DE3545107A1

DE3545107A1 - Verfahren zur herstellung von hochreiner rhamnose aus gummi-arabikum

Info

Publication number: DE3545107A1
Application number: DE19853545107
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Hatanaka; Satoru Iwaki Fukushima Kumazawa; Masatoshi Sano; Tsutomu Sendai Miyagi Takagi; Eizi Yokoyama
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1984-12-20
Filing date: 1985-12-19
Publication date: 1986-07-03
Also published as: DE3545107C2; FR2575182B1; US4772334A; GB8530886D0; GB2168980B; FR2575182A1; JPH0118720B2; GB2168980A; JPS61146200A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von hochreiner Rhamnose aus Gummi-arabikum.

Rhamnose kommt in der Natur als Saccharidkomponente von Glycosid wie Rutin (das 26,8 Gew.-! Rhamnose enthält), Hesperidin (das 29,5 Gew.-I Rhamnose enthält), Quercitrin (das 4 0 Gew.-I Rhamnose enthält), Myricitrin und Naringin und als Saccharid, das Gummi-arabikum aufbaut vor.

Bisher wurde die Herstellung von Rhamnose durch Hydrolyse einer der obengenannten Glycoside mit einem hohen Rhamnosegehalt durchgeführt, es ist jedoch schwierig vom Standpunkt der Menge und der Kosten, Rhamnose als industrielles Ausgangsmaterial zur Verfügung zu stellen, was zurückzuführen ist auf die geringe Produktion der o. g. Glycoside und ihren hohen Preis.

Zusätzlich ist im Falle der Verwendung von Rutin als Ausgangsmaterial die Verunreinigung durch Quercitrin zu betrachten, von dem die Karzinogenese vermutet wird, und folglich ist Rhamnose aus Rutin bei seiner Verwendung nicht wünschenswert.

Obwohl als anderes Verfahren zur Herstellung von Rhamnose ein Verfahren bekannt ist, daß das Kultivieren von Bakterienproben, die zur Gattung Pseudomonas gehören, um dadurch ein Rhamnolipid zu erhalten, das durch die Bakterien erzeugt wurde und die Herstellung von Rhamnose aus dem Rhamnolipid umfaßt, ist die Produktivität von Rhamnose durch das Verfahren nicht befriedigend.

In Betrachtung der o. g. Situation ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Rhamnose einer hohen Reinheit mit einer

hohen Effektivität aus Gummi-arabikum, der in einer relativ großen Menge in der Natur als rhamnose-entfialtende Substanz verfügbar ist.

Gummi-arabikum ist eine Substanz, die von den Pflanzenkörpern von Leguminosen ausgeschieden wird, die zur Gattung Acacia gehören, und wird kommerziell auf einem breiten Gebiet verwendet. Da Gummi-arabikum insbesondere als ein Stabilisator und als ein Emulgator für Lebensmittel und Medikamente über einen langen Zeitraum Verwendet wurde, und es kein Problem bei seiner Sicherheit für das menschliche Leben gab, ist es ein Vorteil, daß Rhamnose, die aus Gummi-arabikum hergestellt wird, ohne irgendwel*- ehe Beschränkungen verwendet werden kann.

Die Hauptkomponente von Gummi-arabikum umfaßt Polysaccharide mit einer angenommenen Strukturformel, die im allgemeinen hauptsächlich aus Galaktose zusammengesetzt sind, wobei Arabinose, Rhamnose, Glukuronsäure usw. beigefügt sind, und es wird betrachtet, daß Rhamnose als das Saccharid an dem molekularen Ende des Gummi-arabikums vorhanden ist.

Als ein Ergebnis der Untersuchungen der Anmelderin bezüglich des Verfahrens der Hydrolyse von Gummi*-arabikum und des Verfahrens zur Behandlung des flüssigen Hydrolisats von Gummi-arabikum wurde es möglich_; die Menge von Rhamnose in der Gesamtmenge der Monosaccharide zu erhöhen, die durch Hydrolyse des Gummi-arabikums erhalten wurden, um die Effektivität der Abtrennung von Rhamnose aus dem Hydrolisat zu verbessern und Rhamnose einer hohen Reinheit zu erhalten, und basierend auf diesen Entdeckungen wurde die vorliegende Erfindung erhalten.

Auf den beigefügten Zeichnungen zeigen die Fig. 1, 2 und

3 die Elutionskurven von L-Rhamnose (dargestellt durch -· ._._._.-.-), L-Arabinose ( gezeigt durch -x-x-x-x-) und D-Galaktose (gezeigt durch -°-^o-^o-°-⁰-) in den Beispielen 2, 3 bzw. 4.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von hochreiner Rhamnose aus Gummi-arabikum geschaffen, wobei das Verfahren umfaßt: Die teilweise Hydrolyse von Gummi-arabikum in einer wässrigen Lösung einer Mineralsäure, die Neutralisierung und Kondensation des so erhaltenen flüssigen Hydrolisats, um dadurch eine wässrige Lösung zu erhalten die von 40 bis 70 Gew.-I einer organischen Substanz enthält, Zugabe eines polaren organischen Lösungsmittels zu der so erhaltenen wässrigen Lösung in einer Menge des 5- bis 20-fachen bezogen auf das Volumen der Menge der wässrigen Lösung, Entfernung der so ausgefällten ungelösten Substanz aus der Mischung, Entfernen des polaren organischen Lösungsmittels aus der Mischung, um eine wässrige Lösung zu erhalten, die Monosaccharide enthält, die durch partielle Hydrolyse des Gummi-arabikums gebildet wurden, und Unterziehen der so erhaltenen wässrigen Lösung, die Monosaccharide enthält, einer stark kationischen Ionenaustauscherharz-Chromatographie und einem Verfahren zur Adsorption und Abtrennung unter Verwendung von Aktivkohle, um hochreine Rhamnose zu erhalten.

Die charakteristische Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von Rhamnose aus Gummiarabikum und die Reinigung der so hergestellten Rhamnose durch die Stufen:

(1) nach teilweiser Hydrolyse des Gummi-arbikums in einer wässrigen Lösung einer Mineralsäure, Neutralisierung und Kondensation des so erhaltenen flüssigen Hydrolisats, um

eine wässrige Lösung zu erhalten, die von 40 bis 70 Gew-.*· lan organischen Substanzen enthält, (2) Zugabe eines polaren organischen Lösungsmittels zu der so erhaltenen wässrigen Lösung in einer Menge des 5- bis 20-fachen bezogen auf das Volumen der Menge der wässrigen Lösung, um eine ungelöste Substanz auszufällen, (3) Entfernung der so ausgefällten ungelösten Substanz aus der Mischung der wässrigen Lösung und des polaren organischen Lösungsmittels, (4) Entfernen des polaren organischen Losungsmittels aus der Mischung, um dadurch eine wässrige Lösung zu erhalten, die hauptsächlich Monosaccharide enthält und (5) Unterziehen der so erhaltenen wässrigen Lösung einer stark kationischen Ionenaustauscherharz-ChrOmatographie und einem Verfahren der Adsorption und Abtrennung unter Verwendung von Aktivkohle.

Bei der Hydrolyse von Gummi-arabikum ist es für die nachfolgenden Verfahren und für die Produktausbeute bevorzugt, die gesamte Rhamnose abzutrennen, άίέ ah <den Endteil der Polysaccharidstruktur des Gummi-aräbikums gebunden ist, während die Abtrennung von anderen Sacchariden, die Gummi-arabikum bilden, insbesondere Galaktöse» so weit wie möglich unterdrückt wird. Für diesen Zweck wird eine wässrige 0,1 bis 0,6 η vorzugsweise 0,2 bis 0^4 η Lösung der Mineralsäure als wässrige Lösung der Mineralsäure zum Auflösen des Gummi-arabikums verwendet und nach dem Auflösen von 5 bis 30 Gew.-I des Gummi-arabikums in dieser wässrigen Lösung der Mineralsäure wird die Lösung während einer bis drei Stunden erwärmt, um Gummiarabikum darin zu hydro1isieren.

Falls in der Hydrolyse die Konzentration der Mineralsäure „ in der wässrigen Lösung zu hoch ist, wird nicht nur die so gebildete Rhamnose selbst hydrolisiert, sondern die Hydrolyse des Gummi-arabikums schreitet mehr als notwert'-

dig fort, wodurch sich das Verhältnis von Galaktose in den so gebildeten Monosacchariden erhöht und sich eine Schwierigkeit bei den nachfolgenden Behandlungen ergibt.

Falls auf der anderen Seite die Konzentration der Mineralsäure in der wässrigen Lösung äußerst gering ist, obwohl das Verhältnis von Galaktose in dem flüssigen Hydrolisat gering ist, ist die Hydrolysegeschwindigkeit gering, was in einer geringen Ausbeute resultiert. Es ist bevorzugt, die Hydrolyse in dem Ausmaß durchzuführen, daß 1/3 bis 1/2 der bildenden Saccharide des Gummi-arabikums zu Monosacchariden werden. Wenn die Hydrolyse wie oben gezeigt durchgeführt wird₇ beträgt das Verhältnis der Monosaccharide, die durch die Hydrolyse erhalten werden, z.B. Rhamnose: Arabinose: Galaktose etwa 1:2:1 und mehr als 93! der Rhamnose-Einheiten, die teilweise Gummiarabikum bildeten, werden zu Monosacchariden umgewandelt.

Nach Abschluß der Hydrolysebehandlung des Gummi-arabicums wird das flüssige Hydrolisat neutralisiert und danach wird das Lösungsmittel des flüssigen Hydrolisats von Wasser- auf eine Mischung von Wasser und einem polaren organischen Lösungsmittel geändert, um dadurch die Substanzen mit hohem Molekulargewicht aus dem flüssigen Hydrolisat auszufällen und die so ausgefällten Substanzen werden entfernt. Es wurde in den o. g. Verfahren gefunden, daß in dem Fall, in dem das Verhältnis von Wasser zum polaren organischen Lösungsmittel im Bereich von 1 : 5 bis 1 : 20 (bezogen auf das Volumen) in der Mischung von Wasser und dem polaren organischen Lösungsmittel liegt, entsprechend ihrer Konzentration die Monosaccharide teilweise unlöslich gemacht werden und folglich wird das Verhältnis der in der Lösung verbleibenden Monosaccharide drastisch geändert.

Falls das flüssige Hydrolisat auf ein Ausmaß kondensiert wird, daß die Konzentration der organischen Substanzen, die durch die Hydrolyse gebildet wurden, Von 40 bis 70 Gew.-I des Kondensats beträgt, und ein polares organisches Lösungsmittel in einer Menge des 5- bis 20>fachön bezogen auf das Volumen der Menge des Kondensats zu dem Kondensat zugegeben wird, fällt die gesamte Menge dfer Substanzen mit hohem Molekulargewicht und etwa die halbe Menge der Monosaccharide als ungelöstes Material aus und das Verhältnis der Monosaccharide in der verbleibenden Lösung, d. h. Rhamnose : Arabinose : Galaktose beträgt etwa 1:1:0,3.

Beispiele für das polare organische Lösungsmittel sind Azeton, Ethanol, Isopropylalkohol, Acetonitril usw* und das bevorzugtere Verhältnis des polaren organischen Lösungsmittels zu Wasser differiert zwischen unterschiedlichen Lösungsmitteln. Im Fall von Aceton liegt das Verhältnis von Aceton zu Wasser z. B. im Bereich von -J* i 1 bis 20 : 1 (bezogen auf das Volumen), und im Fall von Acetonitril liegt das Verhältnis von Acetonitril zu Wasser im Bereich von 10 : 1 bis 20 : 1 (bezogen auf clas Volumen).

Wie festgestellt wurde, sind in der Mischung des neutralisierten und kondensierten flüssigen Hydrolisats und des so zugegebenen polaren organischen Lösungsmittels die Monosaccharide hauptsächlich im ungelösten Zustand mit dem o. g. wechselseitigen Verhältnis vorhanden und nach Entfernung des polaren organischen Lösungsmittels aus der Mischung wird die so erhaltene wässrige Lösung, die Monosaccharide enthält, einer stark kationischen Ionenaustauscherharz-Chromatographie unterzogen und danach einem Verfahren der Adsorption und Abtrennung unter Verwendung von Aktivkohle, wodurch Rhamnose in einer höhten Reinheit

von mehr als 99 I verfügbar wird.

Entsprechend der o. g. Behandlung fällt jedoch etwa die halbe Menge an Rhamnose, die durch Hydrolyse gebildet wurde als ungelöste Substanz aus, wenn das polare organische Lösungsmittel zu dem neutralisierten und kondensierten flüssigen Hydrolisat zugegeben wird.

Folglich wird in der vorliegenden Erfindung zum Erhalt von Rhamnose in einer hohen Ausbeute die so ausgefällte ungelöste Substanz weiterhin in Wasser gelöst und das polare organische Lösungsmittel wird in einer Menge des 2 bis 3-fachen bezogen auf das Volumen der Wassermenge, die zum Auflösen der ungelösten Substanz verwendet wird, zu der so erhaltenen wässrigen Lösung zugegeben, wodurch ein Teil der ungelösten Substanz ausgefällt wird. Nach dem Entfernen der so ausgefällten ungelösten Substanz (weiterhin als zweite Ausfällung bezeichnet) aus der Mischung wird die verbleibende flüssige Schicht (falls notwendig erneut kondensiert und mit einer geringen Menge Wasser gelöst) zu dem neutralisierten und kondensierten Hydrolisat zugegeben, das 40 bis 70 Gew.-I organischer Substanzen enthält und die so gebildete Mischung wird zu dem polaren organischen Lösungsmittel zugegeben.

Bei Übernahme der ebengenannten Stufe können mehr als 93 % der Rhamnose, die ursprünglich Gummi-arabikum bildete, als Produkt aufgefangen werden. Zum Vergleich beträgt der Gehalt von Rhamnose in der zweiten Ausfällung weniger als 7 % seines Gesamtgehaltes in Gummi-arabikum.

Die Behandlung der wässrigen Lösung, die Rhamnose enthält, durch stark kationische Ionenaustauscherharz-Chromatographie kann durch das gewöhnliche Verfahren durchgeführt werden, das bei der Abtrennanalyse einer

-IT-

Mischung von Monosacchariden verwendet wird, die Abtrennung von Rhamnose aus der Mischung Rhamnose, Arabinose und Galaktose wurde jedoch bisher wenig durchgeführt, außer bei einem bekannten analytischen Verfahren mit der Verwendung einer wässrigen 94,41-igen Lösung Von Ethanol als Extraktionsmittel bei einer Temperatur von 75 oder 100⁰C. ' _; .

Als ein Ergebnis der Untersuchungen bezüglich einer solchen Behandlung bei geringeren Temperaturen wurde weiterhin gefunden, daß die Abtrennung bei 55⁰C durchgeführt werden kann, im Falle der Verwendung einer wässrigen 651-igen Lösung von Azeton, und bei gewöhnlichen Temperaturen im Falle der Verwendung einer wässrigen 75S-igen Lösung von Acetonitril jeweils als Extraktionsmittel.

Eine Mischung von 60 bis 80 Volumenteilen Wasser und 40 bis 20 Volumenteilen Azeton oder Acetonitril Wird als Extraktionsmittel bei der stark kationischen IönenaustÄuscherharz-Chromatographie verwendet und die Elution wird bei einer Temperatur von weniger als 60⁰C durchgeführt.

Obwohl die Reinheit der Rhamnose in der Rhamnosefraktion, die durch die o. g. Chromatographiebehandlung erhalten wird, im Bereich von 96 bis 98 I liegt, ist es durch Behandlung der so erhaltenen Rhamnosefraktion mit einem Verfahren der Adsorption und Abtrennung durch Aktivkohle möglich, die Reinheit der Rhamnose auf mehr als 99*5 I zu erhöhen.

Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter unter Bezug auf die folgenden nicht begrenzenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutert.

3545ιο7

Beipiel 1:

Zu 250 g pulverförmigem Gummi-arabikum wurden 1000 ml 3 η Schwefelsäure zugegeben und nach Erwärmen der Mischung unter einem Rückflußkühler während 2,5 h wurde die Reaktionsmischung durch Kalziumhydroxid neutralisiert. Der Gehalt an Rhamnose, Arabinose und Galaktose als Monosaccharide in der so neutralisierten Reaktionsmischung betrug 27,88 g, 55,89 g bzw. 28,70 g. Durch Kondensation der neutralisierten Reaktionsmischung während des Verdampfens von etwa 800 ml Wasser wurde ein Kondensat von etwa 200 ml erhalten. Nach der Zugabe von 2000 ml Azeton zu dem Kondensat, Rühren der Mischung und Belassen der Mischung für 7 Stunden, wurde die so ausgefällte ungelöste Substanz aus der Mischung entfernt. Die überstehende Flüssigkeit enthielt 12,99 g Rhamnose, 12,05 g Arabinose und 2,99 g Galaktose.

Beispiel 2:

Nach der Neutralisierung des flüssigen Hydrolisats, das in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 aus 250 g pulverförmigem Gummi-arabikum erhalten wurde, wurde das flüssige Hydrolisat auf etwa 200 ml kondensiert. Auf der anderen Seite wurde die ungelöste Substanz, die in Beispiel 1 abgetrennt wurde, in 500 ml Wasser gelöst, die wässrige Lösung wurde auf 5O⁰C erwärmt, und danach wurden 1000 ml Azeton zu der so erwärmten wässrigen Lösung zugegeben. Nach Rühren der Mischung unter Erwärmen und Belassen der so erwärmten Mischung für 7 Stunden in der Atmosphäre wurde die ausgefällte Substanz aus der Mischung entfernt und die überstehende Flüssigkeit wurde kondensiert und zu einem Feststoff getrocknet.

Nach Auflösen des Feststoffes in 100 ml Wasser, um eine Flüssigkeit zu erhalten (weiter als zweite extrahierte Flüssigkeit bezeichnet), wurde die zweite extrahierte Flüssigkeit mit dem o. g. kondensierten Hydrolysat (e'twa 200 ml) kombiniert und 2000 ml Azeton wurden mit der So kombinierten Flüssigkeit gemischt.

Die so ausgefällte ungelöste Substanz wurde aus der Mischung entfernt, um dadurch eine überstehende Flüssigkeit zu erhalten, die 24,51 g Rhamnose, 25,42 g Arabinose und 7,01 g Galaktose enthielt.

Nach Verdampfen und Trocknen der überstehenden Flüssigkeit zu einem Feststoff wurde der so erhaltene Feststoff in 30 ml Wasser gelöst und die so hergestellte wässrige Lösung wurde einer Ionenaustauscherharz-Chromatographie unterzogen, um die Rhamnose daraus zu entfernen, wbbei die Bedingungen der Chromatographie die folgendeil warent

Stark kationisches Ionenaustauscherharz:

AMBERLITB^ (hergestellt von Rohm & Haas Co. CG-I20 Na-Typ)

Extraktionsmittel: eine Mischung von Ethanol und Wasser ( 80 : 20 bezogen auf das Volumen)

Säule: 600 mm lang und 25 mm Innendurchmesser, mit einem Gefäßvolumen von 300 ml

Durchflußgeschwindigkeit: 10 ml/min Temperatur: 75°C

Anzeigevorrichtung: RI

Die Elutionskurven der Monosaccharide in der Chromatographie, die unter Verwendung von 10 ml von den gesamten 60 ml des Eluats erhalten wurden, sind in Fig. 1 gezeigt.

Nach fraktioneller Aufnahme der Rhamnosefraktion des

Eluats und Kondensation der so aufgenommenen Fraktion wurde das'Kondensat in 200 ml Wasser gelöst und die so hergestellte wässrige Lösung wurde durch eine Säule, die mit 10 g Aktivkohle gefüllt wurde (für Chromatographie, hergestellt von Wako Pure Chemical Co., Ltd.) mit einer Geschwindigkeit von 10 ml/min geleitet und das adsorbierte Material in der Säule wurde durch 200 ml Wasser eluiert. Durch Kondensation des Eluats wurden 22 g Rhamnose in einer Ausbeute von etwa 80 % mit einer Reinheit von mehr als 99,5%erhalten und sie zeigte eine spezifische Drehung [«4 p° , von +8,4 (C=4, H₂O), während der veröffentlichte Wert von Rhamnose[«djp°
+ 8,2 (C=4, H₂O) beträgt.

Die bereits verwendete Aktivkohle wurde durch Waschen mit 10fr ml einer Mischung (6 : 4 bezogen auf das Volumen) von Wasser und Azeton oder mit 100 ml einer Mischung (6 : 4 bezogen »'auf das Volumen) von Wasser und Ethanol und danach weiterhin mit 200 ml Wasser wiederverwendbar gemacht.

Beispiel 3:

Zu 25 0 g pulverförmiger! Gummi-arabikum wurden 1000 ml 0,4 η Schwefelsäure zugegeben und nach Erwärmen der Mischung unter Rückflußkühlung während 2,5 Stunden, um dadurch den Gummi-arabikum der Hydrolyse zu unterziehen, wurde das Hydrolisat durch Bariumhydroxid neutralisiert und kondensiert, indem etwa 800 ml Wasser aus dem neutralisierten flüssigen Hydrolysat verdampft wurden.

Die Hydrolyse von Gummi-arabikum wurde unter denselben. Bedingungen wie oben durchgeführt und die erhaltene zweite extrahierte Flüssigkeit (hergestellt unter Verwendung von Ethanol anstelle von Aceton in Bsp. 2) wurde zu

dem so erhaltenen Kondensat zugegeben. Nach Zugabe von 2000 ml Aceton, erwärmt auf 50° C, zu der Mischung der zweiten extrahierten Flüssigkeit und dem Kondensat, Erwärmen der so erhaltenen Mischung auf 50° C unter Rühren und anschließendem Belassen der Mischung für 7 Stunden an der Atmosphäre wurde das so ausgefällte feste Material aus der Mischung entfernt und die verbleibende Flüssigkeitsschicht wurde zum Trocknen verdunstet. Der so erhaltene feste Rückstand wurde in 30 ml Wasser gelost und die wässrige Lösung wurde einer stark kationischen Ionenaustauscherharz-Chromatographie unter den folgenden Bedingungen unterzogen:

Stark kationisches Ionenaustauscherharz:

DOWE^ (hergestellt von Dow Chemical Co.)

50W-X8 Na-Typ
Extraktionsmittel: eine Mischung von Azeton und Wasser

(65 : 35 bezogen auf das Volumen) Säule: 600 mm Länge und 25 mm Innendurchmesser mii

einem Gefäßvolumen von 300 ml Durchflußgeschwindigkeit: 10 ml/min Temperatur: 55° C
Anzeigevorrichtung: RI

Die so erhaltene Rhamnosefraktion wurde aufgenommen und kondensiert. Die Reinheit der so erhaltenen Rhamnose betrug etwa 98 %.

Nach Auflösen der so erhaltenen Rhamnose in 200 ml Wasser wurde die so hergestellte Lösung einer Behandlung durch Aktivkohle wie in Bsp. 2 unterzogen. Die Ausbeute und die Reinheit der so gereinigten Rhamnose betrugen etwa 84 % bzw. mehr als 99,5 % und ihre spezifische Drehung Kfn°°^betruS ^{+ 8}»³ (^C=4> ^H?°) während der veröffentlichte

20

Γ Τ 2 Wert der spezifischen Drehung von RhamnoseJ^Jt

+ 8,2 (C=4, H₉O) beträgt.

Fig. 2 zeigt die Elutionskurve von Rhamnose in Bsp. 3, die durch 10 ml von den gesamten 60 ml des Eluats erhalten wurde. Die abgetrennte unlösliche Substanz, die in diesem Beispiel erhalten wurde, indem Azeton zu dem Kondensat des Hydrolisats zugegeben wurde, kann extrahiert werden und als zweite extrahierte Flüssigkeit verwendet werden.

Beispiel 4:

Nach Zugabe von 1000 ml 0,3 η Chlorwasserstoffsäure zu 250 g pulverförmigem Gummi-arabikum und Erwärmen der Mischung unter einem Rückflußkühler während 2 Stunden unter Rühren, um dadurch Gummi-arabikum der Hydrolyse zu unterziehen, wurde die Reaktionsmischung durch Natriumhydroxid neutralisiert und kondensiert, indem etwa 800 ml Wasser daraus verdampft wurden. Die zweite extrahierte Flüssigkeit, die erhalten wurde, indem die Hydrolyse von Gummi-arabikum unter denselben Bedingungen wie oben durchgeführt wurde (wobei Acetonitril anstelle von Azeton in Bsp. 2 verwendet wurde), wurde zu dem o. g. Kondensat zugegeben und nach Zugabe von 2000 ml Acetonitril, erwärmt auf 70° C, zu der so erhaltenen Mischung wurde die so erhaltene Mischung unter Erwärmen gerührt.

Nach Belas.sen der gesamten Mischung 7 Stunden lang an der Atmosphäre wurde das so ausgefällte feste Material aus der Mischung entfernt und die verbleibende flüssige Phase wurde zu einem festen Material verdunstet. Nach Auflösen des festen Materials in 30 ml Wasser wurde die so erhaltene wässrige Lösung einer stark kationischen Ionenaustauscherharz-Chromatographie unterzogen, um die

Rhamnosefraktion unter den folgenden Chromatographiebedingungen aufzufangen:

Stark kationisches Ionenaustauscherharz:

AMBERLIT^ CG-120 H Na-Typ
Extraktionsmittel: eine Mischung von Acetonitril und

Wasser (75 : 25 bezogen auf das Volumen) Säule: 600 mm Länge und 25 mm Innendurchmesser mit

einem Gefäßvolumen von 3 00 ml Durchflußgeschwindigkeit: 10 ml/min Temperatur: 20° C
Anzeigevorrichtung: RI

Die Reinheit der Rhamnose aus der Rhamnosefraktion betrug etwa 98 %. Die Reinheit der Rhamnose, die durch Lösen der Rhamnosefraktion in 200 ml Wasser und Behandlung der wässrigen Lösung durch Aktivkohle erhalten wurde, war höher als 99,5 I und ihre Ausbeute betrug etwa 84 I. Die spezifische Drehung der so gereinigten Rhamnose betrug [k]p⁰ +8,3 (C=4, H₂O), während der veröffentlichte Wert der Rhamnose [ei] j;⁰ +8,2 (C=4, H_?0) beträgt.

Fig. 3 zeigt die Elutionskurve der Rhamnosefraktion von Bsp. 4.wobei etwa 10 ml der gesamten Menge von 60 ml des Eluats verwendet wurden.

Zusätzlich kann die ausgefällte ungelöste Substanz, die in dem Fall abgetrennt wurde, indem Acetonitril zu dem kondensierten Hydrolisat zugegeben wurde, als Grundlage für eine zweite extrahierte Flüssigkeit verwendet werden.

Vergleichsbeispiel 1:

Falls dem neutralisierten Hydrolisat von Gummi-arabikum, wie es in Bsp. 1 erhalten wurde, 2000 ml Azeton zugegeben werden, ohne daß es kondensiert wurde, und die so ausgefällte ungelöste Substanz aus dem so behandelten neutralisierten Hydrolisat entfernt wurde , enthielten die Monosaccharide in der verbleibenden Flüssigkeit 26,81 g Rhamnose, 55,40 g Arabinose und 24,32 g Galaktose.

Obwohl das Zusammensetzungsverhältnis der drei Monosaccharide in der Flüssigkeit das gleiche wie in dem flüssigen Hydrolisat war, enthielt die o. g. Flüssigkeit gleichzeitig Oligosaccharide und Substanzen mit hohem Molekulargewicht und es war erforderlich diese Oligosaccharide und die Substanzen mit hohem Molekulargewicht daraus durch zusätzliche Stufen zu entfernen.

Vergleichsbeispiel 2:

Falls die Konzentration der Säure, die bei der Hydrolyse von Gummi-arabikum verwendet wurde, größer als die in Bsp. 1 war, waren die Zusammensetzungsverhältnisse der drei Monosaccharide in dem flüssigen Hydrolisat wie folgt:

Säure und ihre	Rhamnose	: Arabinose	: Galaktose
Konzentration
In-HCl	1	2,2	3,4
2n-HCl	1	2,3	4,0
3n-H₂S0₄	1	2,3	3,5

Falls eine große Menge Galaktose in dem flüssigen Hydrolisat enthalten war, war das Zusammensetzungsverhältnis von Galaktose zu Rhamnose in der folgenden Stufe der Zugabe des polaren organischen Lösungsmittels in einigem Ausmaß größer als das im gewöhnlichen Fall und darüberhinaus wurde der Gehalt von Galaktose in der zweiten extrahierten Flüssigkeit extrem höher als der im gewöhnlichen Fall. Als ein Ergebnis war der Gehalt von Galaktöse in der Lösung, die der Ionenaustauscherharz-Chromatographie unterzogen werden muß, höher als der im gewöhnlichen Fall und die Wirksamkeit der Reinigung von Rhamnose war geringer als die bei der vorliegenden Erfindung.

Claims

München, 18.De zember 198 5

Kureha Kagaku Kogyo

Kabushiki Kaisha

9-11 Horidome-cho 1-chome

Nihonbashi, Chuo-ku

Tokyo, Japan K 22 964

Verfahren zur Herstellung von hochreiner Rhamnose aus

Gummi-arabikum

Patentansprüche

T. Verfahren zur Herstellung von hochreiner Rhamnose aus Gumrai-arabikum, gekennzeichnet durch:

teilweise Hydrolyse des Gummi-arabikums in einer wässrigen Lösung einer Mineralsäure,

Neutralisierung und Kondensation des flüssigen Hydrolysats, um dadurch eine wässrige Lösung zu erhalten, die von 40 bis 7 0 Gew.-I an organischen Substanzen enthält*
Zugabe eines polaren organischen Lösungsmittels in einer Menge vom 5 bis 20-fachen des Volumens der Menge der wässrigen Lösung, um dadurch eine ungelöste Substanz auszufällen,

Entfernen der ungelösten Substanz aus einer Mischung der wässrigen Lösung und des polaren organischen Lösungsmittels ,

Entfernen des polaren organischen Lösungsmittels aus der Mischung, um dadurch eine wässrige Lösung zu erhalten, die Monosaccharide enthält, die durch die Hydrolyse des Gummi-arabikums gebildet werden, und Unterziehen der so erhaltenen wässrigen Lösung einer stark kationischen Ionenaustauscherharz-Chromatographie und danach einem Verfahren der Adsorption und Abtrennung unter Verwendung von Aktivkohle.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Normalität der wässrigen Lösung der Mineralsäure von 0,1 bis 0,6 beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mineralsäure Schwefelsäure oder Chlorwasserstoffsäure ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das flüssige Hydrolisat durch Zugabe von Kaliziumhy-

droxid, Bariumhydroxid oder Natriumhydroxid neutralisiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das polare organische Lösungsmittel Azeton, Ethanol, Isopropylalkohol oder Acetonitril ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Volumenverhältnis des polaren organischen Lösungsmittels zu Wasser im Bereich von 5 : 1 bis 20 : 1 liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Mischung von 60 bis 80 Volumenteilen Wasser und von 40 bis 20 Volumenteile Aceton oder Acetonitril als Extraktionsmittel in der stark kationischen lonenaüstauscherharz-Chromatographie verwendet wird und daß die Elution bei einer Temperatur von weniger als 60⁰C durchgeführt wird.