DE69720514T2 - Verfarhren zur herstellung von teilweise acylierten derivativen von monosacchariden und polyolen - Google Patents
Verfarhren zur herstellung von teilweise acylierten derivativen von monosacchariden und polyolen Download PDFInfo
- Publication number
- DE69720514T2 DE69720514T2 DE69720514T DE69720514T DE69720514T2 DE 69720514 T2 DE69720514 T2 DE 69720514T2 DE 69720514 T DE69720514 T DE 69720514T DE 69720514 T DE69720514 T DE 69720514T DE 69720514 T2 DE69720514 T2 DE 69720514T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fatty acid
- acid
- mixture
- polyol
- monosaccharide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 title claims abstract description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 23
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 23
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 claims abstract description 14
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 claims abstract description 14
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 claims abstract description 14
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical group CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 10
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 7
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims description 7
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 6
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims description 6
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 6
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 claims description 4
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N alpha-ethylcaproic acid Natural products CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 claims description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 claims description 3
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 claims description 2
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 claims description 2
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 claims description 2
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 claims description 2
- 241000235395 Mucor Species 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- -1 sorbitol Fatty acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 abstract description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 abstract description 2
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 abstract description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 abstract 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 10
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 4
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004668 long chain fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 235000014593 oils and fats Nutrition 0.000 description 3
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical class OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 2
- HVCOBJNICQPDBP-UHFFFAOYSA-N 3-[3-[3,5-dihydroxy-6-methyl-4-(3,4,5-trihydroxy-6-methyloxan-2-yl)oxyoxan-2-yl]oxydecanoyloxy]decanoic acid;hydrate Chemical compound O.OC1C(OC(CC(=O)OC(CCCCCCC)CC(O)=O)CCCCCCC)OC(C)C(O)C1OC1C(O)C(O)C(O)C(C)O1 HVCOBJNICQPDBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930186217 Glycolipid Natural products 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 239000011942 biocatalyst Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 2
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 2
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 229920000057 Mannan Polymers 0.000 description 1
- 206010028347 Muscle twitching Diseases 0.000 description 1
- 240000007817 Olea europaea Species 0.000 description 1
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-RMMQSMQOSA-N Raffinose Natural products O(C[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O[C@@]2(CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O1)[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-RMMQSMQOSA-N 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-UHFFFAOYSA-N UNPD196149 Natural products OC1C(O)C(CO)OC1(CO)OC1C(O)C(O)C(O)C(COC2C(C(O)C(O)C(CO)O2)O)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N Xylitol Natural products OCCC(O)C(O)C(O)CCO TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- FTCGZXFZNUEELT-BURFUSLBSA-N [(2r,3r,4s,5r)-2,3,4,5-tetrahydroxy-6-oxohexyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O FTCGZXFZNUEELT-BURFUSLBSA-N 0.000 description 1
- 230000021736 acetylation Effects 0.000 description 1
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010933 acylation Effects 0.000 description 1
- 238000005917 acylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003240 coconut oil Substances 0.000 description 1
- 235000019864 coconut oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 229930182478 glucoside Natural products 0.000 description 1
- 150000008131 glucosides Chemical class 0.000 description 1
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002366 lipolytic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 1
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 1
- 229940127557 pharmaceutical product Drugs 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-ZQSKZDJDSA-N raffinose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-ZQSKZDJDSA-N 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000000811 xylitol Substances 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N xylitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N 0.000 description 1
- 229960002675 xylitol Drugs 0.000 description 1
- 235000010447 xylitol Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/02—Monosaccharides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/62—Carboxylic acid esters
Description
- Bereich der Technik
- Die Erfindung gehört zum Nahrungsmittel-, pharmazeutischen, kosmetischen und chemischen Bereich. Die erhaltenen Produkte sind ausgezeichnete biologisch abbaubare und biokompatible, nicht ionische oberflächenaktive Mittel, die als Zusatzstoffe verwendet werden wegen ihrer emulgierenden, öligen, dickenden und feuchtigkeitsspendenden Eigenschaften.
- Stand der Technik
- Die Anwendung von Enzymen in organischen Medien ist eine attraktive Alternative zur klassischen organischen Synthese. Die Hauptnachteile herkömmlicher chemischer technischer Verfahrensweisen sind ihr hoher Energieverbrauch (hohe Temperaturen und Drücke), die niedrige Selektivität der Verfahren und/oder die Anwendung von anorganischen Katalysatoren, die gefärbte Verunreinigungen mit unterschiedlicher Toxizität erzeugen. Im Gegensatz dazu können enzymatische Katalysatoren eine selektive Synthese eines bestimmten Produkts unter weniger extremen Drücken und Temperaturen ausführen und sind weniger toxisch für die Umwelt.
- Lipasen sind die hydrolytischen Enzyme, die am meisten wirksam sind in katalytischen Verfahren, in denen langkettige Fettsäuren beteiligt sind. Diese bilden kovalente Bindungen mit Alkoholen in Medien mit einem niedrigen Hydratationsgrad. Wegen ihrer Vielseitigkeit und großen Verfügbarkeit sind sie sehr wertvolle industrielle Biokatalysatoren. Daneben sind Lipasen biologisch abbaubar. Wenn mehrere Hydroxylgruppen in demselben Molekül zugegen sind, können Lipasen wegen ihrer extremen Selektivität lange synthetische Wege (mit Phasen des Schutzes/Kontaktes der Reaktanden miteinander) durch einen enzymatischen Schritt ersetzen. Dies steigert die Ausbeuten und verringert die Kosten des Verfahrens an sich und auch diejenige in Verbindung mit der Behandlung von Abfallprodukten [Biokatalysatoren für die Industrie (1991), Plenum Press, N. Y. Ed. J. Dordick], verglichen mit alternativen chemischen Verfahren. Darüber hinaus kann die Chemo- und Enantioselektivität von Lipasen zu hoch wettbewerbsfähigen synthetischen Verfahren führen.
- Mehr als 80% des Weltmarktes an oberflächenaktiven Mitteln sind Moleküle, die durch Kondensation zwischen Polyolen oder Monosacchariden und langkettigen Fettsäuren (Glyceriden, Spans, Tweens etc.) gebildet werden. Veresterte Sorbitan-Derivate mit langkettigen Fettsäuren sind biokompatible Glycolipid-Tenside, die allgemein in einer Vielfalt von Industriezweigen verwendet werden. Der Handelsname von veresterten Sorbitan-Derivaten ist Spans. Diese sind äußerst lipophil und sind Vorstufen von Tweens. Zur Zeit werden Tweens und Spans industriell hergestellt durch nichtenzymatische Verfahren bei 180 bis 150°C. Gluco- und Glycolipid-Tenside sind Zusatzstoffe, die in kosmetischen und pharmazeutischen Produkten wegen ihrer unterschiedlichen Eigenschaften (feuchtigkeitsspendendes und schmierendes Leistungsvermögen etc.) verwendet werden. Die Verwendung viele dieser Emulgiermittel, die ihrerseits biokompatibel sind, für gewisse Anwendungen (z. B. im Nahrungsmittelbereich) ist oft problematisch. Diese Probleme stehen in Beziehung mit dem herkömmlichen chemischen Verfahren, das bei ihrer Zubereitung verwendet wird. Die Anwesenheit von gewissen synthetischen Mitteln in den chemischen Verfahren, die angewendet werden, um die Zusatzstoffe herzustellen oder zu reinigen, stellt eines der Hauptprobleme der verwendeten Verfahren zur Herstellung dar. Das selektive Erhalten von Emulgiermitteln mittels Enzymen kann dieses Problem lösen. Europäisches und amerikanisches Recht betrachten Substanzen, die durch Enzyme hergestellt oder modifiziert werden, als natürliche Produkte.
- Die enzymatische Herstellung von Glucolipid-Tensiden, die von Monosacchartden und Polyolen abgeleitet sind, wurde in der Literatur studiert, obwohl nur geringe Ausbeuten erhalten wurden [Khaled, N., Montet, D. Pina, M. und Graille, J. Biotech. Let., 13, 167-172 (1991) und Schlotterbeck, A. Lang, S., Wray, V. und Wagner, F. Biotechnol. Lett. 15, 61–64 (1993)] und/oder diese erfordern vorausgehende nicht-enzymatische Schritte [Fregapane, G., Sarney, D. B. und Vulson, E. N. Enz. Microb. Technol. 13, 796–800 (1991) und Bjorklong, F., Godtfredsen, S. E. und Kirk, O. J., Am. Soc. Chem. Commun. 934–935 (1989)].
- Ein enzymatisches Verfahren, das auf einer wässrigen Mischung von Reagenzien bei 20 bis 60 °C basiert [DE-B 3430944 (SEINO)] und die später verbesserte Version des Verfahrens unter Verwendung von Hochdruck-Wasserverdampfung [JP-A 62195292] wurden offenbart. In beiden Fällen sind die erhaltenen Ausbeuten relativ niedrig, was auf das Verschieben des thermischen Gleichgewichts des wässrigen Verfahrens in Richtung auf eine Hydrolyse zurückzuführen ist. Die empfohlenen Zucker in diesen Patenten sind Glucose, Saccharose, Raffinose, Dextrin, Mannan, Cellulose, Sorbitol und Xylitol. Die Ausbeuten wurden erhöht unter Verwendung von fast wasserfreien organischen Medien und Erhöhen der Löslichkeit der Start-Zucker in dem Medium durch vorangehende chemische Modifikation. Dies war auch das Ziel einer Anzahl von internationalen Patenten. Ein weiteres Veresterungs-Verfahren, JP-A 63–112993, veröffentlicht am 18. Mai 1988, schließt einen vorangehenden Schritt ein, der aus einer Acetylierung des Zuckers besteht, wohingegen gemäß EP-A-0334498 das Glucosid alkyliert wird, bevor die enzymatische Acylierung durchgeführt wird. Die Verfahren, die in der zuvor genannten Literatur des Standes der Technik beschrieben werden, schließen alle einen vorangehenden nicht-enzymatischen Schritt ein, um die Polarität des Substrats zu verringern, gefolgt von enzymatischen Verfahren mit hohen Ausbeuten. Jedoch sind die erhaltenen oberflächenaktiven Moleküle komplexer als solche, die mit den bisherigen Verfahren erhalten wurden.
- Die EP-A 0506159 und EP-A 0274798 offenbaren Verfahren zur Veresterung von Carbonsäuren mit Alkoholen in Gegenwart von Lipasen. Im Fall der EP-A 0506159 wird eine Mischung aus dem Alkohol und der Säure mit einem Veresterungs-Enzym in Kontakt gebracht, und das während der Reaktion gebildete Wasser wird durch Vorverdampfung beseitigt. Das Lösungsmittel wird so gewählt, um sicherzustellen, dass die Reaktanden eine gegenseitige Löslichkeit aufweisen und dass die Enzym- Katalysator-Aktivität nicht verschlechtert wird. Im Fall der EP-A 0274798 werden die Säure und der Alkohol mit Lipase in Kontakt gebracht, und der Alkohol wird bei einer Geschwindigkeit zugesetzt, dass dessen Konzentration unter einem bestimmten Wert gehalten wird.
- Kurze Beschreibung der Erfindung
- Diese Erfindung, wie sie beansprucht wird, besteht aus einem Verfahren zur selektiven Herstellung von teilweise acylierten Monosaccharid- und linearen Polyol-Derivaten, welche nur im Hinblick auf ihre primären Hydroxyl-Gruppen verestert sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Herstellen eines Reaktionsgemisches aus einem linearen Polyol oder einem Monosaccharid mit Ausnahme von Galactose, einer Fettsäure oder einer Mischung aus Fettsäuren, und einem Lösungsmittel, und Inkontaktbringen des Reaktionsgemisches mit einer Lipase, und kontinuierliches Entfernen von Wasser, das während des Verfahrens gebildet wird, nach Anspruch 1.
- Detaillierte Beschreibung der Erfindung
- Die Endung bezieht sich auf die hochselektive enzymatische Herstellung von Monosacchariden und Polyolen, die mit Fettsäuren mono- und/oder disubstituiert sind,. Das Verfahren basiert auf einer einfachen Mischung aus Polyol oder Monosaccharid mit der Fettsäure, der Zugabe von Lösungsmittel und der Verwendung von Lipasen, welches erlaubt, dass diese Produkte ohne Katalysatoren oder toxischen Mitteln mit hoher Selektivität erhalten werden.
- Das Wasser, das während des Verfahrens erzeugt wird, muss während des gesamten Verfahrens kontinuierlich entfernt werden.
- Die synthetisierten oberflächenaktiven Mittel zeigen eine höhere biologische Abbaubarkeit als ethoxylierte Alkyl-Phenole, die üblicherweise in Waschpulvern etc. verwendet werden.
- Darüber hinaus erlauben diese enzymatischen Reaktionen die Wiedergewinnung und Wiederverwertbarkeit der Abfallprodukte. Lipasen können mit reinen Fettsäuren und auchmit deren Mischungen, die aus natürlichen Ölen und Fetten (Oliven-, Kokosnussoder Palmöl etc.) abgeleitet sind, agieren. Die Europäische Union produziert große Überschüsse an Ölen und Fetten. Die Minimierung der Abfallprodukte und die Wiedergewinnung von Nebenprodukten (Ölen und Fetten) und ihre industrielle Wiederverwertbarkeit und ihr Recycling ist eine der dringlichsten Aufgaben in Europa und anderswo.
- Die chemischen Verfahren, die zur Zeit für die industrielle Herstellung dieser Produkte verwendet werden, sind mit einem hohen Energieverbrauch und den entsprechenden Einrichtungen für hohe Druck- und Temperaturbedingungen verbunden. Wegen der niedrigen Selektivität dieser chemischen Verfahren [US-A 2759922] im Gegensatz zu enzymatischen Verfahren können in diesen chemischen Verfahren keine Produkte mit einer bestimmten und konstanten Struktur erhalten werden. Früher patentierte enzymatische Verfahren [DE-B 3439944 (SEINO) und JP-A 62195292], die ein wässrtges Medium verwenden, erzielen sehr niedrige Ausbeuten, die ihre industritelle Verwendung beschränken. Das vorliegende enzymatische Verfahren kann fast quantitative Ausbeuten erzielen durch direkte Veresterung des Polyols und/oder Monosaccharids in Aceton. Die Erfindung kann direkt das Polyol oder den Zucker verwenden ohne die vorherige chemische Modifikation, die in JP-A 63–112993 und in der EP-A 0334498 beschrieben ist, was andere Endprodukte ergibt als solche, die vorliegend erhalten werden. In beiden dieser Verfahren macht der vorangehende, nichtenzymatische Schritt und auch die mögliche Verwendung von Lösungsmitteln mit einem hohen Siedepunkt die patentierten Verfahren teurer als das vorliegende Verfahren. Das vorliegende Verfahren verwendet vorzugsweise billigere Lösungsmittel mit leichter Beseitigung und niedriger Toxizität.
- Die Erfindung ist anwendbar auf lineare Polyole wie beispielsweise Sorbitol. Auch Monosaccharide wie beispielsweise Glucose, Fructose, Mannose etc. können selektiv umgesetzt werden. Die Reaktion mit Galactose ist weniger selektiv und resultiert in einer größeren Mischung aus Mono- und Diestern.
- Mit dem patentierten Verfahren können verschiedene Fettsäuren mit unterschiedlicher Kettenlänge, vorzugsweise von C8 bis C22 verwendet werden. Die Säurekette kann gesättigt oder ungesättigt, linear oder verzweigt (d. h. Octansäure, Hexadecansäure, Ölsäure etc.) sein. Eine Mischung aus Fettsäuren kann auch verwendet werden (d.h. industrielle Säuren aus Kokosnuss, Soja, Mais, Baumwollsamen etc.). Die direkte Verwendung von Ethylestern von Fettsäuren ist weniger wirksam in diesen Verfahren.
- Hohe Temperaturen sind nicht erforderlich; es werden mildere Temperaturen (0 bis 60 °C) verwendet.
- Das Verfahren wird katalysiert durch lipolytische Enzyme aus Hefe oder mit tierischem, vegetabilem, bakteriellem oder pilzlichem Ursprung. Dies kann in nativer Form, immobilisiert auf einem inerten Träger und/oder chemisch modifiziert sein, oder kann durch Gentechnologie erhalten werden. Auf diese Weise wurden hohen Ausbeuten erhalten mit immobilisierten Lipasen von Candida antartica (Novozim 435) und Mucor miehie (Lipazyme IM) hergestellt von der Firma Novo Industria A/S, wobei sich Novozim 435 als sehr wirksam erwies.
- Das Verfahren wird so durchgeführt, dass eine selektive Veresterung von primären Hydroxyl-Gruppen des Polyols oder Monosaccharids ohne Veränderung der sekundären Hydroxyl-Gruppen, diese Moleküle erreicht wird.
- Das Wasser in dem Reaktionsgemisch wird zwischen 0,001 und 5% Gewicht/Gewicht gehalten.
- Das Lösungsmittel ist Aceton.
- Der Fettsäuregehalt liegt über 100 mM und weist einen molaren Überschuss des 1,5-Fachen desjenigen des Zucken auf.
- Das Werfahren sollte in einem kontinuierlich-gerührten Tankdurchgeführt werden. Die erforderliche Menge an Enzym hängt von der spezifischen Aktivität der verwendeten Enzymzubereitung ab.
- Die Erfindung wird speziell durch die nachfolgenden Beispiele beschrieben:
- Beispiel
1 - Synthese von Glucose-6-monolaureat
- Beispiel A
- 2 ml Aceton wurden dem Reaktor zugesetzt, der 100 mg Novozim 435, 60 mg Glucose und 200 mg Laurinsäure enthielt. Die Reaktion wurde durchgeführt unter mildem kontinuierlichem Rühren bei 40 °C und Wasser wurde kontinuierlich von dem Reaktionsmedium entfernt. 121 mg Glucose-6-monolaureat wurden nach 3 Tagen der Reaktion erhalten, was einer Ausbeute von 99% entsprach.
- Beispiel B
- 8 g Novozim 435, 5 g Glucose und 16,7 g Laurinsäure wurden zu 160 ml Aceton zugesetzt. Nach 5 Tagen milden Rührens bei 40°C mit konstanter Entfernung von Wasser aus der Reaktionsmischung wurden 9,6 g Glucose-6-monolaureat (98% Ausbeute) erhalten.
- Beispiel C
- 80 g Novozim 435, 50 g Glucose und 167 g Laurinsäure wurden zu 1,6 1 Aceton zugesetzt. Nach 6 Tagen milden Rührens bei 40 °C und kontinuierlichem Entfernen von Wasser aus dem Reaktionsmedium wurden 90 g Glucose-6-monolaureat erhalten (90% Ausbeute).
- Beispiel 2
- Reaktion zwischen Sorbitol und Fettsäuren, die aus der Hydrolyse von Olivenöl erhalten wurden
- 60 mg Sorbitol, 480 mg einer Mischung aus Fettsäuren und 100 mg Novozim 435 wurden zu 2 ml Aceton zugesetzt. Die Reaktion wurde unter kontinuierlichem mildem Rühren durchgeführt und Wasser wurde kontinuierlich von dem Medium entfernt, das für 6 h bei 40 °C und später bei 10 °C gehalten wurde. 234 mg, 1,6-Sorbitoldiester und 8 mg Monoester, entsprechend einer Ausbeute von 94% bzw. 2%, wurden erhalten.
- Beispiel 3
- Reaktion zwischen Mannose und Laurinsäure
- Diese Reaktion verwendete 60 mg Mannose und 200 mg Laurinsäure in 2 ml Aceton in Gegenwart von 100 mg Novozim 435. Die Reaktionsmischung wurde bei 60°C und unter kontinuierlichem mildem Rühren gehalten, und Wasser wurde kontinuierlich aus der Reaktionsmischung entfernt. 107 mg Monoester und 18 mg Diester wurden nach 15 Stunden erhalten. Die Ausbeuten betrugen 90% bzw. 10%.
Claims (13)
- Verfahren zur selektiven Herstellung von teilweise acylierten Monosaccharid- und linearen Polyol-Derivaten, welche nur im Hinblick auf ihre primären Hydroxyle verestert sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das Herstellen eines Reaktionsgemisches aus einem linearen Polyol oder einem Monosaccharid mit Ausnahme von Galactose, einer Fettsäure oder einem Fettsäurengemisch und einem Lösungsmittel, und das Inkontaktbringen des Reaktionsgemisches mit einer Lipase, und das kontinuierliche Entfernen von Wasser, das während des Verfahrens gebildet wird, wobei das Verfahren bei einer Reaktionstemperatur zwischen 0° und 60°C durchgeführt wird; das Wasser in dem Reaktionsgemisch zwischen 0,001 und 5% Gew./Gew. gehalten wird; die Fettsäure oder das Fettsäurengemisch in einer Konzentration von mehr als 100 mM und in einem mindestens 1,5fachen molaren Überschuss, bezogen auf das Polyol oder das Monosaccharid, zugegeben wird, das Verfahren so durchgeführt wird, dass eine selektive Veresterung von primären Hydroxylen des Polyols oder Monosaccharids ohne Veränderung der sekundären Hydroxyle davon erreicht wird; das Lösungsmittel Aceton ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lipase ausgewählt ist aus der Gruppe von immobilisierten Lipasen von Candida antartica und Mucor miehie.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fettsäurengemisch C8-C22-Fettsäuren mit einer linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Kette umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fettsäure Laurinsäure ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fettsäure ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Octansäure, Hexadecansäure und Ölsäure.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fettsäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Industriesäuren aus Kokosnuss, Soja und Baumwollsamen.
- Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Gemisch mindestens eine der folgenden Säuren umfasst: Octansäure, Hexadecansäure und Ölsäure.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gemisch mindestens eine Industriesäure aus der Gruppe bestehend aus Kokosnuss, Soja und Baumwollsamen umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reaktionstemperatur 0–40°C beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Reaktionstemperatur 40°C beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Monosaccharid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glucose, Mannose und Fructose.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das lineare Polyol Sorbitol ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Polyol Sorbitol ist, ein Fettsäurengemisch, das durch Hydrolyse von Olivenöl erhalten wird, verwendet wird und das Reaktionsgemisch 6 h bei einer Temperatur von 40°C gehalten wird und danach bei 10°C gehalten wird.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES9602091 | 1996-10-04 | ||
| ES09602091A ES2114506B1 (es) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | Procedimiento de preparacion selectiva de derivados de monosacaridos y polioles parcialmente acilados. |
| PCT/ES1997/000240 WO1998015640A1 (es) | 1996-10-04 | 1997-10-01 | Procedimiento de preparacion selectiva de derivados de monosacaridos y polioles parcialmente acilados |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69720514D1 DE69720514D1 (de) | 2003-05-08 |
| DE69720514T2 true DE69720514T2 (de) | 2004-03-04 |
Family
ID=8296229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69720514T Expired - Fee Related DE69720514T2 (de) | 1996-10-04 | 1997-10-01 | Verfarhren zur herstellung von teilweise acylierten derivativen von monosacchariden und polyolen |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6200784B1 (de) |
| EP (1) | EP0945516B1 (de) |
| AT (1) | ATE236265T1 (de) |
| AU (1) | AU4385697A (de) |
| BR (1) | BR9712201A (de) |
| DE (1) | DE69720514T2 (de) |
| DK (1) | DK0945516T3 (de) |
| ES (2) | ES2114506B1 (de) |
| PT (1) | PT945516E (de) |
| WO (1) | WO1998015640A1 (de) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2827192B1 (fr) * | 2001-07-13 | 2004-06-04 | Cognis France Sa | Preparations contenant des agents tensio-actifs non ioniques comme agents d'extraction |
| US8652064B2 (en) * | 2008-09-30 | 2014-02-18 | Covidien Lp | Sampling circuit for measuring analytes |
| JP5909181B2 (ja) | 2009-07-29 | 2016-04-26 | リサーチ ファウンデイション オブ ザ シティー ユニヴァーシティ オブ ニューヨーク | 両親媒性エステルによる疎水性液体の増粘方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6138062A (ja) | 1984-07-30 | 1986-02-24 | ナショナル住宅産業株式会社 | 床構造 |
| JPS62195292A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-28 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | リパ−ゼを用いる脂肪酸エステルの製法 |
| JPS62289190A (ja) * | 1986-06-05 | 1987-12-16 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | リパ−ゼを用いる脂肪酸エステルの製法 |
| JPS63192324A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-08-09 | ニチアスセラテック株式会社 | ロツクウ−ル細粒綿 |
| GB8806691D0 (en) | 1988-03-21 | 1988-04-20 | Cerestar Holding Bv | Surface active compounds & process for their preparation |
| FR2652587B1 (fr) | 1989-10-03 | 1992-01-31 | Pernod Ricard | Procede de synthese du cis-3-hexene-1-ol a partir d'acide gras insature. |
| US5508182A (en) * | 1991-02-13 | 1996-04-16 | Schneider; Manfred P. | Esterification of hydrophilic polyols by adsorption onto a solid support and employing a substrate-immiscible solvent |
| EP0506159A1 (de) * | 1991-03-19 | 1992-09-30 | Unichema Chemie B.V. | Veresterungsverfahren |
-
1996
- 1996-10-04 ES ES09602091A patent/ES2114506B1/es not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-10-01 PT PT97942040T patent/PT945516E/pt unknown
- 1997-10-01 BR BR9712201-7A patent/BR9712201A/pt not_active Application Discontinuation
- 1997-10-01 ES ES97942040T patent/ES2196365T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-01 EP EP97942040A patent/EP0945516B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-01 DE DE69720514T patent/DE69720514T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-01 AU AU43856/97A patent/AU4385697A/en not_active Abandoned
- 1997-10-01 AT AT97942040T patent/ATE236265T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-10-01 US US09/269,997 patent/US6200784B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-01 WO PCT/ES1997/000240 patent/WO1998015640A1/es active IP Right Grant
- 1997-10-01 DK DK97942040T patent/DK0945516T3/da active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0945516A1 (de) | 1999-09-29 |
| DE69720514D1 (de) | 2003-05-08 |
| WO1998015640A1 (es) | 1998-04-16 |
| ES2114506A1 (es) | 1998-05-16 |
| ATE236265T1 (de) | 2003-04-15 |
| US6200784B1 (en) | 2001-03-13 |
| PT945516E (pt) | 2003-08-29 |
| ES2196365T3 (es) | 2003-12-16 |
| EP0945516B1 (de) | 2003-04-02 |
| BR9712201A (pt) | 2002-05-21 |
| ES2114506B1 (es) | 1999-02-01 |
| AU4385697A (en) | 1998-05-05 |
| DK0945516T3 (da) | 2003-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Otto et al. | Production of sophorolipids from whey: II. Product composition, surface active properties, cytotoxicity and stability against hydrolases by enzymatic treatment | |
| DE3430944C2 (de) | ||
| DE2246002C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines wasserunlöslichen Enzympräparates und seine Verwendung zur Durchführung biotechnischer Reaktionen | |
| Cao et al. | Lipase‐catalyzed solid phase synthesis of sugar esters | |
| EP0593524B1 (de) | Verfahren zur herstellung von fettsäureniedrigalkylestern | |
| DE2905295C2 (de) | ||
| DE3545056C2 (de) | ||
| DE3248167C2 (de) | ||
| DE4429018C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Enzyme immobilisierenden Trägers, Träger aus regeneriertem porösen Chitosan in Teilchenform und Verwendung des Trägers | |
| DE69720514T2 (de) | Verfarhren zur herstellung von teilweise acylierten derivativen von monosacchariden und polyolen | |
| DE2905252A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines glycolipidmethylesters | |
| DE69815179T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von D-Glucoronsäurelacton | |
| EP0965645A2 (de) | Fettsäurepartialester von Polyolen | |
| EP0507278A2 (de) | Immobilisierter Biokatalysator, dessen Herstellung und Verwendung zur Estersynthese in einem Säulenreaktor | |
| EP1642891A1 (de) | Verfahren zur enzymatischen Synthese von Pyroglutaminsäureestern | |
| EP0924301B1 (de) | Enzymatische Herstellung von regioselektiven Fettsäureestern der Ascorbinsäure | |
| EP1576078B1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von biomethanoldiesel | |
| JPH06100581A (ja) | ソホロリピッド誘導体 | |
| DE19626943A1 (de) | Enzymkatalytisches Verfahren zur Herstellung von Monocarbonsäureestern der Mono-, Di- oder Oligosaccharide | |
| EP0759926B1 (de) | Verfahren zur herstellung von arabinonukleosiden | |
| Arcos Jiménez et al. | Process for the selective preparation of partially acylated derivatives of monosaccharides and polyols | |
| EP1223223A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von D- oder L-Menthol | |
| WO1994012651A1 (en) | Enzymatic synthesis of sugar alcohol esters | |
| EP0254243A2 (de) | Chirale Synthesebausteine aus prochiralem Glycerin | |
| EP0530671B1 (de) | Verfahren zur enzymatischen Herstellung isomerenreiner Isosorbid-2- und 5-monoester sowie deren Überführung in Isosorbid-2- und 5-nitrat |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |