CS240348B1 - Sposob přípravy D-xyíúzy a L-arabinózy z kukuřičných oklaskov - Google Patents

Abstract

Podstata spósobu spočívá v tom, že sa 10 až 20 % hmot. hmota kukuřičných oklaskov predhydrolyzuje v 4 % hmot. vodnom roztoku kyseliny octovej pri teplote 100 °C po dobu 2 h, kde sa přednostně odhydrolyzuje L-arabinóza a zostávajúca hmota sa hydrolyzuje 1 % hmot. vodným roztokom kyseliny sírovej pri teplote 100 °C po dobu 4 až 6 h za odhydrolyzovania D-xy.lózy a jednotlivé hydrolyzáty sa prečistia aktívnym uhlím a vykrystalizuji! z etanolu. Vynález má rozsiahle použitie v potravinárskom priemysle v biochemii, v medicíně, ako aj pri přípravě nových nukleozidov a nukleotidov, ktoré majú použitie- v bioinžinierstve.

Description

240348

Vynález sa týká sposobu přípravy krysta-lické] D-xylózy a krystalické] L-arabinózy zkukuřičných oklaskov. D-xylóza ako a] L-arabinóza patria medzivzácné sacharidy aldopentózy. V prírode savol'ne nachádzajú zriedka, častejšie vo for-jne derivátov, alebo polymérnych sachari-dov. V důsledku ich stále vačšieho praktic-kého použitia sa ich přípravě venu]e zvýše-ná pozornost a zároveň sa hl'ada]ú nové ne-tradičné zdroje surovin. Na výrobu D-xylózysa doteraz používajú přírodně materiály akobukové štiepky, piliny pomocou hydrolýzy,alebo hydrolýzou xylanov a hemicelulóz [W.E. Stone, D. Lotz: J. Am. Chem. 13, 348(1891); W. E. Stone, D. Lotz: Chem. News.64, 29 (1891); W. E. Stone, D. Lotz: Ghemi-che Ber. 24, 1657 (1981); W. T. Scheiber, N.V. Geib, B. Wingfield, S. F. Acree: Ind. Eng.Chem. 22, 497 (1930); C. S. Hudson, T. S.Harding: J. Am. Chem. Soc. 40, 1 601 (1981)]. L-arabinóza sa vyrába parciálnouhydrolýzou gúm róznych dřevin a následnoufrakčnou kryštalizáciou vzniklej zmesi (E.Anderson, L. Sands: Org. syntheses. 8, 18(1929); E. W. White: J. Am. Chem. Soc. 69,715 (1947); C. S. Hudson: J. Am. Chem. Soc.73, 4 038 (1951); J. Rosík, V. Zitko, Š. Bauer,J. Rubala: Collection Czechoslov. Commun.31, 1 072 (1966)). V. libeňský připravil L-a-rabinózu z vysladených repných rezkov [Čs.A. O. 129 664, A. O. 139 427). Uvedené meto-dy přípravy D-xylózy z dřevných štiepkov,pilin alebo hydrolýzou xylanov hemicelulózsa v praxi používajú, avšak sú nákladné naenergiu. Příprava L-arabinózy parciálnouhydrolýzou gúm dřevin sa v praxi nevyuží-vá. Pri přípravě z vysladených repných rez-kov vznikajú koloidné zložky alebo kyslépolysacharidy a na ich odstránenie sa po-žaduje speciálně zariadenie, čím sa přípra-va stává nákladnou na zariadenie.

Uvedené nevýhody v podstatnej miere od-straňuje spósob přípravy D-xylózy a L-ara-binózy, ktorého podstata spočívá v tom, žesa 10 až 20 % hmot. pomletých kukuřičnýchoklaskov predhydrolyzuje v 4 % hmot. vod-nom roztoku kyseliny octovej pri teplote100 °C po dobu 2 h, kde sa přednostně od-hydrolyzuje L-arabinÓza a zostávajúcahmota sa hydrolyzuje 1% hm. vodným roz-tokom kyseliny sírovej pri teplote 100 °C podobu 4 až 6 h za odhydrolyzovania D-xylózya jednotlivé hydrolyzáty sa prečistia aktív-nym uhlím a vykryštalizujú z etanolu. Výhodou navrhovaného spósobu přípravyD-xylózy a L-arabinózy z kukuřičných oklas-kom oproti doterajším postupom prípravýje, že předmětný spósob přípravy je jedno-duchší, hospodárnější a účinnější. Dovolujepracovat v nenáročných jednoduchých za-riadeniach. Umožňuje vyrobit z lacnej ne-náročnej suroviny obidva monosacharidy,ktoré sú krystalické látky o vysokej čistotě.Pri výrobě odpadně látky neznečisťujú pro-stredie, ale sa používajú ako účinné hnoji-vo. Příklad 1 K roztoku (250 g) pomletých kukuřičnýchoklaskov v (4,7 1) vody sa přidá (300 ml)kyseliny octovej 100 % hmot. a mieša sa priteplote 100 °C po dobu 2 h. Po ochladení saroztok oddělí od hmoty filtráciou na nuči,premyje vodou (2 1) a zahustí pri tlaku—100 KPa za súčasného odstránenia kyseli-ny octovej. Roztok sa přečistí prídavkom ak-tívneho uhlia (10 g), přefiltruje a perkolujecez ionomenič s funkčnými sulfoskupinami(Wofatit KPS 200] v hydrogénovej formě nakolúne s dížkou 30 cm a priemerom 3 cm aionomenič s funkčnou amínoskupinou ( Wo-fatit SBW) v hydroxidovéj formě na kolónes dížkou 50 cm a priemerom 3 cm a sa za-hustí na sirup (25%). Sirup sa rozpustí v96 % hmot. etylalkohole a vykrystalizuje(9,6 g), opakovanou kryštalizáciou mateč-ných lúhov sa získá dalších (3,15 g) L-arabinózy v celkovom výtažku 5,1 %, optickáotáčavosť [alf,20 —104 (C — 5 voda), tep-lota topenia 162 °C. Predhydrolyzované ku-kuřičné oklasky sa ďalej hydrolyzujú prí-davkom vody (4,87 1) a kyseliny sírovej 96pere. hmot. (135 ml) a refluxujú za mieša-nia po dobu 6 h pri teplote 100 °C. Reakčnázmes sa filtráciou na nuči zbaví celulózo-vých zvyškov a balastov a neutralizuje prí-davkom krystalického hydroxidu draselné-ho (300 g) a zahustí pri tlaku —100 KPa nasirup (130 g). Zmes sa mieša prídavkom 50pere. hmot. vodného etylalkoholu (0,5 1)pri teplote 40 °C po dobu 1 h. Po ochladenívykryštalizuje síran draselný, ktlorý sa od-dělí filtráciou. Roztok sa pri tlaku —100KPa zahustí na sirup, přečistí prídavkomaktívneho uhlia (10 g), přefiltruje a odso-lí perkoláciou cez ionomenič s funkčnousulfoskupinou (Wofatit KPS 200) v hydro-génovej formě na kolóne s dížkou 50 cm apriemerom 3 cm a ionomenič s funkčnouamínoskupinou (Wofatit SBW) v hydroxi-dovej formě na kolóne s dížkou 50 cm apriemerom 3 cm, zahustí na sirup (71 g).Sirup sa rozpustí v 96 % hmot. etylalko-hole (100 ml) pri teplote 78°C a vykryšta-lizuje D-xylózy (46 g). Opakovanou kryšta-lizáciou matečných lúhov sa získá D-xylózav 20,3 % výtažku, optická otáčavosť [a]D20+20° (G = 5 voda), teplota topenia 147 °C. Příklad 2 K roztoku (200 kg) pomletých kukuřič-ných oklaskov (800 1) vody sa přidá (40kilogramov) kyseliny octovej 100% hmot.a mieša pri teplote 100 °C po dobu 2 h. Poochladení sa roztok od hmoty oddělí filt-ráciou na nuči, premyje vodou (200 1] a. za-hustí pri tlaku —100 KPa za súčasného od-stránenia kyseliny octovej. Roztok sa pře-čistí prídavkom aktívneho uhlia (2 kg),přefiltruje a perkoluje cez ionomenič sfunkčnou sulfoskupinou (Wofatit KPS 200)

Claims (1)

1. 240348 v hydrogénovej formě na koloně s dížkou 1meter a priemerom 0,2 m a ionomenič sfunkčnou amínoskupinou (Wofatit SBW) vhydroxidovej formě s dížkou kolony 1 m apriemerom 0,2 m, zahustí na sirup (15 kg).Sirup sa rozpustí v (20 1) 86% hmot. etylal-kohole pri teplote 78 °C a .vykrystalizuje(7,8 kg) L-arabinózy. Opakovanou kryš-talizáciou sa získá dalších (3,2 kg) L-arabi-nózy. L-arabinóza mala optickú otáčavosf[;«]D2t) —104° (C = 5 voda), teplotu tope-nia 162 °C a sa získala v 5,5 °/o výtažku.Predhydrolyzované kukuřičné oklasky saďalej hydrolyzujú tak, že sa přidá (800 1)vody, (20 1) kyseliny sírovej 98 % hmot. arefluxujú za miešania prii teplote 100 °C po-dobu 4 h. Kyslý roztok po filtrácii na nučisa neutralizuje prídavkom krystalickéhohydroxidu draselného (4,2 kg) a odpaří pritlaku —100 KPa na sirup (100 1). Táto zmessa mieša prídavkom 50 °/o hmot. vodnéhoroztoku etylalkoholu (400 1) pri teplote 40°Celsia po dobu 1 h. Po ochladení vykryšta- lizuje síran draselný, ktorý sa oddělí filtrá-ciou. Roztok sa zahustí na sirup, přečistíprídavkom aktívneho uhlia (2 kg), přefilt-ruje a odsolí perkoláciou cez ionomenič sfunkčnou sulfoskupinou (Wofatit KPS 200)v hydrogénovej formě na kolóne s dížkou2 m a priemerom 0,3 m a ionomenič s funkč-nou amínoskupinou (Wofatit SBW) v hyd-roxidové) formě na kolóne s dížkou 2 m apriemerom 0,3 m, zahustí na sirup (100 kg).Sirup sa rozpustí v 96 % hmot. etylalkoho-le (100 1) pri teplote 78 °C a v chladiacomboxe pri teplote 5 °C vykrystalizuje D-xyló-za (36 kg). Opakovanou kryštalizáciou sazíská dalších (6 kg) D-xylózy. D-xylóza ma-la optickú otáčavost [«ji-,20 + 20p (C = 5voda), teplotu topenia 146 až 148°C a zís-kala sa v 21 % výtažku. Vynález má rozsiahle použitie v potravi-nárskom priemysle v biochémii, medicíně,ako aj při príprave nových nukleozidov anukleotidov, ktoré majú použitie v bioinži-nierstve. PREDMET Sposob přípravy D-xylózy a L-arabinózy zkukuriičných oklaskov hydrolýzou vyznaču-júci sa tým, že sa vodný roztok 10 až 20 %hmot. pomletých kukuřičných oklaskovpredhydrolyzuje v 4 % hmot. vodnom roz-toku kyseliny octovej pri teplote 100 °C podobu 2 h, kde sa odhydrolyzuje L-arabinóza YNÁLEZU a zostávajúca hmota sa hydrolyzuje 1 %hmot. vodným rozíokom kyseliny sírovej priteplote 100 °G po dobu 4 až 6 h za odhydro-lyzovania D-xylózy, jednotlivé hydrolyzátysa prečistia aktívnym uhlím a vykryštalizu-jú z etanolu.