de volume do reator), através da solução aquosa do carboidrato, da mistura ou da composição. 0 problema técnico objeto da presente invenção também é resolvido por meio de um processo para oxidação seletiva de pelo menos um oligossacarídeo, de uma mistura dos mesmos ou de uma composição contendo o(s) mesmo(s), sendo que a solução aquosa do oligossacarídeo, da mistura ou da composição é reagida na presença de um catalisador de ouro, compreendendo partículas de ouro distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte, e de oxigênio.

De acordo com a invenção prevê-se, portanto, a utilização de um catalisador de ouro para a oxidação seletiva de oligossacarídeos, que compreende partículas de ouro distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte, sendo que o suporte é um suporte de óxido de metal ou um suporte de carbono.

Em uma modalidade preferida da invenção, para a oxidação seletiva de um oligossacarídeo, de uma mistura de oligossacarídeos ou de uma composição contendo o(s) mesmo(s), utiliza-se um catalisador de ouro suportado com carbono.

Com um "suporte de carbono", em conexão com a presente invenção, compreende-se principalmente um suporte de carvão ativo. Os catalisadores de ouro suportados com carbono utilizados de acordo com a invenção são preparados, de preferência, por meio da utilização do do método de impregnação a umidade incipiente (do inglês: Incipient- ftfetness) ou por meio de ouro-sol. Processos apropriados para a preparação de catalisadores de ouro suportados com carbono compreendem principalmente técnicas de encharcamento apropriadas e suporte com colóide de ouro, por exemplo, por meio da utilização de polimeros específicos. Processos vantajosos para a preparação de catalisadores de ouro suportados com carbono são descritos, por exemplo, em Prati e Martra, Gold Bulletin, 32(3) (1999), 96-101, sendo que o teor de divulgação desta publicação é incorporado integralmente por referência no teor de divulgação da presente invenção. Os catalisadores de ouro suportados com carboidrato utilizados de acordo com a invenção apresentam principalmente nanopartículas de ouro com um diâmetro inferior a 20 nm, de preferência < 10 nm, sendo particularmente preferido < 6 nm e, da forma mais preferida, < 2 nm. De acordo com a invenção os catalisadores de ouro suportados com carbono compreendem cerca de 0,1 ΐ a 5 i, ouro, de preferência cerca de 0,5 % a 1,0 % ouro, sendo particularmente preferido 0,5 % de ouro.

Em uma outra modalidade preferida da invenção, para a oxidação seletiva de um oligossacarídeo, de uma mistura de oligossacarídeos ou de uma composição contendo o(s) mesmo(s), utiliza-se de acordo com a invenção um catalisador de ouro suportado com óxido de metal. Com um "suporte de óxido de metal" compreende-se um suporte de catalisador que consiste de pelo menos um óxido de um metal ou semimetal do grupo principal ou do grupo secundário, inclusive de compostos que compreendem mais de um metal e/ou semimetal. De preferência, trata-se de óxidos de metais ou de semimetais do 2o grupo principal do SPE, como MgO, CaO ou BaO, óxidos de metais ou semimetais do 3o grupo principal do SPE, como AI2O3 ou óxidos de lantânio, ou óxidos de metais ou semimetais do 4o grupo principal do SPE, como SÍO2, T i02, Sn02 ou Zr02. De preferência, os compostos com mais de um metal e/ou semimetal são silicatos, principalmente silicatos de alumínio.

Em uma modalidade preferida utiliza-se um catalisador de ouro suportado com AI2O3. De acordo com a invenção o catalisador de ouro suportado com A1203 compreende cerca de 0,1 % a 5 % de ouro, de preferência cerca de 0,5 % a 1 % de ouro, de forma particularmente preferida 0,5 % de ouro.

Em uma modalidade preferida utiliza-se um catalisador de ouro suportado com Ti02. De acordo com a invenção o catalisador de ouro suportado com Ti02 compreende cerca de 0,1 % a 5 % de ouro, De preferência cerca 0,5 % a 1 % de ouro.

Para a preparação dos catalisadores de ouro suportados com óxido de metal utilizados para a oxidação de oligossacarideos é possivel utilizar principalmente processos de precipitação, sendo que as partículas de ouro são separadas por meio de precipitação sobre o óxido de metal, ou são precipitadas juntamente com um precursor do suporte de óxido de metal. São particularmente vantajosos processos de precipitação, processos de separação- precipitação e processos para a separação química da fase gasosa {processos CVD).

De acordo com a invenção, o catalisador de ouro suportado com carbono ou óxido de metal utilizado para a oxidação seletiva de oligossacarideos é utilizado em fase líquida, sendo que o catalisador está presente como substância sólida, enquanto que os oligossacarideos estão presentes em fase líquida. 0 dióxido utilizado para a oxidação é borbulhado como gás através da fase líquida e dissolvido na fase líquida por meio de agitação intensa. 0 catalisador de ouro suportado com carbono ou óxido de metal é utilizado, de preferência, em forma de um pó ou granulado.

Com "oligossacarideos" compreende-se, em conexão com a presente invenção, compostos que são obtidos por meio de purificação de 2 a 10 moléculas de monossacarídeo com remoção de água e sendo que se trata de glicosídeos ou éter. 0 conceito "oligossacarideo" também compreende derivados, ou sej.a, derivados de um oligossacarideo, que são formados de um oligossacarideo em uma ou mais etapas de reação. De acordo com a invenção, os oligossacarideos a serem oxidados são, de preferência, dissacarideos, trissacarideos etc. Os oligossacarideos a serem oxidados compreendem em seu átomo de carbono Cl um grupo aldeido que é convertido por meio de oxidação a um grupo carbóxi.

Em contrapartida, grupos álcool dos oligossacarideos não são oxidados.

No caso dos oligossacarideos utilizados de acordo com a invenção pode tratar-se de oligossacarideo-aldoses, que apresentam um grupo aldeido oxidável no átomo de carbono Cl, ou de oligossacarideos em forma de 2-cetose, em que é possível introduzir uma função aldeido oxidável no átomo de carbono Cl.

Em conexão com a presente invenção com um "oligossacarídeo-aldose" compreende-se um oligossacarideo que possui um grupo aldeido (-CHO) no átomo de carbono Cl.

Por meio da oxidação seletiva do grupo aldeido de um oligossacarídeo-aldose obtém-se um oligossacarídeo-ácido aldônico. Com um "oligossacarideo-ácido aldônico" compreende-se um ácido oligossacárico, que é obtido por meio da oxidação de um grupo aldeido de um oligossacarideo ao grupo carbóxi. A presente invenção refere-se, portanto a um processo para a preparação de um oligossacarídeo-ácido aldônico ou de uma mistura de diferentes oligossacarideos-ácidos aldônicos por meio da oxidação seletiva de uma ou mais oligossacarideo-aldoses com um grupo aldeido oxidável por meio da utilização de um catalisador de ouro suportado por carbono ou óxido de metal.

Com uma "2-cetose" compreende-se um oligossacarideo que possui um grupo ceto na posição 2. Oligossacarídeos presentes em forma de 2-cetose podem ser convertidos a oligossacarideos-aldoses, sendo que a 2-cetose é convertida inicialmente à forma de enol que, depois, é tautomerizada ao oligossacarldeo-aldose oxidável.

Assim, a presente invenção refere-se também a um processo para a preparação de um oligossacarideo-ácido aldônico ou de uma mistura de diferentes oligossacarideos- ácidos aldônicos por meio da utilização de um ou mais oligossacarideos em forma de 2-cetose, sendo que a(s) 2- cetose(s) são convertidas inicialmente com um grupo aldeido oxidável à(s) forma(s) tautomérica(s) de oligossacarídeo- aldose que então é/são oxidada(s) seletivamente por meio da utilização de um catalisador de ouro suportado por carbono ou óxido de metal.

Em conexão com a presente invenção compreende-se uma "mistura de oligossacarídeos" como sendo uma mistura de dois ou mais oligossacarídeos quimicamente diferentes. Numa modalidade preferida, além de oligossacarídeos, a mistura de oligossacarídeos a ser oxidada não contém outros componentes. A mistura de oligossacarídeos a ser oxidada, pode ser tanto uma mistura homogênea, como também uma mistura heterogênea. Se a mistura de oligossacarídeos a ser oxidada não estiver presente em forma líquida, ou se a mistura de oligossacarídeos a ser oxidada contiver uma fase sólida, então, antes da oxidação seletiva, a mistura é transferida à fase líquida, por exemplo, por meio de preparação de uma solução aquosa.

Uma modalidade da invenção refere-se à utilização de uma mistura de oligossacarídeos a ser oxidada como substrato de partida, em que pelo menos um componente de oligossacarídeo contém um átomo de carbono Cl com um grupo aldeído oxidável, ou em que, antes da oxidação seletiva o átomo de carbono Cl de pelo menos um componente de oligossacarídeo pode ser dotado com uma função aldeído oxidável.

Uma outra modalidade preferida da invenção refere-se à utilização de uma mistura de oligossacarídeos a ser oxidada como substrato de partida, sendo que a mistura a ser oxidada contém, de preferência, vários oligossacarídeos que, ou já apresentam um grupo aldeído oxidável em seu átomo de carbono Cl, ou em que é possível introduzir um grupo aldeído oxidável em seu átomo de carbono Cl antes da oxidação seletiva. Nesta modalidade, o oligossacarídeo a ser oxidado também pode compreender vários oligossacarídeo- aldoses diferentes e/ou oligossacarídeos em forma de 2- cetose. De forma particularmente preferida, a mistura de oligossacarídeos a ser oxidada consiste exclusivamente de componentes individuais de oligossacarídeo que, ou já apresentam um grupo aldeído em seu átomo de carbono Cl, ou em que é possível introduzir um grupo aldeído oxidável em seu átomo de carbono Cl antes da oxidação seletiva. Assim, nesta modalidade, o oligossacarídeo a ser oxidado consiste exclusivamente de oligossacarídeo-aldoses diferentes e/ou de oligossacarídeos em forma de 2-cetose.

Em conexão com a presente invenção compreende-se uma "composição compreendendo pelo menos um oligossacarídeo ou uma mistura de oligossacarídeos" como sendo uma mistura de composições químicas diferentes, sendo que pelo menos um componente da composição é um oligossacarídeo, cujo átomo de carbono Cl apresenta um grupo aldeído livre, ou que pode ser dotado com um grupo aldeído oxidável antes da oxidação seletiva. Os outros componentes da composição a ser oxidada podem ser, por exemplo, outros carboidratos, por exemplo, monossacarídeos não-oxidáveis ou oxidáveis seletivamente, albuminas, pectinas, ácidos, gorduras, sais, aromatizantes etc. A composição a ser oxidada pode conter evidentemente vários oligossacarídeo-aldoses e/ou oligossacarideos em forma de 2-cetose diferentes.

Em uma modalidade particularmente preferida, o oligossacarideo a ser oxidado é um dissacarideo. 0 dissacarídeo a ser oxidado pode ser uma dissacarideo- aldose, como maltose, lactose, celobiose ou isomaltose. De acordo com a invenção, no caso da oxidação seletiva de maltose por meio da utilização do processo de acordo com a invenção, obtém-se ácido maltobiônico como produto de oxidação. Mediante utilização do processo de acordo com a invenção obtém-se ácido lactobiônico como produto de oxidação.

Em uma outra modalidade particularmente preferida da invenção utiliza-se, como oligossacarideo a ser oxidado, um dissacarideo-cetose. A dissacarideo-cetose é, de preferência, palatinose.

De acordo com a invenção, antes da oxidação, converte-se palatinose à forma de aldose tautomérica, que então é oxidada.

Em outra modalidade particularmente preferida da invenção, no caso da mistura de oligossacarideos a ser oxidada ou da composição contendo oligossacarideos a ser oxidada, trata-se de uma maltodextrina. Durante a oxidação seletiva de maltodextrina obtém-se, por meio da utilização do processo de acordo com a invenção, um produto de oxidação que, de acordo com a invenção, apresenta uma fração de ácido maltobiônico e ácido glucônico.

Em uma outra modalidade particularmente preferida, a composição contendo oligossacarideos a ser oxidada é um xarope de amido.

Em uma modalidade preferida do processo de acordo com a invenção para a oxidação seletiva de carboidrato prepara- se uma solução aquosa do oligossacarídeo, da mistura de oligossacarideos ou de uma composição contendo o(s) mesmo(s) a ser oxidada, sendo que referida solução aquosa contém o oligossacarídeo ou a mistura de oligossacarideos em uma quantidade de pelo menos cerca de 10 mmol/1, de forma mais preferida pelo menos cerca de 100 mmol/1, 150 mmol/1, 200 mmol/1 ou 250 mmol/1 e, da forma mais preferida, pelo menos cerca de 1000 mmol/1 ou 1500 mmol/1.

Em seguida, adiciona-se à solução aquosa de oligossacarídeo o catalisador de ouro suportado com carbono ou óxido de metal, de preferência, em forma de pó, numa quantidade de cerca de 100 mg/1 a 10 g/1, sendo que, de preferência, utiliza-se cerca de 1 g de catalisador por litro. De acordo com a invenção, a relação entre a quantidade do(s) oligossacarideo(s) ou da mistura de oligossacarideos a ser/serem oxidada(os), e a quantidade do ouro contido sobre o suporte de óxido de metal ou suporte de carbono é de pelo menos cerca de 300, de forma mais preferida, superior a 350, 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500 ou 4000 e, da forma mais preferida, superior a 9000, 10.000, 15.000, 20.000, 25.000, 30.000, 35.000 ou 40.000.

Em uma modalidade preferida do processo de acordo com a invenção para a oxidação seletiva de oligossacarideo realiza-se a oxidação seletiva do pelo menos um oligossacarideo, da mistura de oligossacarideos, ou da composição contendo o(s) mesmo (s), a um valor de pH de 7 a 11, de preferência de 8 a 10. Para a realização da oxidação de carboidrato utiliza-se, de preferência, uma temperatura de 20°C a cerca de 140°C, de preferência de 40°C a 90°C, de forma particularmente preferida de 50°C a 80°C. De acordo com a invenção, a pressão é de cerca de 1 bar a cerca de 25 bar. De acordo com a invenção, durante a oxidação borbulha-se oxigênio e/ou ar através da solução aquosa do oligossacarideo, da mistura ou da composição, a uma taxa de taxa de gaseificação de 100 ml/(min x litro de volume do reator) até 10.000 ml/ (min x litro de volume do reator) , de preferência de 500 ml/ (min x litro de volume do reator). A presente invenção refere-se também aos produtos de oxidação preparados por meio da utilização do processo de acordo com a invenção, que são obtidos, ou por meio de oxidação seletiva de pelo menos um carboidrato, uma mistura de carboidratos ou uma composição contendo o(s) mesmo(s), por meio da utilização de um catalisador de ouro suportado com óxido de metal, ou por meio de oxidação seletiva de pelo menos um oligossacarideo, uma mistura de oligossacarideos ou uma composição contendo o(s) mesmo(s) por meio da utilização de um catalisador de ouro suportado por carbono ou óxido de metal. De acordo com o material de partida utilizado, os produtos de oxidação preparados de acordo com a invenção podem ser, ou um ácido aldônico, uma mistura de diferentes ácidos aldônicos, ou uma composição que, além de componentes, como gorduras, pectinas, albuminas, sais, aromatizantes etc., compreende um ou mais ácidos aldônicos. Principalmente quando se utiliza um único carboidrato como material de partida, os produtos de oxidação obtidos de acordo com a invenção apresentam uma pureza muito elevada em virtude da seletividade excepcionalmente elevada dos catalisadores de ouro utilizados de acordo com a invenção. Os produtos de oxidação obtidos de acordo com a invenção, se comparados com produtos usais, também se distinguem pelo fato de que são isentos de produtos de troca de tecidos microbianos possivelmente prejudiciais à saúde.

Em uma modalidade preferida, o produto de oxidação é ácido glucônico, que pode ser obtido por meio de oxidação seletiva de glucose. 0 ácido glucônico obtido de acordo com a invenção distingue-se por uma elevada pureza, sendo que a fração de ácido glucônico no produto de oxidação como um todo corresponde a mais de 95 %, de preferência mais de 97 %, de forma mais preferida, a mais de 98 % e, da forma mais preferida, a mais de 99 %. 0 ácido glucônico preparado por meio da utilização dos processos de acordo com a invenção, eventualmente após etapas adicionais de purificação por meio da utilização de processos apropriados, como processos cromatográficos, pode ser utilizado como aditivo para produtos alimentícios, bebidas ou ração animal, para utilizações cosméticas, utilizações farmacêuticas ou como detergentes, por exemplo, em produtos de limpeza. Ácido glucônico apresenta, por exemplo, excelentes propriedades como agente anti-oxidação.

Além disso, sabe-se que ácido glucônico representa um excepcional agente para o tratamento da pele. A presente invenção refere-se, portanto à utilização do ácido glucônico, preparado por meio da utilização dos processos de oxidação de acordo com a invenção, como aditivo para produtos alimentícios ou ração animal, e também para a preparação de composições farmacêuticas, composições cosméticas e detergentes.

Em uma outra modalidade preferida, o produto de oxidação é ácido maltobiônico, que pode ser obtido por meio de oxidação seletiva de maltose. 0 ácido maltobiônico obtido de acordo com a invenção distingue-se por uma elevada pureza, sendo que a fração de ácido maltobiônico no produto de oxidação como um todo corresponde a mais de 95 %, de preferência mais de 97 %, de forma mais preferida mais de 98 % e, da forma mais preferida, mais de 99 %. 0 ácido maltobiônico preparado por meio da utilização dos processos de acordo com a invenção, eventualmente após etapas adicionais de purificação, pode ser utilizado como aditivo para produtos alimentícios, bebidas ou ração animal, ou para utilizações farmacêuticas. Por exemplo, ácido maltobiônico, eventualmente após purificação mediante cromatografia de troca de íons, pode ser convertido à forma de lactona e, depois, por exemplo, condensado com 1,3- diamino-2-propanal, com o que se obtém a bisamida de ácido maltobiônico. Δ bisamida de ácido maltobiônico pode ser utilizada como anticoagulante de aplicação oral e/ou como anti-trombótico. A presente invenção refere-se, portanto, à utilização do ácido maltobiônico preparado mediante emprego dos processos de oxidação de acordo com a invenção, como aditivo para produtos alimentícios ou ração animal e para a preparação de composições farmacêuticas.

Em uma outra modalidade preferida, o produto de oxidação obtido de acordo com a invenção é ácido lactobiônico, que pode ser obtido por meio de oxidação de lactose. 0 ácido lactobiônico obtido de acordo com a invenção distingue-se por uma elevada pureza, sendo que a fração de ácido lactobiônico no produto de oxidação como um todo corresponde a mais de 95 %, de preferência mais de 97 %, de forma mais preferida mais de 98 % e, da forma mais preferida, mais de 99 %. 0 ácido lactobiônico preparado por meio da utilização dos processos de acordo dom a invenção pode ser utilizado, eventualmente após etapas adicionais de purificação, como aditivo para produtos alimentícios, bebidas ou ração animal e para utilizações cosméticas, e também para utilizações farmacêuticas. Com base em suas propriedades higroscópicas o ácido lactobiônico pode ligar-se à água atmosférica, de modo que o ácido lactobiônico representa uma matriz de gel natural. A matriz de gel assim formada contém cerca de 14 % de água. Com base em sua capacidade de formar uma matriz de gel do tipo referido, o ácido lactobiônico, e também o ácido glucônico, representam um agente excepcional para o tratamento da pele. Além disso, ácido lactobiônico apresenta propriedades excepcionais para a formação de quelato de metal e, portanto, pode ser utilizado para a preparação de uma solução de transplante, por exemplo, solução de transplante de Wisconsin, que serve para o transporte e para a conservação de órgãos a serem transplantados. 0 ácido lactobiônico também pode ser utilizado como co-builder no sabão em pó, sendo que o sabão em pó pode conter até 40 % de ácido lactobiônico. Como o ácido lactobiônico apresenta um sabor acre-doce brando, ele também pode ser utilizado na preparação de produtos alimentícios e ração animal. A presente invenção refere-se, portanto à utilização do ácido lactobiônico preparado por meio da utilização dos processos de oxidação de acordo com a invenção, para a preparação de produtos alimentícios, ração animal, composições cosméticas, preparações farmacêuticas e sabão em pó.

Em uma outra modalidade preferida o produto de oxidação de acordo com a invenção é uma mistura de produtos, que contém um elevado teor de ácido glucônico e ácido maltobiônico e que pode ser obtida a partir da oxidação de maltodextrina. 0 produto de oxidação contendo ácido maltobiônico e ácido glucônico obtido por meio de oxidação seletiva de maltodextrina, pode ser utilizado, eventualmente após etapas adicionais de purificação, principalmente para a concentração adicional de ácido maltobiônico e ácido glucônico, principalmente para a preparação de produtos alimentícios e composições farmacêuticas. A presente invenção refere-se, portanto, também à utilização do produto de oxidação de maltodextrina obtido por meio da utilização dos processos de oxidação de acordo com a invenção, para a preparação de produtos alimentícios, preparações farmacêuticas e composições cosméticas.

Em uma outra modalidade preferida, o produto de oxidação obtido de acordo com a invenção é um produto que apresenta um alto teor de ácido maltobiônico e que pode ser obtido por meio de seleção oxidativa de um xarope de amido. 0 produto de oxidação obtido com a oxidação de xarope de amido pode ser utilizado principalmente na preparação de produtos alimentícios e ração animal. A presente invenção refere-se também à utilização de um catalisador de ouro, compreendendo partículas de ouro distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte de óxido de metal, para a oxidação seletiva de pelo menos um carboidrato, uma mistura de carboidratos ou uma composição contendo o(s) mesmo(s). De acordo com a invenção, o catalisador utilizado para a oxidação seletiva de um carboidrato, mistura ou de uma composição contendo os mesmos é, de preferência, um catalisador de ouro, cujo suporte é um suporte de Ti02. 0 catalisador de ouro com o suporte de Ti02 utilizado de acordo com a invenção contém cerca de 0,1 % a 5 % de ouro, de preferência cerca de 0,5 % a 1 % de ouro, de forma particularmente preferida 0,5 % de ouro. Em uma outra modalidade preferida o catalisador de ouro utilizado de acordo com a invenção compreende um suporte de AI2O3. O catalisador de ouro com o suporte de AI2O3 utilizado de acordo com a invenção contém cerca de 0,1 a 5 % de ouro, de preferência cerca de 0,5 % a 1 % de ouro. 0 carboidrato a ser oxidado pode ser tanto uma carboidrato- aldose, como também um carboidrato em forma de 2-cetose. 0 carboidrato a ser oxidado pode ser um monossacarideo, um oligossacarideo, uma mistura dos mesmos ou uma composição contendo o(s) mesmo(s). Quando o monossacarideo a ser oxidado é glucose, obtém-se, por meio da utilização do catalisador de ouro, ácido glucônico como produto de oxidação de glucose.

Quando o oligossacarideo a ser oxidado é uma dissacarídeo-aldose, como maltose, obtém-se ácido maltobiônico como produto de oxidação. Quando o oligossacarídeo a ser oxidado é uma dissacarídeo-aldose, como lactose, obtém-se ácido lactobiônico como produto de oxidação. Em outras concretizações é possível utilizar o catalisador de ouro empregado de acordo com a invenção para a oxidação de maltodextrina ou para a oxidação de um xarope de amido. A presente invenção refere-se, portanto, também à utilização de um catalisador de ouro suportado com óxido de metal para a preparação de um ou mais ácido(s) aldônico(s) a partir de um ou mais carboidrato-aldose(s). A presente invenção refere-se também à utilização de um catalisador de ouro suportado com óxido de metal para a preparação de um mais ácido (s) aldônico(s) a partir de um ou mais carboidrato(s) em forma de 2-cetose, sendo que o(s) carboidrato(s) é/são convertido(s), antes da oxidação, inicialmente à(s) forma(s) de aldose(s) tautomérica(s) e, depois, é/são oxidado(s) seletivamente. A presente invenção refere-se também à utilização de um catalisador de ouro suportado com carbono para a oxidação seletiva de um oligossacarídeo, de uma mistura de oligossacarídeos, ou de uma composição contendo o(s) mesmo(s), sendo que o(s) oligossacarídeo {s) é/são oxidado(s) ao(s) oligossacarídeo-ácido(s) aldônico(s) correspondente (s) . 0 catalisador de ouro suportado com carbono utilizado de acordo com a invenção contém cerca de 0,1 % a 5 % de ouro, de preferência cerca de 0,5 % a 1 % de ouro, sendo particularmente preferido 0,5 % de ouro.

Como oligossacarídeo a ser oxidado é possível utilizar tanto um oligossacarídeo-aldose como também um oligossacarídeo em forma de 2-cetose, sendo que o oligossacarídeo em forma de 2-cetose é convertido inicialmente à forma de oligossacarídeo-aldose tautomérica e, depois, é oxidado. A presente invenção refere-se, portanto, também à utilização de um catalisador de ouro suportado com carbono para a preparação de um ou mais oligossacarídeo-ácido(s) aldônico(s) a partir de um ou mais oligossacarídeo- aldose (s). A presente invenção refere-se também à utilização de um catalisador de ouro suportado com carbono para a preparação de um ou mais oligossacarídeo-ácido(s) aldônico(s) a partir de um ou mais oligossacarídeo (s) em forma de 2-cetose, sendo que, antes da oxidação, o/os oligossacarídeo(s) em forma de 2-cetose são convertidos inicialmente à(s) forma(s) de aldose(s) tautomérica(s) e, depois, oxidado(s) seletivamente. A presente invenção será explicada mais detalhadamente com o auxílio das figuras e exemplos a seguir. As figuras mostram: Figura 1 mostra cromatogramas, obtidos com um detector de UV, das misturas de produtos que foram obtidas via a oxidação catalítica de glucose, por meio da utilização de catalisadores de platina e paládio. A: catalisador de Pt-Bi/C; B: catalisador de Pt/Al2C>3.

Figura 2 mostra cromatogramas, obtidos com um detector de ÜV, dos produtos que foram obtidos via a oxidação catalítica de glucose, por meio da utilização de catalisadores de ouro. A: catalisador de 0,95 % de Au/Al203; B: catalisador de 0,5 % de Au/Ti02.

Figura 3 mostra cromatogramas, obtidos com um detector de UV, dos produtos que foram obtidos via a oxidação catalítica de lactose, por meio da utilização de catalisadores de platina, paládio e ouro. A: catalisador de Pt/Al203,· B: catalisador de Pd/Al203; C: catalisador de 0,5 % de Au/T i02.

Figura 4 mostra cromatogramas, obtidos com um detector de UV, dos produtos que foram obtidos via a oxidação catalítica de maltose, por meio da utilização de catalisadores de platina, paládio e ouro. A: catalisador de Pt/Al203,· B: catalisador de Pd/Al203; C: catalisador de 0,5 % de Au/Ti02.

Figura 5 mostra cromatogramas, obtidos com um detector de UV, dos produtos que foram obtidos via a oxidação catalítica de maltodextrina, por meio da utilização de catalisadores de platina, paládio e ouro. A: catalisador de Pt/Al203; B: catalisador de Pd/Al203; C: catalisador de 0,5 % de Au/Ti02· EXEMPLO DE REFERÊNCIA

Oxidação de glucose com catalisadores de platina e paládio.

Utilizaram-se como catalisadores um catalisador suportado com carbono contendo 5 % de platina e 5 % de bismuto (fornecido por Degussa), um catalisador contendo 5 % de platina sobre um suporte de Al203 (fornecido por Engelhard) e também um catalisador contendo 5 % de paládio sobre um suporte de Al203. A oxidação de glucose ocorreu nas condições de reação a seguir: Volume de reação (batelada): 500 ml quantidade de catalisador: 1 g/1 concentração inicial do substrato: 100 mmol/1 valor de pH: il temperatura: 40°C pressão: 1 bar taxa de gaseificação com 02: 500 ml/min velocidade do agitador: 700 rpm Os resultados que foram obtidos na oxidação de glucose, por meio da utilização dos catalisadores previamente indicados, são reproduzidos na Tabela 1 a seguir.

Tabela 1: Comparação dos catalisadores de Pt e Pd com relação à oxidação de glucose, atividade inicial até 10 % de conversão e formação de frutose por meio de isomerização. ' * conversão, à qual a reação foi interrompida ** outros produtos de oxidação: ácido glucurônico, ácido 2- e 5-ceto-glucônico e também ácido glucárico Tabela 1 mostra que, na oxidação de glucose, catalisadores usuais de platina e paládio só apresentam uma atividade moderada relativamente à formação de ácido glucônico, e que se formam quantidades consideráveis de outros produtos de oxidação, como ácido glucurônico, ácido glucárico, ácido 2-ceto-glucônico e ácido 5-ceto-glucônico.

Este espectro de produtos também pode ser observado na figura 1, que mostra cromatogramas de produto obtidos com um detector de UV. Depreende-se dos resultados obtidos que os catalisadores de platina e paládio comumente utilizados não são apropriados para a preparação seletiva de ácido glucônico mediante oxidação de glucose. EXEMPLO 1: Oxidação de glucose por meio da utilização de catalisadores de ouro Para este exemplo utilizaram-se os seguintes tipos de catalisadores: A: 1 % de Au/C tipo 138 (ACA) B: 0,95 % de Au/Al203 (ACA) C: 0,7 % de Au/C tipo 11 (ACA) D: 1 % de Au/Ti02 tipo 5 (ACA) E: 0,5 % de Au/Ti02 tipo 102 (ACA) F: 0,5 % de Au/Ti02 tipo 149 (ACA) A oxidação de glucose ocorreu nas condições de reação a seguir: volume de reação (batelada): 500 ml quantidade de catalisador: 1 g/1 concentração inicial de substrato: 100 mmol/1 valor de pH: 11 temperatura: 40°C pressão: 1 bar taxa de gaseificação de 02: 500 ml/min velocidade do agitador: 700 rpm Os resultados que foram obtidos na oxidação de glucose por meio da utilização dos catalisadores previamente indicados são reproduzidos na Tabela 2.

Tabela 2: Comparação de diversos catalisadores de ouro relativamente à seletividade da oxidação de glucose, atividade inicial até 10 % de conversão e formação de frutose em virtude de isomerização. * conversão, à qual a reação foi interrompida ** outros produtos de oxidação: ácido glucurônico, ácido 2- e 5-ceto-glucônico, ácido glucárico Depreende-se da Tabela 2 que os catalisadores de ouro utilizados apresentam uma atividade relativamente à oxidação de glucose, que é maior em pelo menos uma ordem de grandeza, ou ainda mais, em relação à atividade dos catalisadores de platina e paládio utilizados no exemplo comparativo.

Tabela 2 mostra, além disso, a seletividade excepcionalmente elevada dos catalisadores de ouro utilizados para a formação de ácido glucônico a partir de glucose. A elevada seletividade dos catalisadores de ouro utilizados relativamente à preparação de ácido glucônico também pode ser observada na Figura 2. Utilizando-se o catalisador de Au/TiC>2 (catalisador F) (Figura 2B) forma-se apenas ácido glucônico, enquanto que outros produtos de oxidação não podem ser detectados. No entanto, utilizando- se o catalisador de AU/AI2O3 (catalisador B) formam-se, além de ácido glucônico, também pequenas quantidades de outros produtos de oxidação, como ácido glucurônico, ácido glucárico e ácido 5-ceto-glucônico. No entanto, comparada com as quantidades destes produtos de oxidação que são obtidos por meio da utilização de catalisadores de platina e paládio, a quantidade destes produtos de oxidação é substancialmente menor.

Com a utilização dos catalisadores de ouro empregados de acordo com a invenção verificou-se também que estes só levam a uma isomerização muito reduzida da frutose, enquanto que a frutose propriamente dita não é mais oxidada.

Com base nos resultados obtidos depreende-se que os catalisadores de ouro utilizados de acordo com a invenção são mais bem adequados para a preparação de ácido glucônico a partir de glucose do que os catalisadores à base de platina ou paládio utilizados no exemplo comparativo. EXEMPLO 2: Oxidação de glucose com catalisadores de Au/TiQ2 0 catalisador contendo 0,5 % de Au, com suporte de Ti02, representado no Exemplo 1 (catalisador G) foi selecionado para investigações adicionais, sendo que a oxidação de glucose foi testada em condições de reação variáveis.

Desde que não indicado de outra forma, utilizaram-se as mesmas condições de reação como indicadas no Exemplo 1.

Influência do valor do pH sobre a oxidação de glucose Os resultados da oxidação de glucose por meio da utilização do catalisador de 0,5 % de Au/Ti02 (catalisador G) são representados na Tabela 3 com valores de pH diferentes.

Tabela 3: Oxidação de glucose com um catalisador de 0,5 % de Au/Ti02, com valores de pH diferentes, atividade inicial até 10 % de conversão, formação de frutose devido isomerização. * conversão, à qual a reação foi interrompida ** outros produtos de oxidação: ácido glucurônico, ácido 2“ e 5-ceto-glucônico, ácido glucárico Depreende-se da Tabela 3 que a atividade do catalisador de Au/Ti02 é um pouco menor na faixa de pH que vai de fracamente alcalina até neutra, enquanto que a seletividade ainda aumenta.

Influência da temperatura sobre a oxidação de glucose Os resultados da oxidação de glucose por meio da utilização do catalisador de Au/Ti02 / a temperaturas diferentes, um valor de pH de 9 e uma concentração inicial de glucose de concentração inicial de 250 mmol/1 são reproduzidos na Tabela 4.

Tabela 4: Oxidação de glucose com um catalisador de 0,5 % de AU/T1O2 a temperaturas diferentes, uma concentração inicial de glucose de 250 mmol/1 e um valor de pH de 9, atividade inicial até 10 % de conversão, formação de frutose devido isomerização * conversão, à qual a reação foi interrompida ** outros produtos de oxidação: ácido glucurônico, ácido 2- e 5-ceto-glucônico, ácido glucárico Depreende-se da Tabela 4, que a seletividade da oxidação de glucose diminui um pouco com o aumento da temperatura de reação. No entanto, isto não deve ser atribuído à formação de outros produtos de oxidação, como ácido glucônico, mas quase exclusivamente à formação incrementada de frutose que corresponde à maior velocidade de isomerização de glucose a frutose.

Influência da concentração inicial de glucose sobre a oxidação de glucose A influência da concentração inicial de glucose sobre a oxidação de glucose por meio da utilização do catalisador de 0,5 % de Au/TiC>2 a uma temperatura de 40°C e um valor de pH de 9 é representada na Tabela 5.

Tabela 5: Oxidação de glucose com um catalisador de 0,5 % de Au/Ti02 a diferentes concentrações iniciais de glucose e um valor de pH de 9, atividade inicial até 10 % de conversão, formação de frutose devido isomerização * conversão, à qual a reação foi interrompida ** outros produtos de oxidação: ácido glucurônico, ácido 2- e 5-ceto-glucônico, ácido glucárico Depreende-se dos resultados representados da Tabela 5 que o catalisador de ouro utilizado, mesmo em soluções de glucose concentradas (1100 mmol/1; cerca de 20 % de glucose/1), apresenta uma atividade e seletividade excepcionais, sendo que substancialmente mais glucose é convertida num mesmo tempo de reação. EXEMPLO 3: Estabilidade de longo prazo do catalisador de Au/TiQ2 na oxidação de glucose A estabilidade de longo prazo do catalisador de 0,5 % de Au/Ti02 {cat. G no Exemplo 1) foi testada em forma de ensaios de repeated batch [n.t.: batelada repetida]. Para tanto realizou-se durante todo um dia uma oxidação de glucose. De um dia para o outro, ou durante o fim de semana, deixou-se o catalisador na solução de reação, que consiste principalmente de uma solução aquosa de ácido glucônico, de modo que o catalisador pôde sedimentar. No dia seguinte removeu-se o excedente por meio de decantação e o reator foi carregado com solução de glucose fresca, e realizou-se a oxidação de glucose seguinte. Ao todo se realizou 17 ensaios de bateladas, com um valor de pH de 9, uma temperatura de 40 °C e uma concentração inicial de glucose de 250 mmol/1 (corresponde a cerca de 4,5 glucose/1). As condições de reação adicionais foram como descritas no Exemplo 1. Os resultados de alguns ensaios de batelada selecionados são reproduzidos na Tabela 6.

Tabela 6: Ensaio de longa duração para oxidação de glucose com um catalisador de 0,5 % de Au/Ti02 a uma concentração inicial de glucose de 250 mmol/1, uma temperatura de 40°C e um valor de pH de 9, atividade inicial até 10 % de conversão, formação de frutose devido isomerização. * conversão, à qual a reação foi interrompida ** outros produtos de oxidação: ácido glucurônico, ácido 2~ e 5-ceto-glucÔnico, ácido glucárico Os resultados representados na Tabela 6 mostram que, ao longo do intervalo de ensaio verificado, as qualidades catalíticas do catalisador de ouro devem ser consideradas constantes, e, portanto, que o catalisador dispõe de uma vida útil extremamente longa. Com 0,5 g do catalisador de 0,5 % de Au/TiOí, converteu-se nestes ensaios, ao todo, cerca de 360 g de glucose a ácido glucônico, a uma taxa de conversão de quase 100 %. Isto corresponde a cerca de 145 t de glucose/kg de ouro. Com base na perda de catalisador ainda não considerada neste cálculo, e que ocorre durante os ensaios devido à retirada de amostras, provavelmente este valor é nitidamente ainda mais alto. Além disso, deve-se considerar que o catalisador ainda se mostrará estável além do intervalo investigado, em grau presumivelmente muito maior, sendo que este valor ainda pode aumentar correspondentemente mais. EXEMPLO 4 Oxidação seletiva de lactose com catalisadores de ouro.

Lactose é um dissacarideo ligado em 1,4, que consiste de uma parte de glucose e uma de galactose. Para a oxidação de lactose utilizou-se 0,5 % de Au/Ti02 (catalisador G) .

Para fins de comparação utilizou-se também o catalisador de 5 % de Pt/Al203 (Engelhard) e do catalisador de 5 % de Pd/Al203. A oxidação de lactose ocorreu nas condições de reação a seguir: Volume de reação (batelada): 500 ml quantidade de catalisador: 1 g/1 concentração inicial do substrato: 10 mmol/1 valor de pH: 8 temperatura: 80°C pressão: 1 bar taxa de gaseificação com 02: 500 ml/min velocidade do agitador: 700 rpm A Tabela 7 mostra os resultados obtidos com a oxidação catalítica de lactose, por meio da utilização dos diversos catalisadores.

Tabela 7: Utilização de catalisadores diferentes para a oxidação de lactose, atividade inicial até 10 % de conversão. * estimado a partir da curva de titulação Em virtude de problemas analíticos a seletividade dos catalisadores individuais para a oxidação de lactose só pode ser indicada qualitativamente. Para isso pode-se referir aos cromatogramas representados na Figura 3 e obtidos com o detector de UV, que representam os produtos de reação oxidados. Depreende-se da Figura 3 que o catalisador de ouro suportado com T1O2 utilizado de acordo com a invenção possui uma seletividade extremamente elevada relativamente à preparação de ácido lactobiônico, sendo praticamente impossível detectar outros produtos de oxidação. Em contraposição/ a oxidação de lactose na presença de um catalisador de platina ou de paládio proporciona uma mistura de produtos diferentes, sendo que o ácido lactobiônico não representa o produto principal.

Exemplo 5: Oxidação seletiva de maltose por meio da utilização de catalisadores de ouro Maltose é um dissacarídeo ligado em 1,4, que consiste de duas unidades de glucose. Neste caso, uma parte de glucose dispõe-se de um átomo de carbono Cl aldeídico.

Ambas as unidades de glucose da maltose contém, cada uma, um átomo de carbono C6 alcoólico. A oxidação de maltose foi realizada por meio da utilização do catalizador de 0,5 % de AU/T1O2 (catalisador G). Em comparação, a oxidação de maltose também ocorreu por meio da utilização do catalisador de 5 % de Pt/Al203 (Engelhard) e do catalisador de 5 % de Pd/Al203. A oxidação de maltose ocorreu nas condições de reação a seguir: Volume de reação (batelada): 500 ml quantidade de catalisador: 1 g/1 concentração inicial do substrato: 10 mmol/1 valor de pH: 8 temperatura: 80°C pressão: 1 bar taxa de gaseificação com O2: 500 ml/min velocidade do agitador: 700 rpm A Tabela 8 mostra os resultados obtidos com a oxidação de maltose.

Tabela 8: Utilização de catalisadores diferentes para a oxidação de maltose, atividade inicial até 10 % de conversão. * estimado a partir da curva de titulação Em virtude de problemas analíticos a seletividade relativa à oxidação de lactose a ácido maltobiônico só pode ser indicada qualitativamente. Para isso pode-se referir aos cromatogramas representados na Figura 4 e obtidos com o detector de UV, com os quais se podem constatar os produtos de reação oxidados. A Figura 4 mostra cromatogramas dos produtos obtidos na oxidação de maltose, por meio da utilização dos catalisadores indicados. Depreende-se da figura 4 que o catalisador de ouro utilizado, se comparado com os catalisadores de platina e paládio, possui uma seletividade substancialmente maior relativamente à preparação de ácido maltobiônico, sendo praticamente impossível constatar outros produtos de oxidação. Em contrapartida, com o catalisador de platina ou de paládio, formam-se também outros produtos de oxidação com alta seletividade. Estes resultados mostram que o catalisador de Au/Ti02 utilizado apresenta uma seletividade tão elevada na oxidação de maltose quanto na oxidação de lactose. EXEMPLO 6: Oxidação de maltodextrina por meio da utilização de um catalisador de ouro.

Maltodextrinas constituem misturas de oligossacarideos, que provêm da ligação de unidades glucose via uma ligação 1,4-glicosidica. Para o exemplo utilizou-se Agenamalt 20.222 (Maltodextrin DE 19). De acordo com as indicações do fabricante a maltodextrina DE 19 utilizada é constituída da seguinte maneira: glucose: 3,5-4,5 % i.d.TM

maltose: 3,5-4,5 % i.d.TM

maltotriose: 4,5-5,5 % i.d.TM oligossacarídeos: resto Para a oxidação de maltodextrina utilizou-se o catalisador de 5 % de Pt/Al2C>3 (Engelhard), do catalisador de 5 % de Pd/Al2C>3 e do catalisador de 0,5 % de catalisador de AU/T1O2 (catalisador G) . A oxidação de maltodextrina ocorreu nas condições de reação a seguir: volume de reação (batelada): 500 ml quantidade de catalisador: 1 g/1 concentração inicial de 10 mmol/1 substrato: valor de pH: 8 temperatura: 80°C pressão: 1 bar taxa de gaseificação de 02: 500 ml/min velocidade do agitador: 700 rpm Em virtude de problemas analíticos sérios não é possível indicar a conversão nem a atividade para os tipos individuais de catalisadores. No entanto, com cada um dos catalisadores investigados ocorre uma reação de oxidação. A

Figura 5 mostra uma comparação qualitativa dos diversos cromatogramas de LJV individuais obtidos das amostras no momento da interrupção da reação.

Depreende-se da Figura 5 que ocorre uma oxidação considerável, principalmente com o catalisador de Pd e o catalisador de Au utilizado de acordo com a invenção, o que também é confirmado pela quantidade de KOH titulado (Pt: 0,7 ml; Pd: 2,8 ml; Au: 2,2 ml cada vez com t = 85 min.). A comparação da mistura de produto que foi obtida por meio da utilização do catalisador de Pd, com a mistura de produto que foi obtida por meio da utilização do catalisador de Au, indica uma diferença notável. A substância com o tempo de retenção de 20,2 min é formada pelo catalisador de Pd com seletividade nitidamente maior do que o que ocorre com o catalisador de Au. No entanto, a identidade desta substância é desconhecida. Em contrapartida o catalisador de ouro de acordo com a invenção apresenta uma atividade nitidamente maior relativamente ao ácido glucônico e ao ácido maltobiônico que o catalisador de Pd. EXEMPLO 7 Preparação de catalisadores de ouro para a oxidação seletiva de carboidratos.

Claims (65)

1. Processo para oxidação seletiva de pelo menos um carboidrato, uma mistura de carboidratos ou uma composição contendo o(s) mesmo (s) caracterizado pelo fato de que uma solução aquosa do carboidrato, da mistura ou da composição é convertida na presença de um catalisador de ouro compreendendo partículas de ouro distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte de óxido de metal, e de oxigênio, sendo que um grupo aldeído no átomo de carbono Cl do(s) carboidrato(s) é oxidado seletivamente a um grupo carboxila, ou um grupo aldeído é introduzido no átomo de carbono Cl e oxidado seletivamente a um grupo carboxila.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óxido de metal do catalisador de ouro é um suporte de Ti02.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o catalisador de ouro suportado com Ti02 compreende cerca de 0,1% a 5% de ouro, de preferência, cerca de 0,5% a 1% de ouro.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óxido de metal do catalisador de ouro é um suporte de A1203.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o catalisador de ouro suportado com A1203 compreende cerca de 0,1% a 5% de ouro, de preferência, cerca de 0,5% a 1% de ouro.

6. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a oxidação é realizada a um valor de pH de 7 a 11.

7. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a oxidação é realizada a uma temperatura de 20°C a 140°C, de preferência, de 40°C a 90°C.

8. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a oxidação é realizada a uma pressão de 1 bar até 25 bar.

9. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que, durante a oxidação, borbulha-se oxigênio e/ou ar através da solução aquosa do carboidrato, da mistura ou da composição.

10. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a relação entre a quantidade do(s) carboidrato(s) a ser/serem oxidado(s) ou da mistura e a quantidade de ouro contida no suporte de óxido de metal é superior a 1000.

11. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o carboidrato a ser oxidado é uma aldose com um grupo aldeido no átomo de carbono Cl.

12. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o carboidrato a ser oxidado está presente em forma de 2-cetose, que inicialmente é convertida à forma de aldose tautomérica oxidável.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o carboidrato a ser oxidado é um monossacarideo, um oliqossacarideo, uma mistura dos mesmos ou uma composição contendo os mesmos.

14. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o monossacarideo a ser oxidado é glicose, galactose, manose, xilose ou ribose.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que se obtém ácido glucônico como produto de oxidação na oxidação de glicose.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o oligossacarideo a ser oxidado é um dissacarideo.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o dissacarideo é uma dissacarideo-aldose, como maltose, lactose, celobiose ou isomaltose.

18. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que se obtém ácido maltobiônico como produto de oxidação na oxidação de maltose.

19. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que se obtém ácido lactobiônico como produto de oxidação na oxidação de lactose.

20. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o dissacarideo é um dissacarídeo-2-cetose, como palatinose.

21. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o carboidrato a ser oxidado é maltodextrina.

22. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o carboidrato a ser oxidado é um xarope de amido.

23. Processo para oxidação seletiva de pelo menos um oliqossacarideo, uma mistura do(s) mesmo(s) ou uma composição contendo o(s) mesmo(s) caracterizado pelo fato de que uma solução aquosa dos oligossacarideos, da mistura ou da composição é reagida na presença de um catalisador de ouro compreendendo partículas de ouro distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte de carbono, e de oxigênio, sendo que um grupo aldeído no átomo de carbono Cl do(s) carboidrato (s) é oxidado seletivamente a um grupo carboxila, ou um grupo aldeído é introduzido no átomo de carbono Cl e oxidado seletivamente a um grupo caboxila.

24. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o catalisador de ouro suportado com carbono compreende cerca de 0,1% a 5% de ouro, de preferência, cerca de 0,5% a 1% de ouro.

25. Processo, de acordo com uma das reivindicações 23 ou 24, caracterizado pelo fato de que a oxidação é realizada a um valor de pH de 7 a 11.

26. Processo, de acordo com uma das reivindicações 23 a 25, caracterizado pelo fato de que a oxidação é realizada a uma temperatura de 20°C a 140°C, de preferência de 40°C a 90 °C.

27. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 26, caracterizado pelo fato de que a oxidação é realizada a uma pressão de 1 bar a 25 bar.

28. Processo, de acordo com uma das reivindicações 23 a 27, caracterizado pelo fato de que, durante a oxidação, borbulha-se oxigênio e/ou ar através da solução aquosa do oligossacarideo, da mistura ou da composição.

29. Processo, de acordo com uma das reivindicações 23 a 28, caracterizado pelo fato de que a relação entre a quantidade do(s) oligossacarideo(s) a ser/serem oxidado(s) ou da mistura do(s) mesmo(s) e a quantidade de ouro contido sobre o suporte é superior a 1000.

30. Processo, de acordo com uma das reivindicações 23 a 29, caracterizado pelo fato de que o oligossacarideo a ser oxidado é uma aldose com um grupo aldeido no átomo de carbono Cl.

31. Processo, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que o oligossacarideo a ser oxidado é uma dissacarideo-aldose.

32. Processo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a dissacarideo-aldose é maltose, lactose, celobiose ou isomaltose.

33. Processo, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que se obtém ácido maltobiônico como produto de oxidação na oxidação de maltose.

34. Processo, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que se obtém ácido lactobiônico como produto de oxidação na oxidação de lactose.

35. Processo, de acordo com uma das reivindicações 23 a 29, caracterizado pelo fato de que o oligossacarideo a ser oxidado está presente em forma de 2-cetose, que antes da oxidação é convertida à forma de aldose tautomérica oxidável.

36. Processo, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que o oligossacarideo a ser oxidado é uma dissacarideo-2-cetose.

37. Processo, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que a dissacarideo-cetose é palatinose.

38. Processo, de acordo com uma das reivindicações 23 a 29, caracterizado pelo fato de que a mistura de oligossacarídeos a ser oxidada é maltodextrina.

39. Processo, de acordo com uma das reivindicações 23 a 29, caracterizado pelo fato de que a composição a ser oxidada é um xarope de amido.

40. Uso de um catalisador de ouro caracterizado pelo fato de compreender partículas de ouro distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte de óxido de metal em um processo de oxidação seletiva de pelo menos um carboidrato, uma mistura de carboidratos ou um composição contendo o(s) mesmo(s) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 22.

41. Uso, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que o suporte de óxido de metal do catalisador de ouro é um suporte de TÍO2.

42. Uso, de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de que o catalisador de ouro suportado com Ti02 compreende cerca de 0,1% a 5% de ouro, de preferência cerca de 0,5% a 1% de ouro.

43. Uso, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que o suporte de óxido de metal do catalisador de ouro é um suporte de A1203.

44. Uso, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o catalisador de ouro suportado com A12C>3 compreende cerca de 0,1% a 5% ouro, de preferência cerca de 0,5% a 1% de ouro.

45. Uso, de acordo com uma das reivindicações 40 a 44, caracterizado pelo fato de que o carboidrato a ser oxidado é um monossacarideo, um oligossacarideo, uma mistura do(s) mesmo(s) ou uma composição contendo o(s) mesmo (s).

46. Uso, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que o monossacarideo a ser oxidado é glicose, galactose, manose, xilose ou ribose.

47. Uso, de acordo com a reivindicação 46, caracterizado pelo fato de que se obtém ácido glucônico como produto de oxidação na oxidação de glicose.

48. Uso, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que o oligossacarideo a ser oxidado é uma dissacarideo-aldose.

49. Uso, de acordo com a reivindicação 48, caracterizado pelo fato de que a dissacarideo-aldose a ser oxidada é maltose, lactose, celobiose ou isomaltose.

50. Uso, de acordo com a reivindicação 49, caracterizado pelo fato de que se obtém ácido maltobiônico como produto de oxidação na oxidação de maltose.

51. Uso, de acordo com a reivindicação 49, caracterizado pelo fato de que se obtém ácido lactobiônico como produto de oxidação na oxidação de lactose.

52. Uso, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que o oligossacarideo a ser oxidado é uma dissacarídeo-cetose.

53. Uso, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que a dissacarideo-cetose a ser oxidada é palatinose.

54. Uso, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que o carboidrato a ser oxidado é maltodextrina.

55. Uso, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que o carboidrato a ser oxidado é um xarope de amido.

56. Uso de um catalisador de ouro caracterizado pelo fato de compreender partículas de ouro distribuídas de forma nanodispersa sobre um suporte de carbono em um processo de oxidação seletiva de pelo menos um oligossacarídeo, uma mistura de oligossacarídeos ou uma composição contendo o(s) mesmo(s) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 23 a 39.

57. Uso, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que o catalisador de ouro suportado com carbono compreende cerca de 0,1% a 5% de ouro, de preferência, cerca de 0,5% a 1% de ouro.

58. Uso, de acordo com a reivindicação 56 ou 57, caracterizado pelo fato de que o oligossacarídeo a ser oxidado é uma oligossacarídeo-aldose.

59. Uso, de acordo com a reivindicação 58, caracterizado pelo fato de que a oligossacarídeo-aldose a ser oxidada é maltose, lactose, celobiose ou isomaltose.

60. Uso, de acordo com a reivindicação 59, caracterizado pelo fato de que se obtém ácido maltobiônico como produto de oxidação na oxidação de maltose.

61. Uso, de acordo com a reivindicação 59, caracterizado pelo fato de que se obtém ácido lactobiônico como produto de oxidação na oxidação de lactose.

62. Uso, de acordo com a reivindicação 56 ou 57, caracterizado pelo fato de que o oligossacarideo a ser oxidado está presente em forma de 2-cetose, que inicialmente é convertida à forma de aldose tautomérica e, depois, oxidada.

63. Uso, de acordo com a reivindicação 62, caracterizado pelo fato de que a oligossacarídeo-2-cetose a ser oxidada é palatinose.

64. Uso, de acordo com a reivindicação 56 ou 57, caracterizado pelo fato de que se oxida maltodextrina.

65. Uso, de acordo com a reivindicação 56 ou 57, caracterizado pelo fato de que se oxida um xarope de amido.