DE1806027A1 - Verfahren zur Herstellung von Methyl-dd-mannopyranosid - Google Patents

Description

einer anderen Ausführungsform wird die heiße, saure, glykosidhaltige Lösung auf einen pH-Wert von ca· 7 neutralisiert, und die in Alkohol unlöslichen anorganischen Salze, falls erwUnscht, entfernt· Die neutrale Lösung wird dann zu einem dicken Sirup eingedampft, auf unter 5o°C abgekühlt und mit der einfachen bis doppelten Gewichtsmenge Wasser von ca. 55°C verdünnt· Wasserunlösliche Nichtkohlenhydrate und andere Verunreinigungen werden entfernt, und die Lösung fe mit einem Adsorptionsmaterial, wie Aktivkohle, entfärbt» Man erhält eine klare, schwach gefärbte MethyIgIykosId-Lösung, aus der Methyl-ot-D-mannopyranosid bevorzugt und leicht auskristallisiert werden kann, wobei man einen komplexen Rückstand aus reinen Methylglykosiden als zweites nützliches Produkt erhält.

Beschreibung

Methyl-<*-D-mannopyranosid kann in Harzen usw. verwendet werdenβ Des weiteren kann es leicht und mit geringen Kosten in reine Mannose oder Mannosederivate, wie etwa Mannitol, umgewandelt werden, die in Diätergänzungen, Harzen, Kunststoffen, Weichmachern, Sprengstoffen und zahlreichen anderen nützlichen Produkten breite und anerkannte Verwendung finden·

Mannosepolymere, aus denen Methyl-<Ä.-D-mannopyranosid bereitet werden kann, sind in der Natur reichlich vorhanden

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und sind wichtige Bestandteile vieler Formen und Arten von pflanzlichem Gewebe· Beispiele für pflanzliches Gewebe, das eine beträchtliche Menge Mannosepolynere enthält, sind so unterschiedliche Materialien, wie Steinnüsse, Johannisbrot, Kaffeeebohnen, Guarsamen, pflanslicher Gummi und Exsudate sowie das Holz von Koniferen. Aufgrund der Komplexität des Kohlenhydrat-Materials, in dem Mannose gefunden wird, war es jedoch sehr schwierig und kostspielig, die Mannose und ihre Derivate zu isolieren und in einigermaßen reiner Form zu gewinnen. Das Auffinden eines praktischen Verfahrens zur Isolierung und Gewinnung der Mannosebestandteile pflanzlichen Gewebes in Form einer relativ billigen und höchst nützlichen reinen Chemikalie ist ein bedeutender Beitrag für die technische Chemie·

Bisher stützte man sich bei der Bereitung von Mannose und ihren Derivaten (ausgenommen Mannitol) fast gänzlich auf Steinnußmehl, da cieses Mehl im wesentlichen ein reines Marinonpolymer ist. Steinnußmehl ist jedoch relativ teuer·

Obwohl die vorliegende Erfingung auch mit den relativ teuren Ausgangsmaterialien durchführbar ist, kann sie gewinnbringender und nützlicher auf Ausgangsstoffe angewendet werden, die jetzt weggeworfen werden oder von geringem Wert sind. Besonders wünschenswert sind die nicht celluloseartigen Kohlenhydrate, die aus Koniferenholz während der Kochung und Veredlung von Cellulose und dem sogenannten "Mascnite"-Verfahren extrahiert werden. Die erste Phase des

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KochungsVerfahrens ist häufig eine Dampf- oder Wasserbehandlung bei hohem Druck und hoher Temperatur, die beträchtliche Mengen Kohlenhydrate hydrolisiert, löst und entfernt« wobei bis su 65 % des genannten Extrakte eine Mischung von Holzzucker und Oligo- und Polysacchariden mit niedrigerem Molekulargewicht ist, welche eine beträchtliche Menge an Mannose enthalten. Das "Masonite"-Verfehren ergibt ein ähnliches Produkt. Sulfitablauge aus der Behandlung von Koniferenholz ist ebenfalls ein mannoBereiches Ausgangsmaterial, ebenso wie der kalte, wässrige, alkalische Extrakt, der bei der Veredlung von Koniferenzellstoff gewonnen wird. Ungeheure Mengen dieser Extrakte und Ablaugen sind zu relativ niedrigen Preisen erhältlich und liefern Mannose enthaltende- Auegangsmaterialien, aus denen im wesentlichen reines weißes, kristallines Methyl-SC-D-mannopyranosid nach dem neuen Verfahren leicht und billig isoliert und gewonnen werden kann· Darüber hinaus liefert das vollkommen gl'/kosidierte Material, das nach Gewinnung des Methyl-tC-D-mannopyranosid zurückbleibt, einen Rückstand, dex^ nebst anderen Verwendungen, in der Polyesterharzfertigung und als ein Losungs- und Befeuchtungemitbel verwendet werden kann.

Wie Zuckerchemikern wohl bekannt ist, verhindert die Vielfalt isomerer Formen, die in komplexen Zucker- und Zuckerderivatmiichungen vorhanden sind, normalerweise die Anwendung der Kristallisation als Mittel zur Gewinnung ein-

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zelner Zucker aus komplexen Mischungen von diesen« Dies trifft insbesondere zu, wenn die Vielfalt und Komplexität der Kohlenhydratm!schung so groß ist, wie die im pflanzlichen Gewebe und in dessen Extrakten· Im Gegensatz zu der allgemeinen Erfahrung von Fachleuten auf diesem Gebiet wurde nun gefunden, daß man bei der Umwandlung der Kohlenhydrate in komplexen Mischungen der genannten Chemikalien, wie etwa jene aus pflanzlichem Gewebe und dessen Extrakten, in Methylglykoside eine Lösung erhält, aus der Methyl-VfO-mannopyranosid unter Ausschluß der anderen Glykoside bevorzugt auskristallisiert werden kann· Dieses kristalline Produkt kann dann nach geeigneten Verfahren isoliert und gereinigt werden.

Es wurde insbesondere gefunden, daß, wenn das trockene, Mannose enthaltende Material oder dessen Extrakt unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen mit Methanol, das einen Mineralsäurekatalysator enthält, bei einer Temperatur zwischen ca. 66° und 116°C während etwa 15 bis 3oo Minuten umgesetzt wird, die Polysaccharide und einfachen Zucker hydrolysiert und glykosidiert werden und man die entsprechenden Methylglykoside erhält. Die erhaltene, eine komplexe Mischung von Methylglykosiden enthaltende Lösung wird dann erfindungsgemäß behandelt, um Kristalle aus reinem Methyl~&- D-mannopyranosid zu gewinnen. Bei einer Verfahrensweise wird die heiße, saure Lösung der Methyl-Glykoside abgekühlt, wor-

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auf das einzelne Glykosid, Methyl-oi-D-mannopyranosid, bevorzugt auskristallisiert und abfiltriert werden kann. Das kristalline Hethyl-oC-D-mannopyranosid kann dann auf Wunsch gareinigt werden, indem es in heißem Wasser oder polaren Alkoholen oder Mischungen davon wieder aufgelöst, die Lösung mit einem Adsorptionsmittel wie Aktivkohle entfärbt, filtriert und abgekühlt wird, wonach reines, weißes, kristallines Methyl~tfr°D-ntarinopyranosid in guter Ausbeute kristallisiert« Andererseits kann die saure Methylglykosld-Losung durch das Zusetzen von »ethanol!schein Alkali oder durch Behandlung mit Anionenaustauschharsen neutralisiert werden, worauf die in Alkohol unlöslichen anorganischen Salze wie NaCl ausfallen und vorzugsweise entfernt werden· Die neutrale Lösung wird dann zu einem dicken Sirup eingedampft, auf unter 5o°C abgekühlt und mit Wasser, das eine Temperatur von ca» 55°C hat, verdünnt. Wasserunlösliche, stark gefärbte Nichtkohlenhydrate und andere wasserunlösli-) ehe Verunreinigungen werden dann entfernte Zusätzliche ge-* färbte Verunreinigungen können dann mittels eines Adsorptionsmaterials, wie Aktivkohle, entfernt werden, das ein® schwach gefärbte wässrige Lösung gereinigter MethylglyJcoside zurückläßt. Entgegen normalen Erwartungen wurde gefunden, daß im wesentlichen reines Methyl-iVD-mannopyranosid aus dieser komplexen Methylglykosid-Mischung durch eine der beiden Verfahrensweisen bevorzugt auskristallisiert werden kann· Es kann aus der wässrigen Lösung durch Konzentrieren und Abkühlen auf Zimmertemperatur oder darunter auskristallisiert

werden.

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Es kann auch im wesentlichen alles Wasser aus der wässrigen Lösung durch Verdampfung entfernt, und die Methylglykoside in Methanol oder anderen polaren Lösungsmitteln wieder gelöst werden« Das Methyl-Ol-D-mahnopyranosid wird dann vorzugsweise wie vorher durch Abkühlen daraus auskristallisiert. Bei beiden Verfahrensweisen ist der Restkomplex von zurückbleibenden Methylglykoslden ein nützliches Produkt·

Wie zuvor erwähn^ kann das erfindungsgem&ße Verfahren zur Gewinnung von im wesentlichen reinem Methyl-cfc-D-mannopyranosid aus einer großen Vielfalt von Mannose enthaltenden pflansuchen Materialien verwendet werden· Einige der pflanzlichen Ma* terialien, wie z.B«, Guar-6ummi_t können ohne besondere Vorbehandlung giykosidlert werden» Andere, wie Koniferentid.z, wenden mit Vorteil suerst extrahiert, um ein nlcht-celluloseartiges Kohlenhydratmaterial zu gewinnen, das reich an Mannose und Mannosepolymeren ist· Bei weiteren Materialien, wie den während der Sulfitkochung von Koniferenhdts erzeugten Ablaugen, wird die Flüssigkeit zuerst einer Reinigungsbehandlung unterworfen, um Lignin und andere Nicht-Kohlenhydrat-Bestaririteile zu entfernen, die bei der Glykosidgewinnung stören könnten· Des weiterer; iut es bei hohem Polysacuharidgehelt des /uiegangsraaterialr oft vorteilhaft, es einer Hydrolyse-Vorstufe zu unterwerfen, uir die Polysaccharide aufzuspalten und dadurch «inen qrößeren Prozentsatz an freien Zuckern, einschließlich Mannose, zu erhalten.

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Beim erflndungsgemiißen Verfahren tollte dae Ausgangematerial trocken teln· Bt hängt von der Beschaffenheit det Materials ab, wie es am besten getrocknet wird. Einige Materlallen können in einem gewöhnlichen Trockenofen getrocknet werden. FUr andere 1st Sprühtrocknen vorzuziehen· Falls keine dieser Methoden geeignet ist, kann das Wasser durch so bekannte Methoden wie azeotrope Destillation oder Lyophilisation w (Gefriertrocknung) entfernt werden·

Die trockenen. Mannose enthaltenden Kohlenhydratfeststoffe werden mit wasserfreiem Methanol, das einen Mineralsäurekatalysator * wie HCl oder H₂SO₄, enthält, bei einer Temperatur von ca· 66⁰C bis 3oo°C während ca· 15 bis 3oo Minuten umgesetzt, um die Kohlenhydrate in die entsprechenden ein·· fachen Holzzucker-Methylglykoside umzuwandeln· Xm allgemeinen nimmt die zur Durchführung einer im wesentlichen vollständigen Glykosidierung der Zucker erforderliche Zelt ent weder mit einer Erhöhung der Reaktionstemperatur oder einer Erhöhung der Konzentration des Säurekatalysatorβ in der Reaktionsmischung ab. Darüber hinaus wurde gofunden, daß das Gev/ichtsverhältnls von wasserfreiem Methanol und dem Mannose . enthaltenden Ausgangsmaterial günstigerweise bei mindestens ca· 0,8 t 1 liegt. Es wurde weiterhin gefunden, daß, im Falle der Verwendung von Salzsäure al ε Katalysator, die Reaktionsmischung gUnstigerweise zwischen ca. 2 und Io Prozent, vorzugsweise zwischen ca. 6 und 9 Prozent, HCl ent-

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hält, und im Falle der Verwendung von Schwefelsäure als Katalysator, sie günstigerweise zwischen ca. 5,4 und 26,o, vorzugsweise zwischen ca* 16 und 25 Gewichtsprozent H„SO₄ enthalte Nahezu optimale Ausbeuten können erzielt werden, wenn das methanolische Lösungsmittel ca., 6 Prozent HCi enthält und die Reaktion bei ca. 9o°C während ca· 15 bis 2o Minuten ausgeführt wird.

Nach Vollendung der Glykosidierungsreaktion enthält die Reaktionslösung eine komplexe Methylglykosidmischung, aus der reines kristallines MethyJ-ofr-D-mannopyrano-iid abgetrennt und gewonnen wird« Bei einer Verfahrensweise wird die korn·- plexe methanolische Reaktionslösung auf Zimmertemperabur abgekühlt und vorzugsweise leichter Kühlung unterworfen, worauf rohes Methyl-o(-D-mannopyranosid, unter wesentlichem Ausschluß der anderen in der methanol!sehen Lösung vorhandenen Methyl§ly3coside> b;?vor?,ugt Äuskristellisiert. Die unerwartete' bevorzugte Kristallisation von rtethyl-otE-maniiopyranosid ermöglicht die 'JCsöl:* ersing und Gewinnung des im wasenfcllchen reinen Kannosidprortukts,, Die Kristallisation des ro« ban Methyl-**-D-man.nopyranosids schreitet schnell voran· Wenn sie im wesentlichen vollständig Ist, wird das in Form von relativ feinen Kristallen angefallene Produkt durch jedes geeignete Vexfahren, etwa durch Filtrieren, leicht aus dor Lösung entfernt. Das FiItret xait seinem Gehalt an verschiedenen MtithyXvjlykosiden und anderen Kohlenhydraten kann dann

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vorteilhafterweise nach geeigneten Methoden *ur Isolierung und Gewinnung der genannten gemischten Glykoside und des Methanols behandelt werden· Der Niederschlag aus rohen kristallinem Methyl-<^-D-mannopyranoaid kann leicht durch Umkristallisation gereinigt werden. Hiersu werden die Kristalle in einem geeigneten heißen Lösungsmittel (β·Β· Hasser oder polarer Alkohol, wie Äthanol oder Methanol) oder MJL-schlingen davon bei einer der Rückfluß temperatur Möglichst nahen Temperatur gelöst· Die heiße Lösung %»ird dann durch das Zusetzen eines Adsorptionsmaterials wie Aktivkohle ge* klärt und entfärbt, wonach das Adsorptionsmaterial durch Filtrierung entfernt wird» Die klarer Lösung wird dann auf Zimmertemperatur oder darunter, vorzugsweise auf unter 2o°C, abgekühlt und stehen gelassen« wobei sich reine Mettiyl-o%-D·» mannopyranosidkristalle bilden, die abfiltriert, «it kaltem Lösungsmittel gewaschen und getrocknet werden« Je nach dem verwendeten Rohstoff und den Reaktionsbedingungen erhält man leicht eine so hohe Ausbeute wie 5o bis 55 Present der Theorie·

Andererseits kann nach Vollendung der Glykosidierungsiriiaktion die überschüssige Säure in der komplexen Methanol-Reak·» tionslösung durch Behandlung mit einem geeigneten Mittel, ζ·Β· einer methanolischen Lösung eines Alkelimetallhydroxyds, oder mit einem Anionenaus tauschharz,, vorzugsweise auf einen pH-Wert von ca· 7, neutralisiert werden· Auf Wunsch können in Alkohol unlösliche anorganische Salze, wie NaCl, in die-

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sen Stadium entfernt werden· Die neutrale methanoliache Lösung wird dann su einem dicken Sirup eingedampft, auf unter ca« So⁰C abgekühlt und durch Zusetsen von ein bis swei Volumen Wasser von ca· 5S⁰C in eine wässrig« Mischung umgewandelt · wasserunlösliche Nicht-Kohlenhydrate und andere Verunreinigungen lösen sich nicht auf oder werden ausgefällt. Diese Verunreinigungen können dann durch Filtrieren entfernt werden· Diese wasserunlöslichen stark geflrbteh Kohlenhydrate und andere Verunreinigungen machen normalerweise bis bu ca. 7 bis 12 Prozent, besogen auf das Gewicht der Peststoffe im Ausgangsmaterial,aus, wenn dieses ein wässriger Extrakt von KoniferenholB ist·

Die Entfernung von wasserunlöslichen Verunreinigungen in der vorhergehenden Verfahrensstufe ist deshalb sehr wichtig, weil diese wasserunlösliche Fraktion aus stark gefärbtem störendem Material susammengesetst ist, das bei Verbleiben in der methanolischen Lösung mit Entfärbungskohle schwer su entfernen sein und jedes kristalline, aua der Methanolglyko -sld-Lösung gewonnene Produkt verunreinigen wurde· Des weiteren war dieses wasserunlösliche Material vor der Glykosidlerungsreaktlon ursprünglich wasserlöslich. Die Änderung der Löslichkeit dieser Fraktion und ihre leichte Entfernung mittels der vorhergehenden Verfahrensstufe ist ein großer und Überraschender Vorteil bei der Herstellung von reinem Methyl-ttrD-mannopyranosid nach dem erflndungsgemäBen Ver-

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fahren und ist ebenfalls von besonderer Bedeutung im Hinblick auf die Gewinnung eines gereinigten schwach gefärbten gemischten Glykosidprodukts.

Zm Anschluß an die Entfernung der wasserunlöslichen Fraktion wird die geklärte Methylglykosid-Lösung dann durch Zusetzen eines Adsorptionsstoffes, wie Aktivkohle, entfärbt· Die erhaltene neutrale wässrige Lösung enthält im wesentlichen nur eine Mischung von JMefchylglykosiden.

Reines Methyl-efc-D-mannopyranosid kann aus der gereinigten Methylglykosid-Lösung auf zwei verschiedene Arten bevorzugt auskristallisiert werden· Erstens kann die wässrige Lösung selbst teilweise konzentriert und auf Zimmertemperatur oder darunter abgekühlt werden, wobei reines Mehtyl-0(-D-mannopyranosid bevorzugt daraus auskristallisiert· Zweitens kann die gereinigte wässrige Methylgiykosid-Lösung im wesentlichen entwässert (z.B. durch Verdampfung) und in eine alkoholische Lösung umgewandelt werden. Die alkoholische Lösung wird, falls erforderlich, konzentriert und dann auf Zimmertemperatur oder darunter abgekühlt, worauf reines Methyl-rt-D-mannopyranosid für die Gewinnung in guter Ausbeute bevorzugt auskristallisiert. .

Welches dieser Verfahren in einer gegebenen Situation vorzuziehen ist, hängt ab von der Zusammensetzung ur*3 Beschaffen-

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heit der Lösung gemischter Methylglykoside, die behandelt wird« Man erhält leicht eine so hohe Ausbeute wie 5o bis 75 Prozent, bezogen auf die theoretisch im Ausgangsmaterial vorhandene Mannose· Wenn also ein Ausgangsmaterial etwa 4o Prozent Mannose enthält, wie es häufig vorkommt, ist es möglich, eine so hohe Ausbeute wie 2o bis 3o Prozent reines Methyl-ot-D-mannopyranosid, bezogen auf das Gewicht des Ausgangsmaterial β, zu erhalten.

Unabhängig davon, ob das Methyl-OUD-raannopyranosid aus einer wässrigen oder alkoholischen Lösung herauskristallisiert wird, stellt die zurückbleibende Mutterlauge eine konzentrierte Lösung von gemischten Methylglykosiden dar, die z.B. verwendet werden kann, um ein zweites wertvolles und marktfähiges Produkt zu liefern.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen.

Beispiel 1: ^:

Dieses Beispiel erläutert die Zerstäubungstrocknung eines wasser löslichen pichcceiJ.uloseartigen Kohlenhydratextrakts, der aus südlichen Kiefernholzspänen (southern pine) während der heißen, wässricen Druckbehandlung erhalten wird, die zur

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Kochungsvorbereitung der Span« verwendet wirdο Es erläutert ebenfals die Glykosidierung des genannten durch Zerstäubung getrockneten Materials zur Herstellung von Methyl-dt-D-mannopyranosid nach den erfindungsgemäßen Verfahren.

Der rohe Extraktstoff, wie man ihn aus den südlichen Kiefern· spänen erhält, wurde auf ca. 4o Prozent Feststoffe konzentriert und unter den folgenden Bedingungen durch Zerstäubung getrocknet: EinlaßluÄtemperatur ca. 155 bis 165°, Auslaßlufttemperatur ca· 75 bis 85°C und Kanunertemperatur ca. 9o bis 98°C. Man erhielt einen braunen pulvrigen Stoff mit einem karamelartigen Geruch und der in Tabelle 1 angegebenen Zukkeranalyse·

Tabelle 1

ZUCKERANALYSE* VON WÄSSRIGEN EXTRAKT	SPRÜHGETROCKNETEN FESTSTOFFEN AUS EINEM SÜDLICHER KIEFERNHOLZSPÄNE	Gesamtzucker nach der Hydrolyse
	% bezoqen auf ofentrockenes Gewicht	• 9,2
Zucker	Monomere Zucker	12,o
Galaktose	3,o	38,4
Glukose	1,6	2,5
Mannose	3,5	9,8 71,9
Arabinose	3,2
Xylose Gesamtsucker	16,9

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•Bestimmt nach den Verfahren von Jeffery et al.« Anal. Chen." 32, 1774 (196o). Diese Analyse umfaßt die monomeren und polymeren Kohlenhydrate, wobei die letzteren an Hand ihrer monomeren Hydrolyseprodukte bestimmt sind.

2oo Gramm der sprühgetrockneten festen Extraktstoffe wurden mit 4oo ml wasserfreiem 3-prozentigem Methanol-HCl während 4,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Die umgesetzte Lösung wurde dann auf einem Büchnertrichter mit Hilfe eines Filters filtriert und das Filtrat bei -15°C in einen Gefrierapparat gestellt. MethylHfc-D-mannopyranosidkristalIe begannen sich zu bilden, und nach zwei Tagen wurde die kristalline Phase abfiltriert und mit einer kleinen Menge kalten Methanols gewaschen. Bei Trocknung wurden 11 Gramm grauweiße Kristalle gewonnen, die bei 3 87-189°C schmolzen· Das Filtrat wurde für weitere zwei Tage in den Gefrierapparat zurückgestellt, wonach man eir weiteres Gramm Kristalle erhielt, die bei 186-188⁰C schmolzen, a¹ eitere Kristallisierung während sieben weiteren Tagen ergab mir ein weiteres Gramm an Kristallen, die ebenfalls den gleichen Schmelzpunkt hatten, und eine Gesam'causbaute von 13 Grawra. Ein wiederholter Versuch ergab eine Ausbeute /on 13,5 Gramm.

Alle Kristalle aus der» beiden Versuchen wurden zusammengenommen und über Nacht aus vier Teilen 8o-prozentigern Äthanol umkristallisieiTt-.. Die schwache Acidität in der Umkristalli&lerungslösung wurde mit Ammoniumhydroxyd neutralisiert. Behandlung mit Aktivkohle entfernte das Meiste der Farbe aus

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der Lösung. Das umkristallisierte Produkt hatte einen verbesserten Schmelzpunkt von 19o-193°C verglichen mit 192-193°C bei einer authentischen Probe von Methyl-ftrD-mannopyranosid. Die Mischschmelzpunkte, die man mit der authentischen Probe mit den Zusammensetzungen 8o:5o, 5o:5o und 2o:8o erhielt, lagen alle bei 19o-193°C.

Beispiel 2:

Das folgende Beispiel erläutert die milde Säurehydrolyse
eines heißen wässrigen Extraktes aus südlichen Kiefernspänen (ähnlich den in Beispiel 1 verwendeten) zum Zwecke der Aufspaltung der Polysaccharide in einfache Zucker vor der Glykosidierung als einen Alternativweg zur Bereitung der
Methylglykoside»

38 1 der gleichen Extraktart aus südlichen Kiefernholzspänen, wie in Beispiel 1 verwendet, mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 5 Prozent wurden mit o,5 Gewichtsprozent ^

bei llo°C in einem Druckbehälter aus rostfreiem Stahl, der mit einem mechanischen Rührstab versehen war, hydrolysiert* Nach der Hydrolyse wurde die Lösung aus dem Druckbehälter entfernt und zurAbtrennung einer wasserunlöslichen Fraktion filtriert· (Das wasserunlösliche Material hatte eine braune Farbe, einen Methoxylgehalt von 9,8 Prozent und wurde für eine ligninartige Verunreinigung gehalten·) Die filtrierte, hydrolysierte Lösung wurde dann neutralisiert, durch Hindurchleiten durch eine Reihe von Zonenaustauschsäulen ent-

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ionisiert und anschließend in einen Vakuumschnellverdampfer zu einem so dicken Sirup eingedampft, wie es mit dem Verdampfer möglich war· Die physikalischen Eigenschaften und die Zuckeranalyse dieses Sirups sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

ANALYSE DES HYDROLYSIEREN PRODUKTES AUS HEISSEM WÄSSRIGEM KIEFERNKOLZEXTRAKT

Gesamtfeststoffe 79,5 %

pH 2,6

Farbe trübes Dunkelbraun Spezifisches Gewicht (2o°C) 1,485 Viskosität 24 Poise Sulfatierte Asche o,o76 %, bezogen auf Feststoffe

Zuckeranalyse: (Monomere Zucker, % der Feststoffe) Galaktose 15,9

Glukose 15,9

Mannose 4o,3

Arabinose 8,ο

Xylose 15,2

Insgesamt berücksichtigte 95,3 % Zucker

Die Entwässerung des obigen Sirups wurde duch azeotrope Destillation mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel durchgeführt. Es wurden 125 ml Toluol zu 126 g Sirup

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(entsprechend loo g Feststoff.) zuges±zt_o Das azeotrope Gemisch aus Toluol/Wasser (Siedepunkt 84°C, 19,6 % Wasser) wurde dann destilliert und die organische Lösungsmittelphase ständig zum Reaktionskolben zurückgeführt, während das Wasser in einem Abscheider zurückgehalten wurde« Dieses Verfahren wurde ebenfalls bei der Bestimmung des Wassergehalts des Sirups angewandt« Als alles Wasser entfernt worden war, wurde der Kolben leicht abgekühlt und das Toluol dekantiert» Es wurde dann Methanol (2oo ml)zugesetzt und das Toluol Destillation des azeotropen Gemischs aus Toluol/Methaß©2 (Siedepunkt 64°C, 31 % Toluol) entfernt«. -

Der Reaktionskolben wurde abgekühlt, und man setste geraag Methanol-HCl' zu,, um 2co g 3₉o~proaentlges Methanol-HCl sa erhalten» Die Reaktionsmischung wurde dann während der angegebenen Zeitspanne unter Rückfluß erhitzt· Nach Relniguag der Reaktionslösung·* wurde das Methyl-tft-D-mannopyranosidprodukt auskristallisiort und durchAbsaugen abfiltriert, mit einer kleinen Menge kalten Methanols gewaschen und luftgetrocknete Das Produkt war ein feines, hell weißes kristallines Pulver» Die Ausbeuten, die man bei Verwendung unterschiedlicher Reaktionszeiten erhielt, sind in Tabelle 2a aufgeführt.

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BAD QRIGlNAk ;» Tabelle 2a

AUSBEUTEN AN METHYL-<-D-MANNOPYRANOSID	Ausbeute* Gewicht %	Ausbeute** % der Theorie
Reaktionszeit in Stunden	12, ο	27,6
2,ο	19,ο	43,6
4,5	16,5	37,9
6,ο	2o,o	45,9
θ,ο	14,5	33,3
2o,o	19,5	44,8
24, ο

* Bezogen auf die Gesamtfeststoffe des Ausgangsmaterlals· ·· Bezogen auf Mannose·

Bcisdel 3:

Dieses Beispiel veranschaulicht die Methyl-tfrD-mannopyranosidprodukttöri aus einen durch Zerstäubung getrockneten wässrigen Extrakt aus südliche« Kiefernholz Ähnlich den von Beispiel 1«

Proben (25oo Gran») des sprühgetrockneten Extrakts wurden jeweils mit 5 Litern Methanol (0,06 +. o,ol % HpO), das wechselnde HCl-Konsentrationen enthielt (eingestellt auf +, o,o5 % IKl), während den in Tu>elle 3 angegebenen Zeiten und bei den dort aufgeführten Temperaturen glykosidiert« Das Reaktionsgefäß war ein mit Tantal verkleideter, dampfbeheizter Drehautoklav.

Bei der Glykosldierung wurden die Reagentlen in den Autoklav gegeben, gründlich vermischt, der Autoklav wurde versiegelt

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unü zum Rotieren gebracht. Die Temperatur wurde schnell auf die gewünschte Reaktionstemperatur C5-17 Minuten) gebracht und während der in der Tabelle angegebenen Zeiten auf die» ser Temperatur gehalten· Als die gewünschte Reaktionszeit vorüber war, wurden 4oo ml Proben- der Reaktionsmischung den Autoklav mit einer Entnahmevorrichtung entnommen und gewogen· Die Probe wurde dann mit einer 4-Sn Standard-Methanol-KOH» Lösung auf einen pH-Wert von 7 neutralisiert und bei So⁰C in einem Rotationsverdampfer au einem dicken Siirap eingedampft. Der Sirup wurde unter leichtem Erwärmen In Wasser (22a ml) dispergiert, und das wasserunlösliche Material durch Vakuumfiltrieren durch ein Whatman-Papier Nr* 1 entfernt»- (Obgleich Erwärmen die Auflösung des Sirups in Wasser in großem Maße erleichterte, wurden die wasserunlöslichen Stoffe, wenn die Temperatur weit über 55°C stieg, klebrig« und das Filtrieren wurde buchstäblich unmöglich») Der wasserunlösliche Anteil wurde mit Wasser gewaschen, und das Waschwasser mit dem Filtrat vereinigt· lach weiterem Waschen wurde der unlösliche Rückstand bei So⁰C vakuumgetrocknet und gewogen. Der pH-Wert (6,ο - 6,5) des dunkelbraunen vereinigten Filtrate wurde mit 1 η Kaliumhydroxyd wieder auf 7,o eingestellt. Das Filtrat wurde an seinem Siedepunkt mit Aktivkohle entfärbt und erneut filtriert. Die erhaltene gelbe Lösung wurde dann abgekühlt und mit Wasser auf 5oo ml verdünnt» Die Gesamtfeststoffe dieser Lösungen lagen durchschnittlich etwa bei 25 %· Die verwendeten Reaktionsbedingungen und die

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Analyse der dadurch erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgefiihrt. (Die unterschiedlichen Reaktionsbedingungen wurden ausgewählt, um den Einfluß der Lösungsmittel-Säurekonzentration (2 - Io % HCl), der Reaktionstemperatur (66°C -116°C) und der Reaktionszeit (15 - 24o Minuten) auf die Ausbeute an Methyl-ofc-D-mannopyranosid unter Anwendung von statistischen Analysemethoden zu bestimmen)·

Tabelle 3

GLYKOSIDIERUNG VON DURCH ZERSTÄUBUNG GETROCKNETEN FESTSTOFFEN AUS HEISSEM WÄSSRIGEM EXTRAKT AUS SÜDLICHEM KIEFERNHOLZ

HCl Konz·, %	gemp.	Zeit Min.	Druck at	Wasserunlösliche Feststoffe, in % der ursprüngli chen Feststoffe	Methyl-o<e-D- mannopyranosld, % an ursprüngli chen trockenen Feststoffen*
2,ο	91	6o	2,59	7,5	24,81
3,ο	72	21,5	1,26	6,7	11,95
Il	M	169	Il	7,9	26,17
3,ο	Uo	21,5	6,58	7,5	26, o8
Il	ti	169	6,o9	8,6	28,37·.·
6,o	66	6o	o,98	8,2	26,79
Il	91	15	3,71	9,1	3o,65··
It	Il	21,5	4,27	9,9	29,45··
η	Il	6o	4,2o	9,9	28,56
It	Il	24o	4,76	lo,o	28,99
n	116	6o	lo,64	lo,4	27,11
9,o	72	21,5	1,68	9,8	27,o8

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9,o 72 169 2,66 Ιο,6 3ο, οο··

¹¹ 11ο 21,5 12,39 -»- 25,24

¹¹ » 169 11,48 — 25,12

Ιο,ο 91 6ο 6,65 Ιο,4 29,ο9

* Bestimmt durch Gaschromatographie der Triraethyl-silyl-Sther. Angepaßte Methode nach dem Verfahren von H. E. Brower et al., Anal, Chera. 3£, 362 (1966).

** Ausbeute an Methyl-«-D-mannppyranosid auch durch

Kristallisierung bestimmt (siehe nachfolgende Tabelle 3a).

Bei den in Tabelle 3 mit "*·" bezeichneten Versuchen wurde das Methyl-K-D-mannopyranosid nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt aus der gereinigten Endlösung von Methylglykosiden auskristallisiert und gewonnen. Di· erhaltenen Ausbeuten sind zusammen mit der Ausbeute an gereinigten rückständigen gemischten Methylglykosiden, die nach Entfernung des Methyl-^-D^mannopyranosids in der Mutterlauge zurückbleiben, in Tabelle 3a aufgeführt·

Tabelle 3a

AUSBEUTE DER PRODUKTE, IN GEWICHTSPROZENT DER URSPRÜNGLICHEN GETROCKNETEN PESTSTOPFE DES PFLANZLICHEN MATERIALS

Bei der Glykosidierung Methyl-ö^-D-mannopy- Gemischte verwendete Reaktions- ranosid bestimmt durch Methylbedingungen glykoside

HCl Temp. Zeit Analyse Kristallisierung

Konz. ^UC Min.

3 Ho 169 28,37 18,46 67,08 6 91 15 3o,65 27,46 67,28

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6 91 21,5 29,45 26,1ο 63,81 9 72 169 3ο,οο 26,67 69,55

In den ersten drei in Tabelle 3a angegebenen Versuchen wurde das Methyl-^-D-mannopyranosid aus wässrigem Methanol kristallisiert, im vierten Versuch wurde dieses Produkt dagegen aus einem wässrigen, 75 % Feststoffe enthaltenden Konzentrat kristallisiert. Das Konzentrat wurde während zwei Tagen bei O⁰C stehen gelassen, und im Anschluß daran wurde die angegebene Ausbeute an Methyl-^-D-mannopyranosid durch Filtrieren gewonnen.

Beispiel 4;

looo g durch Zerstäubung getrockneten Extrakts aus südlichen Kiefernholzspänen, ähnlich dem in Beispiel 1 verwendeten, wurden unter Rühren 75o ml Methanol, das 5,ο % HCl enthielt, zugesetzt, und die Mischung während vier Stunden unter Rückfluß erhitzt. Die Reaktionsmischung vurde abgekühlt, auf einen pH-Wert von 7 neutralisiert, filtriert und im Vakuum zu einem viskosen Sirup konzentriert. Der Sirup wurde dann η 3ooo ml Wasser aufgenommen und zur Gewinnung von 78,5 g wasserunlöslichen braun gefärbten Materials filtriert. Die zurückbleibende Lösung wurde unit 2oo g Aktivkohle entfärbt und im Vakuum eingedampft. Man erhielt ein dunkelbernsteinfarbenes viskoses gemischtes Glykosid-

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BAD ORIQlNAt

produkt, das 853 g wog· Beim Stehenlassen bei Zimmertemperatur kristallisierte Methyl-OQ-D-mannopyranosid langsam aus diesem Produkt aus· 76 g Methyl-d^-D-mannopyranosid mit einem Schmelzpunkt von 19o-192 wurden gewonnen· Dies entsprach einer Ausbeute von 7,6 % Methyl-CXc-D-mannopyranosido

Beispiel 5:

Aus einem heißen wässrigen Extrakt aus südlichen Kiefernholzspänen erhielt man eine große Probe von sprühgetrockneten Feststoffen· Sie hatte einen Gesamtfeststoffgehalt von 98,9 % und einen größeren Kohlenhydratanteil mit monomeren Zuckern (14,5 %) und Oligo- und Polysacchariden mit niedrigem Molekulargewicht. Die Zuckeranalyse des durch Zerstäubung getrockneten Materials nach der wie in Beispiel 1 ange-·, wendeten Methode von Jeffery et al ergab die folgenden Ergebnisse·

Tabelle 5 Zucker Gesamtzucker nach Hydrolyse

% bezogen auf ofentrockenes Gewicht

Galaktose 9,3

Glukose 12,ο

Mannose 35,4

Arabinose 3_t4

Xylose lo,9

Gesamtzucker 71, ο

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Fünf Liter 6,0-prozentiges methanolisches HCl und 2,5 kg des obigen durch Zerstäubung getrockneten Koniferenholzextrakts wurden bei 91°C während 15 Minuten in einem rotierenden, mit Tantal verkleideten Autoklav miteinander umgesetzt. Die Reaktionsmischung wurde dann abgekühlt und 3 Tage lang auf O⁰C gehalten· Rohes Methyl-^C-D-mannopyranosid wurde durch" Vakuumfiltrieren gewonnen und mit kaltem Methanol gewaschen. Die gewonnenen gelbbraun-grauen Kristalle 15o3 g oder 2o,3 % der festen Ausgangsstoffe) enthielten gemäß Analyse 94,3 % Methyl-öC-D-mannopyranosid entsprechend 5o,3 % der Theorie, bezogen auf die Mannose.

Beispiel 6:

Das folgende Beispiel veranschaulicht die Wirkung von Veränderungen des Säurekatalysators auf die Zeit und Ausbeute der Glykosd dierungsreaktion«

Anteile eines dem von Beispiel 5 ähnlichen durch Zerstäubung getrockneten Heißwasserextraktus aus südlichen Kiefernholzspänei* wurden mit den in Tabelle 6 angegebenen Katalysator-Lösungsmittelmischungen und den Temperatur- und Zeitbedingungsn glykosidiert und dann abgekühlt. Gewichtausbeuten von reinem gewonnenem Methyl«O^B-mannopy_rano£id sind in der letzten Spalte aufgeführt.

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Tabelle 6

Verwende- Säure im Temperatur Zeit bei Methyl-e^D-raannoter Säure- Methanol- C. Temp, in pyranosid-Ausbeute katalyse- Säure-Lö- Minuten in %·*

tor sungsmittel
Gewichts %

H2SO4	6,7	Rückfluß·	24o	3,4
•1	13,ο	Il	It	14,6
ti	16,1	It	It	17,1
tt	It	91	15	18,3
IJ	Il	Ho	SI	13,ο
HCl	5,ο	Rückfluß*	24o	16,4
Il '	6,ο	Il	Il	14,7
Il	Il	91	15	15,1

• Rückflußtemperatur war ca. 66°C„ *· Bezogen auf die Gesamtfeststoffe im Ausgangsmaterial

Beispiel 7;

Mehrere Arten von natürlich vorkommenden organischen pflanzlichen Materialien enthalten genügend Mannosebestandteile, um für die Erfindung von Nutzen zu sein. Tabelle 7 zeigt die Ausbeuten, die unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf drei davon erhalten wurden· Das jeweils verwendete Glykosidierungsmittel war 6-prozentiges Methanol-HCl, und die Reaktion wurde während 24o Minuten bei 91°C fortgeführt.

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Tabelle 7

Ausgangsmaterial

Me thyl-oWD-mannopyr anosid» Ausbeute*, %

Aus Kaffeegrundstoffen extrahiertes Mannan (4o % potentielles Mannan)

Guar-Gununi

(48 % potentielles Mannan}

Aus Holzzellstoff während der Veredelung mit kalter Alkalilösung entzoges Glukomannan (53 % potentielles Mannan)

16,7 14,9

16,8

* Bezogen auf die Gesamtfeststoffe des Ausgangsmaterials·

Beispiel 8:

Wie bereits hervorgehoben, erfordert eine wirksame Glykosidierung wenigstens o,8 Ge'Jichtsteile Methanol-Lösungsmittel, bezogen auf das Gewicht der verwendeten festen Ausgangsmaterialien * Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung des Gewichtsverhältnisses von rohem Ausgangsfeststoff zum verwendeten Lösungsmittel auf die Ausbeute an Methyl-Ot*D-marmopyrnnosid aus der Glykosidierungsreaktion.

Unter Anwendung der Verfahrensweise nach Beispiel 3 wurden Proben dee gleichen Typs von durch Zerstäubung getrockneten wässrigen Extraktfeststoffen aus südlichem Kiefernholz bei Rückflußtemperaturen mit wechselnden Methanolmengen, die 5 % HCl enthielten, glyicosidiert. Proben des Reaktionspro-

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duktes wurden am Ende von ein- und vierstündigen Intervallen zur Aufarbeitung und Analyse entnommen»

In diesem Feispiel wurde jede Probe der Reaktionsmisclring nach Entnahme aus den: Reaktor zur Entfernung \ind Gewinnung einer methanolunlöslichen Fraktion zentrifugiert. Die geklärte Flüssigkeit wurde dann mit einer methanolischen NaOH-Lösung auf «.inen pH-toert von 7 neutralisiert und vom aikoholunlcsuchen !i&Cl und arideren Verunreinigungen obfiitrlert. Das Filtrrt winde dann zur Entfernung des Methanols im Vakuuia konzentriert' und erceb einen viskosen braunen Sirup aus gewischten rohen Mechylglykosiden \mä Verunreinigungen, Dieser grobe Sirup wurcJe dann mit mehreren VJajiservolumen von ce«. 55°C behandelt und zur Entfernung einer braunen wasserunlöslichen Fraktion filtriert. Das FiItrat wurde dann mit einer Standard-*4en«5e Aktivkohle zur Entfernung ausätslicher Farbkorper behandelte Man erhielt eine gelbbraune Lösung gemischter i-lethylglykosideo '?er Methyl-Cv-Ü-DannopyranosidCjehoJ t dieser Lösung w\j.rde durch Gaschrcaatoyi aphie bestimrat. Die Ergebnisse sii'd in TaJ)^lIe β aufgeführt, die =iuch den prozentualen Gew5.chtiante.il der Verunreinigungen angibt, welche während cUir ReinigungsStadien der Behandlung aus der glyko* sidierten Reaktionemischutig entfernt wurden«.

9 0 9 8 2 3/1112

SAD ORIQiNAt

Tabelle 8

Gewichtsprozent der ursprünglichen Rohmateri alfes tkörper

Gewichts- Reaktions- Methanol- Wasserun-

verhältnis zeit unlöslicher lösliche mannopyrano-

Reaktions- Stunden Rückstand Fraktion sid-Aiisbeute

lösungsmit-

tel/Rohmafce-

2,5ο Il	1 4	7 5	,2 »ο	8,2 8,ο	27, 31,	4 3
1,2£ Il	1 4	7 4	,9 ,8	7,1 9,7	18, 21,	6
ο,83 It	1 4	4 1	,4 ,4	7,8 8,7	16, 25,	7
ο, 62 Il	1 4	8 3	»ο ,4	5,ο 6,8	6, 14,	3
	Beispiel	9

Im "Masonite.^M-Harbpappeve?:fahren wird eine eis "Matonex" bekannte Hände Tsvare produziert, die ein wässriger, bei hohem Druck und hoher Temperatur entzogener Holzextrakt ist· Eine Probe dieses durch Lyophilisierung (Gefriertrocknung) getrockneten Materials hatte die folgende Zusammensetzung:

Tabelle 9

Fürbe Hellbraun

SuIfatierte Asche, % 12,6 Natrium, % 2,ο

909823/1112 BAD

Galaktose	o,4
Glukose	1,4
Mannose	0,6
Arabinose	1,2
Xy!1 öse	1,4
Gessmtzucker	55o

Zucker . Monomer Zucker, % Gesamtzucker nach der

Hydrolyse, %·

7,8

23,1

2,4

14,6 59 _s 3

P * BestUnmt durch die gleiche Methode, wie in Beispiel I₉ Tabelle 1, angegeben·

Des Katarial wurde in der folgenden Weise glykcsidiert und behandelte Ein Teil des lyophillsierten "Masonex" und 4 Tel» Ie 6, o-proz-an Ligeu. methanolischen Chlorwasserstoffs wurden bei 91°C während 3o Minuten in Reaktion gebrachte Die saure Reaktionsmischung wurde dann auf wenig unter So⁰C abgekühlt_s sbu.t Entfernung einer geringen Menge unlöslichen Materials noch warm filtriert und mit einem Anlonenaustauschharz auf * einen pH-Wert von 7 neutralisiert. Die geklärte neutrale Lösung wurde dann zu einem dicken Sirup eingedampft, mit ca» 1 Volumen Wasser von 8S^eC..Vwrjlfinnt und zur Entfernung eines dunkelfarbigen unlöslichen Materials :ln Höhe von ca« Io % der ursprünglichen Peststoffe filtriert. Das Piltrat wurde mit Aktivkohle entfärb'*;, sis einem Sirup aingedampft und abgekühlte In diesem S't&d.ium fielen anorganische Salae pus und wurden durch Filtrieren entfernt«. Da-s FiItrat wurde erneut «singadampft rad dann iaiu -n-i.n&m Äthanolvol'asner. verdünnt

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BAD ORIGINAL

■?· s - t ■■': * ';■

woraufhin zusätzliches anorganisches Material ausfiel und abfiltriert wurde. Die geklärte Äthanollösung wurde dann zu einem Sirup eingedampft, wieder in Methanol aufgelöst, auf O⁰C abgekühlt und mit einigen Methyl-ctt-D-mannopyranosidkristallen als Keime versetzt» Methyl-trfcD-mannopyranosid kristallisierte bevorzugt aus der Methylglykosidlosung aus und wurde in einer Ausbeute von 3,4 %, bezogen auf die ursprünglichen Feststoffe, gewonnen. Durch Eindampfen der Mutterlösung zu einem Sirup, der in Äthanol aufgenommen wurde, wurden noch zusätzliche 1,5 % gewonnen, wobei das Methyl-ος-D-mannopyranosid wie zuvor kristallisierte. Die Gesamtausbeute an erhaltenem Methyl-Ofc-D-mannopyranosid, bezogen auf die ursprünglichen Feststoffe, war 4,9 %·

Beispiel Io:

Das folgende Beispiel erläutert die Bereitung einer mannosereichen Fraktion aus einer für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbaren Sulfitablauge aus Koniferenholz·

Natriumalkalischa Sulfitablauge mit 53 % Feststoffgehalt wurde bei Raumtemperatur mit einem gleichen Volumen eines Lösungsmittels, d&s 75 % laopropanol und 25 Prozent Wasser enthielt, kontinuierlich im Gegenstrom extrahiert. Die Lösungsmittelphase wurde zur Rückführung des Lösungsmittels und zur Gewinnung einer zuckerreichen, ca. Io % der ursprüng-

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lichen Sulfitablaugefeststoffe enthaltenden Fraktion behandelt. Auf Feststoffbasis enthielten die ursprüngliche Sulfitablauge und die zückerreiche Fraktion die folgenden Zukkerund Lignosulfonatbestandteile, bestimmt durch Papierchromatographie, bzw. durch Ultraviolettspektrosicopie·

Tabelle_lo

Sulfitablauge Zuckerreic^s % Fraktion %

Natri umligno sulfonat Monomere Zucker

Galaktose Glukose Mannose Arabinose Xylose

61,5	32r3
3,1	4,3 .
3.3	4,3
12,1	i.9,4
1,5
3,3	5,3

loo Gewichtsteile der im Vakuum getrockneten zuckerreichen Fraktion der vorhergehenden natriumalkalischen Sulfitablauge wurden mit 2oo Teilen Methanol, das 3 % HCl enthielt, behandelt. Die Reaktionsldsung wurde während fünf Stunden unter Rückfluß erhitzt. lo,36 Teile-kristallines Methyl-OVEMnannopyranosid wurden gewonnen. Diese Ausbeute entspricht 49,6 % der Theorie» bezogen auf die Mannoseanaiyse des Ausgangsmaterials·

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Beispiel 11:

Das folgende Beispiel erläutert das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung einer angereicherten Zuckerfraktion aus sprühgetrockneter Sulfitablauge.

I.080 Gewichtsteile sprühgetrocknete natriuraalkalische Sulfitablauge mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 % wurden mit 2.38o Teilen Methanol,das o,25 Prozent HCl enthielt, 3o Minuten lang unter Umrühren zum Sieden erhitzt. Die Lösungsphase wurde durch einen Filter dekantiert, und der Rückstand zweimal mit 396 Gewichtsteilen des gleichen Lösungsmittels und unter den gleichen Bedingungen extrahiert. Der filtrierte Methanol-HCl-Extrakt wurde dann zur Gewinnung und Rückführung des Hauptanteils des Lösungsmittels behandelt und ergab 1.342 Teile einer konzentrierten Lösung, die 77o Teile gelöste Feststoffe enthielt. Diese entspricht etwa 75 % des ursprünglichen Trockengewichts der Sulfitablauge und enthält im wesentlichen alle Kohlenhydratbestandteile· Aus der in Beispiel Io gegebenen Analyse der natriumalkalischen Sulfitablauge wurde errechnet, daß diese angereicherte Fraktion die folgenden Zucker enthielt:

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Tabelle 11
Zucker Zuckerreiche Fraktion %

Galaktose 4,1

Glukose 4,4

Mannose 16,1

Arabinose 2, ο

Xylose 4,4

Gesamtzucker 31,ο

174 Teile der obigen Methanollösung, die loo Teile der zukkerreichen SuIfitablauge-Feststoff-Fraktion enthielten, wurden mit loo Teilen Methanol, das 6 % HCl enthielt, behandelt. Die Reaktionsmischung wurde während fünf Stunden unter Rückfluß erhitzt, abgekühlt und dann mit einer Spur Methyl-0(-D-mannopyranosid angekeimt und gekühlt. Nach fünf Tagen wurden lo,4 Teile rohes Methyl-^-D-mannopyranosid durch Filtrieren und Waschen mit eiskaltem Methanol gewonnen. Durch Umkristal- f lisierung dieses Produktes erhielt man reines Methyl-oC-D-mannopyranosid in einer Ausbeute von annähernd 5o % der Theorie, bezogen auf die Mannoseanalyse des Ausgangsmaterials.

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1- Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen reinem MethylHX-D-mannopyranosid und/oder anderen Methylglykosiden aus unreinen, eine Mischung von Kohlenhydraten» einschließlich Mannose, Mannosepolymere und/oder Copolymere enthaltenden pflanzlichen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß man das unreine mannosehaltige pflanzliche Material unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen mit Methanol in Gegenwart einer Mineralsäure bei einer Temperatur zwischen ca· 66 und 116 C 15 bis 3oo Minuten lang unter Umwandlung der Kohlenhydrate des pflanzlichen Materials in eine Mischung der entsprechenden Methylglykoside umsetzt und aus der erhaltenen Lösung, gegebenenfalls nach einer weiteren Reinigungsbehandlung, Kethyl-tfc-D-mannopyranosid in kristalliner Form aus- scheidet und von den anderen Methylglykosiden abtrennt.

   te

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die saure methanolische Lösung der Methylglykoside zur bevorzugten Auskristallisation von Methyl-oC-D-mannopyranosid auf Raumtemperatur oder darunter abkühlt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man noch unreine Methyl-o(-D-raannopyranosidkristal3.e aus Wasser, polaren Alkoholen oder Mischungen davon unter EntfÄrbung mit einem Adsorptionsmaterial um-

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   kristallisiert.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die saure methanolische Lösung der Methylglykoside, vorzugsweise mit einem Alkalimetallhydroxyd, auf einen pH-Wert von ca. 7 neutralisiert, die in Alkohol unlöslichen anorganischen Salze aus der methanolischen Lösung gegebenenfalls abtrennt, die neutrale Lösung zu einem dicken Sirup eindampft und dann auf eine Temperatur unterhalb ca· 5o°C abkühlt, den kühlen neutralen, Methylglykoside enthaltenden Sirup in Wasser von ca· 55°C auflöst, wasserunlösliche Anteile hieraus entfernt, die geklärte wässrige Lösung gegebenenfalls mit einem Adsorptionsmittel entfärbt und dann Kethyl-O^D-mannopyranosid in kristalliner Form aus der Lösung der Methylglykoside abtrennt.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die geklärte und gegebenenfalls entfärbte wässrige Lösung der Methylglykoside zur Kristallisation von reinem < Methyl-dfD-mannopyranosid auf eine Temperatur unterhalb ca· 3o°C abkühlt und das Methyl-oQ'D-mannopyranosid von der die übrigen Methylglykoöide enthaltenden Lösung abtrennt.

   6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch cjekennaeichnet, daß man die geklärte, geqebeaenfalls entfärbte wässrige Lösung der Methylglykortide entwässert, die entwässerten Methylglykoside in Alkohol aufK'st, die alkoholische Iiö-

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   sung zur Kristallisation von reinem Methyl-tfcD-mannopyranosid auf eine Temperatur unterhalb ca. 3o°C abkühlt und die erhaltenen Kristalle von der die anderen Methylglykoside enthaltenden Mutterlösung abtrennt.

   7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als mannosehaltige3 pflanzliches Material einen wässrigen Extrakt aus Koniferenholz verwendet·

   8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als mannosehaltiges pflanzliches Material Sulfitablauge verwendet.

   9» Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, d?ß man als marmosehaltijßs pflanzliches Material eine zuckerreiche Fraktion von Sulfitabiauqe einsetzt«

   Io. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als mannoεehaltiges pflanzliches Material Johannisbrot, Guar-Sameα, Kaffeebohnen und/oder Koniferenholz verwendete

   ll_e Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserfreie Methanol zwischen

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   ca. 2 und Γο, vorzugsweise ca· 6 und 9, Gewichtsprozent Chlorwasserstoff enthält.

   12o Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserfreie Methanol ca· 6 Gewichtsprozent Chlorwasserstoff enthält und die Glykosidierungsreaktion ungefähr 15 bis 2o Minuten lang bei einer Temperatur von ca· 9o°C durchgeführt wird.

   13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - Io, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserfreie Methanoi zwischen ca. 5,4 und 26,ο Gewichtsprozent Schwefelsäure enthält.

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