DE69815179T2

DE69815179T2 - Verfahren zur Herstellung von D-Glucoronsäurelacton

Info

Publication number: DE69815179T2
Application number: DE69815179T
Authority: DE
Inventors: Toshiki Hiroshima-shi Tsuchioka; Tadashi Yamaguchi; Kunihiko Yuuen; Hiroto Okayama-shi Chaen
Original assignee: Chugoku Kayaku KK; Hayashibara Biochemical Laboratories Co Ltd
Current assignee: Chugoku Kayaku KK; Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2018-03-11
Also published as: EP0864580B1; US5912361A; DE69815179D1; KR19980080086A; JP4153057B2; EP0864580A3; TW476759B; JPH10251263A; EP0864580A2; KR100538682B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von D-Glucuronolacton, genauer gesagt ein Verfahren zum Herstellen von D-Glucuronolacton durch Oxidieren von Trehalose und dann dem Hydrolysieren der oxidierten Trehalose.
Verschiedene Verfahren sind bekannt dafür, in der Lage zu sein, D-Glucuronolacton zu produzieren und viele Patentanmeldungen wurden in diesem Bereich eingereicht. Gemäß eines bereits kommerzialisierten Verfahrens wird Stärke mit Salpetersäure oxidiert und anschließend hydrolysiert, um D-Glucuronolacton hervorzubringen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß Stickstoffmonoxid ohne Oxidierungskraft in dem Produktionsverfahren aufschäumt, um mit dem Voranschreiten einer homogenen Oxidationsreaktion zu interferieren und möglicherweise die Ausbeute an D-Glucuronolacton zu senken. Zusätzlich verursacht das aufschäumende Stickstoffmonoxid eine kubische Expansion des Reaktionsgemisches und benötigt daher einen Reaktor mit höherer Kapazität. Weitere Verfahren zum Herstellen von D-Glucuronolacton werden in den japanischen Patentveröffentlichungs-Nrn. 25958/1967 und 5882/1968 beschrieben. Diese Verfahren haben das Problem des schäumenden Stickstoffmonoxids gelöst aber andererseits wurde keine Verbesserung hinsichtlich der Ausbeute an D-Glucuronolacton erzielt, die nur ungefähr 10 bis 15 beträgt.
Die japanische Patentveröffentlichungs-Nr. 7325/1969 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von D-Glucuronolacton mit den Schritten des Schützens der Glucose an der C-1-Position, dem Oxidieren der C-Position und dem anschließenden Hydrolysieren (Entschützen) der oxidierten Glucose. Die Ausbeute an D-Glucuronolacton, die durch dieses Verfahren hergestellt werden kann, ist jedoch noch immer niedrig (ca. 10 bis 20%) und zusätzlich ist der Gesamtproduktionsprozeß kompliziert.
Aus GB-A-670929 ist die Herstellung von Glucuronsäure durch die Oxidierung von Trehalose bekannt. Die Rückgewinnung von Glucuronsäure γ-Lacton aus Reaktionsgemischen wird in GB A 727471 beschrieben. Es gibt in diesen Dokumenten jedoch keine Beschreibung, um eine besonders hohe Ausbeute an Glucuronolacton zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung wurde unter diesen Umständen und Zielen des Zurverfügungstellens eines Verfahrens zum Herstellen von D-Glucuronolacton, welche eine hohe Ausbeute hervorbringt und, die in industriellem Maßstab leicht implementiert werden kann, vollendet.
Dieses Ziel der Erfindung kann durch ein Verfahren zum Herstellen von D-Glucuronolacton erreicht werden, das die Schritte des Oxidierens von Trehalose umfaßt, wobei die Trehalose in Gegenwart von einem oder mehreren Oxidationskatalysatoren oxidiert wird, die aus Platinoxid, Platin-auf-Kohlenstoff, Vanadiumoxid und Palladium-auf-Kohlenstoff, dann dem Hydrolysieren der oxidierten Trehalose um D-Glucuronolacton zu bilden und selbiges zu gewinnen. Die Abfolge der Reaktionen, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von D-Glucuronolacton stattfinden wird, ist unten in dem Schema 1 gezeigt (vorausgesetzt, daß die erste Reaktion mit α,α-Trehalose beginnt). Schema 1
Trehalose (chemische Formel = C₁₂H₂₂O₁₁; Molekulargewicht = 342,30) ist lange als ein nicht-reduzierendes Disaccharid bekannt, das D-Glucose als Zuckerbestandteil umfaßt und in Abhängigkeit von der Art der Glucosid-Bindung in drei Trehalose-Isomeren existiert; α,α-Trehalose, α,β-Trehalose und β,β-Trehalose. Die Quelle und der Ursprung der Trehalose, die in der Erfindung verwendet wird, ist auf keine Weise begrenzt. D. h. daß die anwendbare Trehalose ein Extrakt aus Bakterien, Pilzen, Algen oder Insekten sein kann oder aus Maltose durch die Einwirkung eines komplexen Enzymsystems, das aus Maltosephosphorylase und Trehalosephosphrylase besteht, erhalten werden kann; alternativ dazu kann Maltose direkt mit einem Maltose-Trehalose-Umwandlungsenzym umgewandelt werden, oder ein Teilhydrolysat der Stärke kann enzymatisch saccharifiziert werden. Vom ökonomischen Standpunkt aus gesehen, selbst, welche ein Produzieren von D-Glucuronolacton von hoher Qualität und niedrigen Kosten benötigt, kann die Trehalose die entweder in dem dritten oder vierten Verfahren hergestellt wird, mit einem geeigneten Verfahren zum Herstellen von Trehalose einer höheren Reinheit gereinigt werden und diese wird wünschenswerterweise als Ausgangstrehalose verwendet.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen von Trehalose kann wie folgt vonstatten gehen. Stärke wird mit einer Säure und/oder α-Amylase gelatinisiert und verflüssigt, um ein Teilhydrolysat reduzierter Stärke herzustellen, umfassend ein Malto-Oligosaccharid in dem der Polymerisierungsgrad der Glucose 3 oder mehr ist, wie beispielsweise dargestellt durch Maltotriose, Maltotetrose, Maltopentose und Maltohexose; dann wird dem nicht-reduzierenden Saccharid-erzeugenden Enzym, das in den japanischen Patentveröffentlichungsoffenbarungen mit den Nrn. 143876/1995, 322883/1985, 66188/1996 und 84588/1996 veröffentlicht ist, ermöglicht auf das Stärkehydrolysat einzuwirken, um es in ein nicht-reduzierendes Saccharid mit einer terminalen Trehalose-Struktur umzuwandeln; anschließend wird dem Trehalose-freisetzendem Enzym das in den japanischen Patentoffenbarungen Nrn. 298880/1995, 213283/1995 und 66187/1996 und der Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 189760/1995 offenbart ist, ermöglicht auf das erhaltene nicht-reduzierte Saccharid einzuwirken, so daß die Trehalose aus letzterem freigesetzt wird. Dem nicht-reduzierenden Saccharid-erzeugenden Enzym und dem Trehalose-erzeugenden Enzym kann entweder gleichzeitig oder nacheinander ermöglicht werden auf das nicht-reduzierte Saccharid einzuwirken. Der Trehalose-Gehalt des Produktes wird weiter durch Verwendung der zwei Enzyme in Kombination mit einem Stärke-entzweigenden Enzym wie einer Isoamylase oder einer Pullulanase erhöht. Um eine direkte Umwandlung von Maltose in Trehalose zu bewirken, kann dem Maltose-Trehalose-Umwandlungsenzym, das in der japanischen Patentveröffentlichungs-Nr. 170977/1995, 263/1996, der Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 187901/1994 und der japanischen Patentveröffentlichungs-Offenbarungsnr. 149980/1996 offenbart ist, ermöglicht werden, entweder auf die Maltose- oder eine Zuckerzusammensetzung, die Maltose enthält, einzuwirken. Falls Trehalose höherer Reinheit benötigt wird, kann das Produkt des oben beschriebenen Verfahrens einer Säulenchromatographie unter Verwendung eines salzartigen starken kationischen Austauschharzes in einem Festbett, einem Fließbett oder einem Pseudofließbett unterworfen werden, so daß Fraktionen von hohem Trehalose-Gehalt gewonnen werden. Das so erhaltene Produkt und die Fraktionen enthalten mindestens 70% Trehalose im Feststoff und sind für die Verwendung als Rohmaterial für die Herstellung von D-Glucuronolacton geeignet.
Um oxidiert zu werden, wird die Trehalose in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst, z. B. mindestens einem Lösungsmittel ausgewählt aus Wasser und geradkettigen und verzweigtkettigen niederen Alkoholen wie beispielsweise Methanol, Ethanol, Butanol und Isopropylalkohol und anschließend wird mindestens ein bekanntes Oxidationsmittel, ausgewählt aus anorganischen Stickstoff-Verbindungen wie Salpetersäure, salpetrige Säure und Salze davon, Metallverbindungen wie Mangan, Chrom und Bleiverbindungen, Halogenen, anorganischen Halogen-Verbindungen, Sauerstoffspezies wie beispielsweise Luft, Sauerstoff und Ozon, Peroxiden wie Peroxonsäure und organischen Verbindungen wie Nitrobenzin hinzugegeben, um die Trehalose zu oxidieren.
Die Trehaloseoxidierung wird in Gegenwart eines Oxidationskatalysators durchgeführt, d. h. Platinoxid, Platin-auf-Kohlenstoff, Vandaiumoxid oder Vanadium-auf-Kohlenstoff, welche verwendet werden, die Oxidationsreaktion zu beschleunigen. Vom industriellen Standpunkt aus, insbesondere wenn die Leichtigkeit der Handhabung und die Ausbeute der oxidierten Trehalose in betracht gezogen werden, kann Wasser vorzugsweise als Lösungsmittel verwendet werden, Sauerstoff, Ozon oder Luft als Oxidationsmittel und Platinoxid oder Platin-auf-Kohlenstoff als Oxidationskatalysator.
Die Oxidationsreaktionstemperatur sollte hoch genug sein, um das Voranschreiben der Reaktion zu ermöglichen aber unzureichend, um die Trehalose, oxidierte Trehalose und D-Glucuronolacton zu zersetzen; typischerweise liegt die Oxidationsreaktionstemperatur ausgewählt im Bereich von 0 bis 200°C, bevorzugt bei ungefähr 20 bis 150°C, mehr bevorzugt bei ca. 40 bis 130°C, am meisten bevorzugt bei ca. 60 bis 100°C. Die Dauer der Oxidationsreaktion hängt von dem verwendeten Oxidationsmittel und der Temperatur ab und liegt typischerweise im Bereich von ca. 1 bis 150 Stunden, bevorzugt ca. 5 bis 80 Stunden, mehr bevorzugt ca. 10 bis 30 Stunden. Die Oxidationsreaktion wird bevorzugt mit einer pH-Einstellung durchgeführt, welche wirksamerweise mit einem pH-Wert gemacht wird, der typischerweise in dem Bereich von 5 bis 10, bevorzugt 6 bis 9, noch bevorzugter 7 bis 8 liegt. Jede Base, die nicht mit der Reaktion interferiert, kann für die Einstellung des pH-Werts verwendet werden. Beispiele, die verwendet werden können, schließen Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Calciumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Magnesiumhydroxid, Eisenhydroxid, Ammoniak und Alkylamine (z. B. Trimethylamin, Triethylamin, Dimethylamin, Diethylamin, Monomethylamin, Monoethylamin usw.) ein.
Vom industriellen Standpunkt aus gesehen werden Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Calciumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat und Kaliumhydrogencarbonat bevorzugt verwendet.
Gemäß der gerade oben beschriebenen Oxidationsreaktion kann oxidierte Trehalose in hoher Ausbeute von mindestens 95% bezogen auf die im Rohmaterial verwendete Trehalose hergestellt werden.
Die Hydrolyse der oxidierten Trehalose kann leicht durch das Umsetzen mit einem oder mehreren Hydrolysatoren durchgeführt werden, die aus Säuren wie beispielsweise Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure und Tosylsäure in einem oder mehreren Lösungsmitteln ausgewählt werden, ausgewählt aus Wasser und geradkettigen oder verzweigtkettigen niedrigeren Alkoholen wie Methanol, Ethanol, Butanol und Isopropylalkohol. Weitere Verfahren der Hydrolyse schließen die Verwendung von Hydrolasen ein. Die Temperatur während der Hydrolyse, die von der Hydrolase abhängt, die verwendet wird ist ausgewählt aus dem Bereich von ca. 0 bis 200°C, bevorzugt ca. 20 bis 150°C, mehr bevorzugt ca. 40 bis 130°C, am meisten bevorzugt ca. 60 bis 100°C. Die Dauer der Hydrolyse wird typischerweise aus dem Bereich von ca. 1 bis 150 Stunden, bevorzugt ca. 5 bis 80 Stunden, mehr bevorzugt ca. 5 bis 10 Stunden ausgewählt. Abhängig von ihrer Art wird den Hydrolasen im allgemeinen ermöglicht, für ca. 1 bis 150 Stunden, bevorzugt ca. 5 bis 100 Stunden, mehr bevorzugt ca. 10 bis 48 Stunden zu wirken. Das so erhaltene Reaktionsprodukt, das D-Glucuronolacton enthält, kann typischerweise als solches verwendet werden, nachdem die nicht-umgesetzten Reaktionsmittel und/oder die Lösungsmittel durch Filtrieren, Extraktion, Fest-Flüssig-Trennung, Fraktionspräzipitation, Dialysedestillierung usw. abgetrennt werden. Falls D-Glucuronolacton von höherer Reinheit benötigt wird, können Techniken die gewöhnlich in dem Gebiet zum Reinigen von Zuckern oder Zucker-Derivaten verwendet werden, benutzt werden, wie beispielhaft angegeben durch Dünnschichtchromatographie, Säulenchromatographie, Ionenaustausch-Chromatographie, Gaschromatographie, Destillierung und Kristallisierung; diese Reinigungstechniken können notfalls in Kombination angewendet werden. Es sollte bemerkt werden, daß Trehalose acht rektive Radikale in einer typischen Substitutionsreaktion zur Verfügung stellt, in der eine nicht-ionomere Hydroxyl-Gruppe ein Hauptteilnehmer ist. Das bedeutet, daß abhängig von der von den Reaktionsbedingungen eine Zusammensetzung hergestellt werden kann, die nicht nur D-Glucuronolacton enthält, sondern auch unterschiedliche Anteile an Trehalose-Derivaten. Solch eine Zusammensetzung kann typischerweise als solche verwendet werden, aber falls notwendig, kann eine oder mehrere der Reinigungstechniken, die oben erwähnt wurden, vor der Verwendung angewendet werden, um nur das D-Glucuronolacton zu isolieren.
Die oben beschriebene Abfolge von Reaktionen ermöglicht D-Glucuronolacton in Ausbeuten von ca. 30 bis 40% oder selbst höher, bezogen auf die Trehalose die in dem Rohmaterial verwendet wird, herzustellen. Diese Werte sind zwei- oder viermal oder sogar noch höher als die die im Stand der Technik erreicht wurden.
Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte D-Glucuronolacton hat eine Reinheit die dem D-Glucuronolacton, das mit konventionellen bekannten Verfahren hergestellt wurde, gleich oder höher ist, und daher geht es einher mit der konventionellen Fassung, die in verschiedenen Bereichen einschließlich der Lebensmittel-, Kosmetik- und pharmazeutischen Industrie mit der einhergehenden Gift-entfernenden oder -verringernden Wirkung, einer die Leberfunktion steigernden Wirkung, einem müdigkeitsverringernden Effekt und einer antirheumatischen Wirkung eine intensive Verwendung als Substanz findet. Beispiele für die vorliegende Erfindung werden nun im Detail beschrieben.
Beispiele
Beispiel 1: Herstellung von D-Glucuronolacton
Beispiel 1-1: Herstellung von oxidierter Trehalose
300 g (793 mmol) an α,α-Trehalose, 180 g an 5% Platin-auf-Kohlenstoff und 3 l Wasser wurden in ein 4 l- Glasreaktionsgefäß geladen, das mit einem Thermometer und einem Rückflußkondensator ausgerüstet ist. Sobald die Mischung bei 60°C unter Rühren refluxiert wurde, wurde eine Umsetzung für 24 Stunden unter Einleiten von Sauerstoff durchgeführt. Nach dem Ende der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch mit Natriumbicarbonat neutralisiert und filtriert, um das Platin aus Kohlenstoff zu entfernen; anschließend wurde das Lösungsmittel unter Vakuum abdestilliert, um 315 g eines hellgelben Pulvers zu ergeben. Die Analyse mittels Hochleistungsflüssigchromatographie zeigte, daß das Produkt α-D-Glucuronyl-α-D-glucuronsäurenatriumsalz (oxidierte Trehalose) in einer Menge von 96%, bezogen auf die Ausgangstrehalose enthielt.
Beispiel 1-2: Herstellung von D-Glucuronolacton aus oxidierter Trehalose
Ein Teil (1,48 g, 3,57 mmol) der oxidierten Trehalose die in Beispiel 1-1 hergestellt wurde und 20 ml Wasser wurden in einem 50 ml Glasreaktionsgefäß gegeben, das mit einem Thermometer und einem Rückflußkondensator ausgerüstet ist. Nach der Zugabe von 1,18 g (11,6 mmol) an konzentrierter Schwefelsäure wurde das Gemisch bei 80°C unter Rühren refluxiert, während die Reaktion für 6 Stunden voranschritt. Nach dem Ende der Reaktion wurden die Unlöslichkeiten in dem Reaktionsgemisch abfiltriert und das Filtrat wurde unter Verwendung einer Säule deionisiert, die mit einem Ionenaustauschharz gepackt war. Das Lösungsmittel wurde unter Vakuum abdestilliert, um 518 mg eines weißen Kristalls hervorzubringen. Die Analyse mittels Hochleistungsflüssigchromatographie zeigte, daß das Produkt 2,91 mmol an D-Glucuronolacton in einer Ausbeute von 35,0%, bezogen auf die Ausgangstrehalose enthielt.
Beispiel 2: Herstellung von D-Glucuronolacton
Beispiel 2-1: Herstellung von oxidierter Trehalose
5 g (13,2 mmol) an α,β-Trehalose, 1,0 g an Platinoxid und 100 ml Wasser wurden in ein 200 ml-Glasreaktionsgefäß gegeben, das mit einem Thermometer und einem Rückflußkondensator ausgerüstet war. Sobald das Gemisch bei 60°C unter Rühren refluxiert wurde, wurde die Reaktion für 24 h unter Einleiten von Sauerstoff durchgeführt. Nach dem Ende der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch mit Natriumbicarbonat neutralisiert und abfiltriert, um das Platinoxid zu entfernen; anschließend wurde das Lösungsmittel unter Vakuum abdestilliert, um 5,22 g eines hellgelben Pulvers zu ergeben. Die Analyse mittels Hochleistungsflüssigchromatographie zeigte, daß das Produkt aus α-D-Glucuronyl-β-D-glucuronsäurenatriumsalz (oxidierte Trehalose) mit einer Ausbeute von 95,5%, bezogen auf die Ausgangstrehalose bestand.
Beispiel 2-2: Herstellung von D-Glucuronolacton aus oxidierter Trehalose
Ein Teil (1,48 g, 3,57 mmol) der oxidierten Trehalose, die in Beispiel 2-1 hergestellt wurde und 20 ml Wasser wurden in ein 50 ml-Glasgefäß gegeben, das mit einem Thermometer und einem Rückflußkondensator ausgerüstet ist. Nach der Zugabe von 2,64 g (2,69 mmol) an konzentrierter Salzsäure wurde das Gemisch bei 100°C unter Rühren refluxiert, während die Reaktion für 6 Stunden ablief. Nach dem Ende der Reaktion wurden die Unlöslichkeiten in dem Reaktionsgemisch abfiltriert und das Filtrat wurde unter Verwendung einer Säule deionisiert, die mit einem Ionenaustauschharz gepackt war. Das Lösungsmittel wurde unter Vakuum abdestilliert um 548 mg eines weißen Kristalls zu ergeben. Die Analyse mittels Hochleistungsflüssigchromatographie zeigte, daß das Produkt 3,08 mmol an D-Glucuronolacton in einer Ausbeute von 37,0%, bezogen auf die Ausgangstrehalose enthielt.
Beispiel 3: Herstellung von D-Glucuronolacton
Beispiel 3-1: Herstellung von oxidierter Trehalose
Eine spezifizierte Menge (4,99 g, 13,2 mmol) an β,β-Trehalose, 3,0 g an 5% Platin-auf-Kohlenstoff und 100 ml Wasser wurden in einen 200 ml-Glasreaktor gegeben, der mit einem Thermometer und einem Rückflußkondensator ausgerüstet ist. Sobald das Gemisch bei 70°C unter Rühren refluxiert wurde, wurde eine Reaktion für 24 h unter Einleiten von Luft durchgeführt. Nach dem Ende der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch mit Natriumbicarbonat neutralisiert und filtriert, um das Platin auf Kohlenstoff zu entfernen; anschließend wurde das Lösungsmittel unter Vakuum abdestilliert, um 5,29 g eines hellgelben Pulvers zu ergeben. Die Analyse mittels Hochleistungschromatographie zeigte, daß das Produkt β-D-Glucuronyl-β-D-glucuronsäurenatriumsalz (oxidierte Trehalose) in einer Menge von 97,5%, bezogen auf die Ausgangstrehalose enthielt.
Beispiel 3-2: Herstellung von D-Glucuronolacton aus oxidierter Trehalose
Ein Teil (1,48 g, 3,57 mmol) der oxidierten Trehalose, die in Beispiel 3-1 hergestellt wurde und 20 ml an Wasser wurden in ein 50 ml-Glasreaktionsgefäß geladen, das mit einem Thermometer und einem Rückflußkondensator ausgerüstet war. Nach der Zugabe von 2,64 mg (2,69 mmol) an konzentrierter Salzsäure wurde das Gemisch bei 100°C unter Rühren refluxiert, während die Reaktion für 6 h ablief. Nach dem Ende der Reaktion wurden die Unlöslichkeiten in dem Reaktionsgemisch abfiltriert und das Filtrat wurde deionisiert unter Verwendung einer Säule, die mit einem Ionenaustauschharz gepackt war. Das Lösungsmittel wurde unter Vakuum abdestilliert, um 548 mg eines weißen Kristalls zu ergeben. Die Analyse mittels Hochleistungsflüssigchromatographie zeigte, daß das Produkt 3,08 mmol an D-Glucuronolacton in einer Menge von 37,0%, bezogen auf die Ausgangstrehalose enthielt.
Beispiel 4: Herstellung von D-Glucuronolacton
Beispiel 4-1: Herstellung von oxidierter Trehalose
Wäßrige Kristalle von hoher Reinheit von α,α-Trehalose (2,50 g, 6,6 mmol), Vanadiumoxid (0,5 g) und Ethanol (50 ml) wurden in einem 100 ml Glasreaktionsgefäß gegeben, das mit einem Thermometer und einem Refluxkondensator ausgerüstet ist. Sobald die Mischung bei einer Temperatur von 40°C unter Rühren refluxiert wurde, wurde eine Umsetzung für 48 h unter Einleiten von Luft durchgeführt. Nach dem Ende der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch mit Natriumbicarbonat neutralisiert und filtriert, um Vanadiumoxid zu entfernen; anschließend wurde das Lösungsmittel abdestilliert um 2,61 g eines hellgelben Pulvers zu ergeben. Die Analyse durch Hochleistungschromatographie offenbarte, daß das Produkt α-D-Glucuronyl-α-D-glucuronsäurenatriumsalz (oxidierte Trehalose) in einer Ausbeute von 97,0%, bezogen auf die Ausgangstrehalose enthielt.
Beispiel 4-2: Herstellung von D-Glucuronolacton aus oxidierter Trehalose
Ein Teil (1,48 g, 3,57 mmol) der oxidierten Trehalose die in Beispiel 4-1 hergestellt wurde und 20 ml Wasser wurde in ein 50 ml-Glasreaktionsgefäß geladen, das mit einem Thermometer und einem Rückflußkondensator ausgerüstet ist. Nach der Zugabe von 2,64 g (2,69 mmol) an konzentrierter Salzsäure wurde das Gemisch bei 90°C unter Rühren refluxiert, während die Reaktion für 10 Stunden ablief. Nach dem Ende der Reaktion wurden die Unlöslichkeiten in dem Reaktionsgemisch abfiltriert und das Filtrat wurde unter Verwendung einer Säule, die mit einen Ionenaustauschharz gepackt war, deionisiert. Das Lösungsmittel wurde unter Vakuum abdestilliert umd 603 mg eines weißen Kristalls hervorzubringen. Die Analyse mittels Hochleistungschromatographie zeigte, daß das Produkt 3,39 mmol an D-Glucuronolacton in einer Ausbeute von 44% bezogen auf die Ausgangstrehalose enthielt.
Wie auf den vorhergehenden Seiten beschrieben wurde, verbessert die vorliegende Erfindung nicht nur die Ausbeute an D-Glucuronolacton, sie eliminiert auch das Schäumen des Produktionsprozesses von D-Glucuronolacton und daher ist die Durchlaufleistung des D-Glucuronolactons je batch bemerkenswert gesteigert um eine signifikante Verbesserung der Effizienz des Reaktionsgefäßes zu erreichen. Deswegen kann man gut und gerne sagen, daß das Verfahren der Erfindung zum Herstellen von D-Glucuronolacton ein industriell überlegener Ansatz ist, der eine viel höhere Effizienz bei der Produktion von D-Glucuronolacton beinhaltet als die gegenwärtig durchgeführten Verfahren.

Claims

Verfahren zur Herstellung von D-Glucuronolacton, das die Schritte der Oxidation von Trehalose, worin die Trehalose in Gegenwart von einem oder mehreren Oxidationskatalysatoren, ausgewählt aus Platinoxid, Platin-auf-Kohlenstoff, Vanadiumoxid und Palladium-auf-Kohlenstoff, oxidiert wird, und die anschliessende Hydrolyse der oxidierten Trehalose unter Bildung von D-Glucuronolacton und die Abtrennung desselben umfasst.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die Trehalose hergestellt wird, indem ein Enzym auf ein partielles Hydrolysat von Stärke und/oder Maltose einwirkt.
Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, worin die Trehalose wasserfreie oder wässrige Trehalose ist.
Verfahren gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Trehalose kristallin oder nicht-kristallin ist.
Verfahren gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Trehalose entweder mit einem oder mit mehreren Oxidationsmitteln, ausgewählt aus anorganischen Stickstoffverbindungen, anorganischen Metallverbindungen, Halogenen, anorganischen Halogenverbindungen, Sauerstoffspezies, anorganischen Peroxiden und organischen Verbindungen oder durch Elektrooxidation oder oxidative Fermentation oxidiert wird.
Verfahren gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Trehalose unter superatmosphärischen Druckbedingungen oxidiert wird.
Verfahren gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die oxidierte Trehalose unter Verwendung von einem oder mehreren Hydrolysierungsmitteln, ausgewählt aus Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Tosinsäure und Enzymen, hydrolysiert wird.