231344231344
Vynález sa týká přípravy kryštalickej L--glukózy a L-manózy zo zmesi cukrov po ni-trometanove] syntéze L-arabinózy. L-glukóza a L-manóza sú hexózy vzácnésacharidy, ktoré sa v prírode nenachádzajúa preto sa pripravujú synteticky. Najstar-šou a najznámejšou metodou přípravy je tzv.kyanhydrinová syntéza. Aldózy poskytujúposobením kyanovodíka kyanhydriny aldózich kyslou hydrolýzou vznikajú aldónovékyseliny, ktoré sa prevedú na laktón a v tej-to formě redukujú napr. sodíkovým amalgá-rnorn za vzniku aldózy a jeden uhlíkovýatom. Tak vzniká z L-arabinózy L-glukózaa L-manóza [C. S. Hudson: Adv. Carbohydr.Chem. 1, 1 [1945]; E. Fischer: Ber. 22, 2204(1889)]. Najvhodnejšou metodou přípravyL-glukózy a L-manózy je kondenzácia L-ara-binózy s nitrometanom v přítomnosti mety-látu sodného. Pri tejto syntéze vzniká krys-talická zmes sodných solí 1-deoxy-l-nitro--L-glucitolu a 1-deoxy-l-nitro-L-manitolu,ktoré pomocou katalyzátore kyseliny síro-vej alebo peroxida vodíka sa rozkladajú zavzniku L-glukózy a L-manózy [J. C. Sowden,H. O. L. Fischer: J. Am. Chem. Soc. 67. 1963(1947); J. C. Sowden: Methods Carbohydr.Chem. L. 132 (1962); V. Bílik: Coll. Czech.Chem. Commun. 39, 1621 (1974)]. V prepa-ratívnom množstve sa L-glukóza a L-manó-za připravuje z čistých krystalických látok1-deoxy-l-nitro-L-glucitolu a 1-deoxy-l-nitro--L-manitolu získaných frakčnou kryštalizá-ciou s acetonom [J. C. Sowden, H. O. L. Fis-cher: J. Am, chem. Soc. 67, 1963 (1947); J.Rubala a kol.: Coll. Czech. Commun. v tla-čí], Alebo sa využívá priamy rozklad sod-ných solí, kde L-manóza sa izoluje vo forměfenylhydrazónu a po uvolnění sa katalytic-ky epimerizuje pomocou molybdenanovýchiónov na L-glukózu [Čs. AO 149463], Uve-dená metoda přípravy L-glukózy a L-manózykyanhydrinovou syntézou je značné kom-plikovaná pre náročnost viac stupňovej syn-tézy a má len teoretický význam v porovna-ní so spósobom přípravy kondenzácie s ni-trometanom. Pri príprave L-glukózy, resp.L-manózy z čistých 1-deoxy-l-nitro-L-gluci-tolu a 1-deoxy-l-nitro-L-manitolu výstupu jeobmedzujúci faktor ich vzájomnej prefe-renčnej kryštalizácie zo zmesi v prospěch 1--deoxy-l-nitro-L-manitolu. Pri priamom roz-klade zmesi sodných solí 1-deoxy-l-nitro-L--glucitolu a 1-deoxy-l-nitro-L-manitolu izo-lácia L-manózy pomocou fenylhydrazínu jestažená tým, že získaná zmes vždy obsahu-je velké množstvo L-arabinózy, čím přípra-va nedosahuje uspokojivé výtažky a naviacfenylhydrazín je nebezpečný jed.The present invention relates to the preparation of crystalline L-glucose and L-mannose from a mixture of sugars after nitromethane synthesis of L-arabinose. L-glucose and L-mannose are hexose rare saccharides which are not naturally found to be synthetically produced. The oldest and best known method of preparation is the so-called cyanohydrin synthesis. Aldoses provide cyanohydrins for the hydrogen cyanide and aldose with acid hydrolysis to produce aldonic acids which are converted to lactone and reduced in this form, e.g., with sodium amalgamate to form aldose and one carbonate. Thus, L-glucose and L-mannose [C. S. Hudson: Adv. Carbohydr.Chem. 1, 1 [1945]; E. Fischer: Ber. 22, 2204 (1889)]. The most suitable method for the preparation of L-glucose and L-mannose is the condensation of L-araborose with nitromethane in the presence of sodium methylate. In this synthesis, a crystalline mixture of sodium salts of 1-deoxy-1-nitro-L-glucitol and 1-deoxy-1-nitro-L-mannitol is formed, which decomposes with the sulfuric acid catalyst or hydrogen peroxide by glucose and L-mannose [J. C. Sowden, H. J. Fischer, J. Am. Chem. Soc. 67, 1963 (1947); J. C. Sowden: Methods Carbohydr. L. 132 (1962); V. Bílik: Coll. Czech.Chem. Commun. 39, 1621 (1974)]. L-glucose and L-mannose are prepared from pure crystalline 1-deoxy-1-nitro-L-glucitol and 1-deoxy-1-nitro-L-mannitol, obtained by fractional crystallization with acetone, in a prepaid amount. [J. C. Sowden, H. O. L. Fisser: J. Am, Chem Soc. 67, 1963 (1947); J.Rubal et al., Coll. Czech. Commun. Or, direct decomposition of the sodium salts is utilized, where L-mannose is isolated in the form of phenylhydrazone and, upon release, is catalytically epimerized with molybdate salts to L-glucose [Cs. No. 149463], the method of preparing L-glucose and L-mannose cyanohydrin synthesis is complicated by the complexity of the multi-stage synthesis and has only theoretical significance compared to the method of condensation with n-bromo. In the preparation of L-glucose or L-mannose from pure 1-deoxy-1-nitro-L-glucose and 1-deoxy-1-nitro-L-mannitol, the output is a limiting factor for their mutual preferential crystallization from the mixture in the benefit of 1-deoxy-1-nitro-L-mannitol. In the direct dispersion of a mixture of sodium salts of 1-deoxy-1-nitro-L-glucitol and 1-deoxy-1-nitro-L-mannitol, isolation of L-mannose by phenylhydrazine is obtained in that the mixture obtained always contains a large amount of L-arabinose, whereby the preparation does not yield satisfactory extracts and the excess phenylhydrazine is a poison.
Uvedené nevýhody v podstatnej miere od-straňuje spósob přípravy L-glukózy a L-ma-nózy podlá vynálezu, ktorého podstata spo-čívá v tom, že sa zmes cukrov uvolněnýchpo nitrometanovej syntéze selektívne rozdě-lí pomocou silné kyslého vymieňača katió-nov vo vápenatej formě. Ako eluačné činid-lo sa použije vodný roztok 40 až 60 % etyl- alkoholu. Frakcie L-glukózy a L-manózy sazahustia na rotačnej odparke na sirup a zetylalkoholu vykryštalizujú. Výhodou navrhovaného spósobu přípravyL-glukózy a L-manózy oproti doterajším po-stupom přípravy je, že předmětný spósobpřípravy dovoluje vyrobit obidva sacharidyv jednom stupni. Je zdravotně nezávadný,hospodárnější, umožňuje pracovat v jedno-duchých zariadeniach, ktoré sú bežne do-stupné. Umožňuje pracovat bez látok, kto-ré znečisťujú životné prostredie ako fenyl-hydrazín, ktorý ako zvlášť nebezpečný jedje karcinogénnou látkou a jeho odstráneniev prevádzkovom měřítku je nákladné, vy-žaduje si špeciálne zariadenie. Vyrobenéprodukty L-glukóza a L-manóza sa získajúvo vysokej čistotě. Příklad 1The above drawbacks are substantially discouraged by the method of the invention for preparing L-glucose and L-maize, which is characterized in that the sugar mixture released by the nitromethane synthesis is selectively divided by a strong acidic calcium cation exchanger. form. An aqueous solution of 40-60% ethyl alcohol is used as the eluent. L-glucose and L-mannose fractions are rotary evaporated to syrup and ethyl alcohol crystallize. The advantage of the proposed method of preparing L-glucose and L-mannose over the prior art is that the present method of preparation allows one to produce both saccharides. It is wholesome, economical, and allows you to work in simple devices that are normally available. It makes it possible to work without substances that pollute the environment, such as phenyl-hydrazine, which, as a particularly dangerous poison, is a carcinogen and is expensive to remove on an operational scale, requires special equipment. The L-glucose and L-mannose products produced are obtained in high purity. Example 1
Silno kyslý vymieňač katiónov (Dowex50 wx 8 0,07 až 0,13 mm) sa naplní do ko-lony dlžky 100 cm a priemeru 2,5 cm po-stupné sa premýva 10 % kyselinou chloro-vodíkovou (1000 ml) po dobu 24 h. Iono-menič sa premyje destilovanou vodou doneutrálněj reakcie pH 7 (5000 ml). Aktivá-cia iontomeniča do vápenatej formy sa u-skutoční 20 % roztokom chloridu vápenaté-ho (2000 ml) a po 24 h sa nadbytočné iónyvymyjú destilovanou vodou do negatívnejreakcie na chloridy (5000 ml). Zmes cukrov26 % L-glukózy, 71?% L-manózy a 3 % L-a-rabinózy (5 g) sa rozpustí v 40% etylalko-hole (10 ml) a nanesie na kolonu naplnenúsilno kyslým vymieňačom katiónov (Dowex50 wx 8 0,07 až 0,13 mm vo vápenatej for-mě) s dížkou 100 cm a priemerom 2,5 cm.Ako eluačné činidlo sa použije 40 % etyl-alkohol. Pomocou zberača frakcií pri prie-toku 12 ml/h sa jednotlivé frakcie sledujúpapierovou chromatografiou (chromatogra-fický papier Whatman No 1) vzostupnouchromatografiou v sústave etylacetát, pyri-din, voda v objemovom pomere 8:2:1a de-tegujú alkalickým dusičnanom strieborným,alebo za pomoci kyseliny 3,5 dinitrosalicy-lovej spektrofotometricky. Frakcia 1 až 42bola negativna na cukry, frakcia 43 až 52obsahovala L-glukózu, frakcia 53 až 56 bolanegativna na cukry, frakcia 57 až 68 obsa-hovala L-manózu, frakcia 69 až 90 bola ne-gativna na cukry a frakcia 91 až 93 obsaho-vala L-arabinózu. Frakcie, ktoré obsahova-li L-glukózu a L-manózu sa jednotlivé za-hustia na rotačnej odparke na sirup, pre-čistia prídavkom aktívneho uhlia (0,5 g)filtrujú a znovu zahustia na sirup L-glukóza(1,25 g), L-manóza (3,50 g). Prídavkom96% etylalkoholu (20 ml) vykrystalizuje L--glukóza (1,05 g) a L-manóza (3,0 g). Opa-kovanou kryštalizáciou matečných sirupovsa dosiahla výťažnosť L-glukózy 93,1 %(a)D20 — 52° (C = 5 HzO), teplota topenia141 až 143 °C a L-manózy 91,7 0/0 (a)D20 —The strongly acidic cation exchanger (Dowex50 wx 8 0.07-0.13 mm) is filled into a 100 cm column and washed with a 2.5 cm diameter wash with 10% hydrochloric acid (1000 ml) for 24 hours. h. The ion transducer was washed with distilled water for pH 7 (5000 mL). Activation of the ion exchanger into the calcium form is accomplished with a 20% calcium chloride solution (2000 ml) and after 24 h the excess ions are washed with distilled water to a negative reaction to the chlorides (5000 ml). A mixture of sugar 26% L-glucose, 71% L-mannose and 3% L-rabbinosis (5 g) was dissolved in 40% ethyl alcohol (10 ml) and loaded onto a column filled with a strongly acidic cation exchange (Dowex50 wx 8 0.07 up to 0.13 mm in the calcium form) with a length of 100 cm and a diameter of 2.5 cm. 40% ethyl alcohol is used as eluent. Using a fraction collector at a flow rate of 12 ml / h, the individual fractions were monitored by paper chromatography (Whatman No 1 chromatography paper) with ascending chromatography in an ethyl acetate, pyridine, water 8: 2: 1 v / v mixture, and eluted with alkaline silver nitrate, or with 3,5 dinitrosalicylic acid spectrophotometrically. Fraction 1 to 42 was sugars negative, fractions 43 to 52 contained L-glucose, fractions 53 to 56 were sugars negative, fractions 57 to 68 contained L-mannose, fractions 69 to 90 were non-sugars and fractions 91 to 93 contained L-arabinose. The fractions which contain L-glucose and L-mannose are individually concentrated on a rotary evaporator to a syrup, purified by addition of activated charcoal (0.5 g), filtered and concentrated again to L-glucose syrup (1.25 g). ), L-mannose (3.50 g). L-glucose (1.05 g) and L-mannose (3.0 g) crystallize by the addition of 96% ethyl alcohol (20 ml). By repeated crystallization of the mother syrups, the L-glucose yield was 93.1% (a) D 2 O - 52 ° (C = 5 H 2 O), mp 141-143 ° C and L-mannose 91.7 0/0 (a) D20 -