FR2688780A1 - Process for the selective oxidation of a saccharide - Google Patents

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    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/285Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with peroxy-compounds

Abstract

This process consists in reacting the said saccharide in aqueous solution with hydrogen peroxide and hydrobromic acid or bromine.

Description

PROCEDE D'OXYDATION SELECTIVE D'UN SACCHARIDE
La présente invention concerne un procédé d'oxydation sélective d'un saccharide comportant un groupe terminal réducteur aldéhydique ou hémiacétalique, dans lequel ledit groupe terminal est sélectivement oxydé respectivement en un groupe carboxylique(-CO2H-) ou en groupe lactone(-C02-).
PROCESS FOR SELECTIVE OXIDATION OF A SACCHARIDE
The present invention relates to a process for the selective oxidation of a saccharide comprising an aldehyde or hemiacetal reducing terminal group, in which said terminal group is selectively oxidized respectively to a carboxylic group (-CO2H-) or to a lactone group (-C02-) .

L'état de la technique comporte déjà de tels procédés d'oxydation sélective du groupe terminal hémiacétalique d'un saccharide, dans lesquels les groupes hydroxyle ne sont pas oxydés. The state of the art already includes such methods of selective oxidation of the hemiacetal end group of a saccharide, in which the hydroxyl groups are not oxidized.

Ainsi le brevet EP 0233816 (Roquette Frères) divulgue un procédé d'oxydation d'aldoses et notamment du
D-glucose en acides aldoniques correspondants, procédé dans lequel l'oxydation est réalisée en milieu alcalin, au moyen d'un gaz contenant de l'oxygène, en ayant recours à un catalyseur constitué d'au moins un des métaux des groupes
IV, V et VI et de palladium déposé sur support inerte De préférence lesdits métaux sont le bismuth, le plomb, l'antimoine, l'étain ou le sélénium.
Thus patent EP 0233816 (Roquette Frères) discloses a process for the oxidation of aldoses and in particular of
D-glucose to corresponding aldonic acids, process in which the oxidation is carried out in an alkaline medium, by means of a gas containing oxygen, using a catalyst consisting of at least one of the metals of the groups
IV, V and VI and palladium deposited on an inert support Preferably said metals are bismuth, lead, antimony, tin or selenium.

La demande de brevet EP 0232202 (Roquette Frères) divulgue un procédé d'oxydation sélective de di-, tri-, oligo- et polysaccharides comportant une fonction terminale réductrice, telle qu'on la trouve chez les aldoses, en acides polyhydroxycarboxyliques, procédé dans lequel l'oxydation est réalisée en milieu alcalin, au moyen d'un gaz contenant de l'oxygène, en présence d'un catalyseur à base de métal noble choisi dans le groupe constitué par le palladium, le platine, le rhodium et l'osmium, fixé sur support inerte, ledit catalyseur étant dopé à l'aide d'un ou plusieurs métaux des groupes IV, V ou VI de la classification périodique. Patent application EP 0232202 (Roquette Frères) discloses a process for the selective oxidation of di-, tri-, oligo- and polysaccharides comprising a terminal reducing function, as found in aldoses, to polyhydroxycarboxylic acids, process in which the oxidation is carried out in an alkaline medium, by means of an oxygen-containing gas, in the presence of a catalyst based on a noble metal chosen from the group consisting of palladium, platinum, rhodium and osmium, fixed on an inert support, said catalyst being doped using one or more metals from groups IV, V or VI of the periodic table.

Comme le rappellent les deux documents ci-dessus, les acides aldoniques et les acides polyhydroxycarboxyliques peuvent être avantageusement employés comme agents chélatants des métaux, comme agents destinés au lavage des articles en verre et en métaux ou comme additifs pour des détergents, médicaments ou encore comme additifs alimentaires. Ainsi le gluconate de sodium est utilisé pour le décapage des surfaces métalliques, comme retardateur de prise dans les liants hydrauliques et comme adjuvant pour les bétons. As recalled by the two documents above, aldonic acids and polyhydroxycarboxylic acids can advantageously be used as metal chelating agents, as agents intended for washing glass and metal articles or as additives for detergents, medicaments or even as food additives. Thus sodium gluconate is used for pickling metallic surfaces, as a setting retarder in hydraulic binders and as an admixture for concrete.

Les deux procédés ci-dessus comportent les inconvénients inhérents aux moyens mis en oeuvre pour leur réalisation. Tout d'abord ils nécessitent chacun des catalyseurs à base de métaux nobles, donc coûteux en investissement. Le dopage est effectué par des métaux lourds pouvant contrarier l'utilisation industrielle des produits obtenus notamment dans leur utilisation dans les domaines alimentaires ou pharmaceutiques. The two above methods have the drawbacks inherent in the means used to carry them out. First of all they each require catalysts based on noble metals, therefore costly in investment. Doping is carried out with heavy metals which can interfere with the industrial use of the products obtained, in particular in their use in the food or pharmaceutical fields.

L'hétérogénéité du milieu réactionnel nécessite la filtration du catalyseur avant toute récupération du produit final. Le gaz contenant de l'oxygène est insufflé dans le milieux alcalin ce qui peut entraîner la formation de mousses gênantes. Le milieu alcalin peut entraîner l'isomérisation de certains saccharides instables à des pH élevés. The heterogeneity of the reaction medium requires filtration of the catalyst before any recovery of the final product. Oxygen-containing gas is blown into the alkaline medium, which can cause annoying foam. The alkaline medium can cause isomerization of certain unstable saccharides at high pH.

H.S.Isbell et Coll.,J.Rés.Natl.Bur.,l932,8,327 et615;ibid.,1933,10,337;ibid.,1937,18,141;ont montré que le
D-glucose et d'autres aldohexoses et aldopentoses, sont directement oxydés par du brome, en solution aqueuse, pour donner des delta-lactones s'isomérisant en gamma-lactones thermodynamiquement plus stables.
HSIsbell et al., J.Rés.Natl.Bur., L932,8,327 and 615; ibid., 1933,10,337; ibid., 1937,18,141; have shown that the
D-glucose and other aldohexoses and aldopentoses, are directly oxidized by bromine, in aqueous solution, to give delta-lactones isomerizing into thermodynamically more stable gamma-lactones.

Cependant, cette oxydation par le brome présente l'inconvénient de nécessiter théoriquement une mole de Br2 par mole de fonction hémiacétalique à oxyder en lactone suivant la réaction -CH(OH)OR + Br2

Figure img00020001

2HBr + -C(O)-OR.However, this bromine oxidation has the drawback of theoretically requiring one mole of Br2 per mole of hemiacetal function to be oxidized to lactone according to the reaction -CH (OH) OR + Br2
Figure img00020001

2HBr + -C (O) -OR.

De plus, la formation de 2 moles de HBr par mole de composé lactonique a pour effet d'augmenter rapidement l'acidité du milieu réactionnel. In addition, the formation of 2 moles of HBr per mole of lactonic compound has the effect of rapidly increasing the acidity of the reaction medium.

D. Miljkovic et Coll., ZB Matice Srp. Prit. D. Miljkovic et al., ZB Matice Srp. Took.

Nanke, 1989, 77,89-93, décrivent l'oxydation du D-glucose par un mélange de peroxyde d'hydrogène et d'iode en tant que catalyseur, en présence de carbonate de calcium. Le meilleur rendement en D-gluconate de calcium (18,8 %) est obtenu pour un rapport molaire H202/D-glucose de 5/1.Nanke, 1989, 77, 89-93, describe the oxidation of D-glucose by a mixture of hydrogen peroxide and iodine as a catalyst, in the presence of calcium carbonate. The best yield of calcium D-gluconate (18.8%) is obtained for an H2O2 / D-glucose molar ratio of 5/1.

L'augmentation du rapport molaire provoque une diminution du rendement en D-gluconate de calcium résultant vraisemblablement d'une suroxydation de l'acide Dgluconique.The increase in the molar ratio causes a decrease in the yield of calcium D-gluconate probably resulting from an overoxidation of Dgluconic acid.

Par comparaison, le meilleur rendement obtenu par oxydation par l'iode en l'absence d'H202 a été de 59,5 % pour des rapports molaires D-glucose/I2/CaCO3 égaux à 1/1/2. By comparison, the best yield obtained by iodine oxidation in the absence of H2O2 was 59.5% for D-glucose / I2 / CaCO3 molar ratios equal to 1/1/2.

Ces auteurs ont constaté que le D-fructose n'était pas oxydé dans les conditions d'oxydation optimale du D-glucose par le mélange H2 02+12
Ces auteurs concluent en estimant que le rendement optimal en D-gluconate de calcium s'obtient pour une oxydation du D-glucose par une quantité stoechiométrique d'iode élémentaire à 900C pendant 3 heures, en milieu neutre.
These authors noted that D-fructose was not oxidized under the conditions of optimal oxidation of D-glucose by the mixture H2 02 + 12
These authors conclude by estimating that the optimal yield of calcium D-gluconate is obtained for an oxidation of D-glucose by a stoichiometric amount of elemental iodine at 900C for 3 hours, in neutral medium.

Ainsi la comparaison des rendements ci-dessus, soit 59,5 % pour l'oxydation par l'iode seulement et 18,8 % pour l'utilisation du couple I2/H202,indique clairement que l'iode seul est nettement plus performant que le mélange
H202 et iode.
Thus the comparison of the yields above, ie 59.5% for oxidation by iodine only and 18.8% for the use of the couple I2 / H202, clearly indicates that iodine alone is clearly more efficient than The mixture
H202 and iodine.

Le but de la présente invention est de définir un procédé d'oxydation sélective de la fonction terminale réductrice d'un saccharide, qui n'aurait pas les inconvénients évoqués ci-dessus, tout en conduisant à un rendement satisfaisant pour permettre un développement industriel. The object of the present invention is to define a process for the selective oxidation of the reducing terminal function of a saccharide, which would not have the drawbacks mentioned above, while leading to a satisfactory yield to allow industrial development.

Ce but est atteint selon la présente invention par un procédé d'oxydation sélective d'un saccharide comportant un groupe terminal réducteur aldéhydique ou hémiacétalique, dans lequel ledit groupe terminal est sélectivement oxydé respectivement en un groupe carboxylique (-CO2H) ou en un groupe lactonique (-COO-), caractérisé en ce qu'on fait réagir en solution aqueuse ledit saccharide avec du peroxyde d'hydrogène et un composé halogéné choisi parmi l'acide bromhydrique et le brome.  This object is achieved according to the present invention by a method of selective oxidation of a saccharide comprising an aldehyde or hemiacetalic reducing terminal group, in which said terminal group is selectively oxidized respectively to a carboxylic group (-CO2H) or to a lactonic group. (-COO-), characterized in that said saccharide is reacted in aqueous solution with hydrogen peroxide and a halogenated compound chosen from hydrobromic acid and bromine.

De manière inattendue, le fait de choisir le brome ou l'acide bromhydrique à la place de l'iode, en présence de H202, comme le montreront plus en détail les exemples qui vont suivre, permet d'obtenir de bien meilleurs rendements, même non-optimisés. C'est ainsi que le D-gluconate de calcium est obtenu avec un rendement non optimisé en produit recristallisé de 92 % par rapport au Dglucose mis en réaction. Unexpectedly, choosing bromine or hydrobromic acid instead of iodine, in the presence of H2O2, as will be shown in more detail in the examples which follow, makes it possible to obtain much better yields, even not optimized. This is how calcium D-gluconate is obtained with a non-optimized yield of recrystallized product of 92% relative to the Dglucose reacted.

De préférence, le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en maintenant le milieu réactionnel à un pH compris entre 0,5 et 7. De manière encore plus préférée le pH est maintenu entre 0,5 et 4. Preferably, the process according to the invention is carried out while maintaining the reaction medium at a pH of between 0.5 and 7. Even more preferably the pH is maintained between 0.5 and 4.

Avantageusement, la température du milieu réactionnel est maintenue entre 20 et 600C. Advantageously, the temperature of the reaction medium is maintained between 20 and 600C.

Préférentiellement le rapport molaire peroxyde d'hydrogène/brome est compris entre 1 et 200. Preferably, the hydrogen peroxide / bromine molar ratio is between 1 and 200.

D'une manière également préférée, le rapport molaire peroxyde d'hydrogène/HBr est compris entre 0,5 et 100. Also preferably, the hydrogen peroxide / HBr molar ratio is between 0.5 and 100.

Avantageusement, le rapport molaire du peroxyde d'hydrogène/ledit groupe terminal est compris entre 5 et 1. Advantageously, the molar ratio of hydrogen peroxide / said end group is between 5 and 1.

Le terme saccharide comprend les mono-, di-, polysaccharides solubles dans l'eau à des concentrations en poids comprises entre 50 et 200 g pour 100 g d'eau. Le saccharide est choisi d'une manière préférée parmi les aldopentoses, les aldohexoses, les disaccharides ou encore un hydrolysat d'amidon ayant un degré de polymérisation (DP) de 1 (par exemple le glucose) à un DP de 20, comme par exemple les sirops de glucose utilisés dans le brevet EP 0232202. The term saccharide includes mono-, di-, water-soluble polysaccharides at weight concentrations between 50 and 200 g per 100 g of water. The saccharide is chosen in a preferred manner from aldopentoses, aldohexoses, disaccharides or else a starch hydrolyzate having a degree of polymerization (DP) from 1 (for example glucose) to a DP of 20, such as for example glucose syrups used in patent EP 0232202.

La présente invention sera mieux comprise à l'aide des exemples suivants donnés à titre purement illustratif. The present invention will be better understood using the following examples given purely by way of illustration.

Le peroxyde d'hydrogène et l'acide bromhydrique sont introduits sous forme de solution aqueuse dont le titre (par exemple 30%) exprime la masse en grammes de H202 ,ou d'HBr pour 100 grammes de solution.  Hydrogen peroxide and hydrobromic acid are introduced in the form of an aqueous solution, the title of which (for example 30%) expresses the mass in grams of H 2 O 2, or of HBr per 100 grams of solution.

EXEMPLE 1
Oxvdation du D-glucose en acide D-qluconique
Dans une enceinte fermée (flacon à vis de 500 ml), du D-glucose (lOg, 55 mmol) est dissous dans une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène (30 % , 5 ml, 49 mmol) avec une agitation magnétique et à température ambiante de 200C. De l'acide bromhydrique (solution aqueuse à 40 %, 2 ml, 13,6 mmol) est ajouté en une fois, tout en poursuivant l'agitation. Après 24 heures, une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène est ajoutée (70 % , 2,5 ml, 68 mmol) et la réaction est poursuivie encore 24 heures.
EXAMPLE 1
Oxidation of D-glucose to D-qluconic acid
In a closed chamber (500 ml screw bottle), D-glucose (10 g, 55 mmol) is dissolved in an aqueous solution of hydrogen peroxide (30%, 5 ml, 49 mmol) with magnetic stirring and ambient temperature of 200C. Hydrobromic acid (40% aqueous solution, 2 ml, 13.6 mmol) is added all at once, while continuing the stirring. After 24 hours, an aqueous solution of hydrogen peroxide is added (70%, 2.5 ml, 68 mmol) and the reaction is continued for another 24 hours.

Puis la solution obtenue est additionnée d'eau (25 ml) et débarrassée du brome résiduel par barbotage d'air, avant d'être additionnée d'hydroxyde de calcium (2g), chauffée et concentrée sous pression réduite jusqu'à un volume d'environ 20 ml. Le gluconate de calcium, qui cristallise spontanément de la solution au bout de quelques heures, est isolé par filtration et recristallisé dans l'eau. On obtient 11 g (92 %) d'un produit ayant les caractéristiques suivantes
(alpha20 = + 8,50 (c = 3, eau)
RMN 13C (D20, pH = 7, Me2CO, delta 31,04)
178,7 (C-l) ; 74,4 , 72,6 , 71,3 , 70, 9 (C-2 à
C-5); 62,7 (C-6).
Then the solution obtained is added with water (25 ml) and freed from the residual bromine by air bubbling, before being added with calcium hydroxide (2 g), heated and concentrated under reduced pressure to a volume d '' about 20 ml. Calcium gluconate, which spontaneously crystallizes from the solution after a few hours, is isolated by filtration and recrystallized from water. 11 g (92%) of a product having the following characteristics are obtained
(alpha20 = + 8.50 (c = 3, water)
13C NMR (D20, pH = 7, Me2CO, delta 31.04)
178.7 (Cl); 74.4, 72.6, 71.3, 70, 9 (C-2 to
C-5); 62.7 (C-6).

A titre de comparaison la littérature donne pour l'acide D-gluconique les valeurs suivantes [alpha]D = + 8,50 (H2O) Hudson and Isbell
J. Am. Chem. Soc,1929,51,
2225.
By way of comparison, the literature gives the following values for D-gluconic acid [alpha] D = + 8.50 (H2O) Hudson and Isbell
J. Am. Chem. Soc, 1929.51,
2225.

RMN13C (pH 14):delta 179,8 (C-l) ; 75,2 ; 73,8 ;
72,4; 72,0 (C-2 à C-5) ; 63,6 (C
6).
13 C NMR (pH 14): delta 179.8 (Cl); 75.2; 73.8;
72.4; 72.0 (C-2 to C-5); 63.6 (C
6).

Isbell, Carbohydr. Res.,1981,90,
123
EXENPLE 2
Oxvdation du D-xvlose en acide D-xvloniaue isolé sous la forme de xvlonate d'ammonium
Dans une enceinte fermée (flacon à vis de 500 ml), le D-xylose (8 g, 53,3 mmol) est dissous dans une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène (30 % , 5 ml, 49 mmol) avec agitation magnétique à température ambiante.
Isbell, Carbohydr. Res., 1981.90,
123
EXAMPLE 2
Oxidation of D-xvlose to D-xvloniaue acid isolated in the form of ammonium xvlonate
In a closed chamber (500 ml screw bottle), D-xylose (8 g, 53.3 mmol) is dissolved in an aqueous solution of hydrogen peroxide (30%, 5 ml, 49 mmol) with magnetic stirring at room temperature.

De l'acide bromhydrique (solution aqueuse à 40 % , 1 ml, 6,8 mmol) est ajouté en une fois à température ambiante de 200C, tout en poursuivant l'agitation. Après 24 heures une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène (30 % 5 ml, 49 mmol) est ajoutée et la réaction est poursuivie encore 24 heures. Hydrobromic acid (40% aqueous solution, 1 ml, 6.8 mmol) is added all at once at room temperature of 200C, while continuing the stirring. After 24 hours an aqueous solution of hydrogen peroxide (30% 5 ml, 49 mmol) is added and the reaction is continued for another 24 hours.

On rajoute ensuite H202/eau (30 %, 5 ml) et HBr (40 % , 0,5 ml, 3,4 mmol) et on laisse 72 heures. H2O2 / water (30%, 5 ml) and HBr (40%, 0.5 ml, 3.4 mmol) are then added and left for 72 hours.

13
On réalise alors un spectre R.M.N. C (D20, pH 2,Me2CO, delta 31,04) sur une aliquote du mélange réactionnel. Le spectre permet de déterminer qu'au moins 85 % du D-xylose de départ a été transformé en acide Dxylonique (comparaison des intensités des pics du D-xylose : delta 97,5 et 93,1 (C-l) ; 66,1 et 61,9 (C-6) avec les pics 177,9 et 176,5 (C-l) ; 63,3 et 59,9 (C-6) des formes acide aldonique correspondantes.
13
A C NMR spectrum (D20, pH 2, Me2CO, delta 31.04) is then produced on an aliquot of the reaction mixture. The spectrum makes it possible to determine that at least 85% of the starting D-xylose has been transformed into Dxylonic acid (comparison of the intensities of the peaks of D-xylose: delta 97.5 and 93.1 (Cl); 66.1 and 61.9 (C-6) with peaks 177.9 and 176.5 (Cl); 63.3 and 59.9 (C-6) of the corresponding aldonic acid forms.

Le brome résiduel est alors éliminé par barbotage d'air, puis la solution est additionnée d'ammoniaque (20 %) jusqu'à pH 9. Le sel d'ammonium, qui cristallise de la solution, est isolé par filtration (6,9 g, 70,3 %). Une seconde cristallisation, après concentration des eauxmères, permet de récupérer encore du xylonate d'ammonium (1 g, 10,2 %) ce qui conduit à un rendement global de 80,5 %. The residual bromine is then removed by bubbling air, then the solution is added with ammonia (20%) to pH 9. The ammonium salt, which crystallizes from the solution, is isolated by filtration (6.9 g, 70.3%). A second crystallization, after concentration of the mother liquors, makes it possible to recover further ammonium xylonate (1 g, 10.2%), which leads to an overall yield of 80.5%.

Ce sel a les caractéristiques suivantes [alpha]D = + 1800 (c = 3, H20)
P.F. = 121 C.
This salt has the following characteristics [alpha] D = + 1800 (c = 3, H20)
PF = 121 C.

A titre de comparaison la littérature (Zinner,
Voigt et Voigt, Carbohydr. Res.,1968,7, p. 48) donne les valeurs suivantes
Ealpha]20 = + 19,10 (c = 2, H20) ; P.F. = 118 1220C
EXEMPLE 3
Oxvdation du Maltose en acide maltobionicrue
Dans une enceinte fermée (100 ml) contenant du maltose (5g, 13,9 mmol) dissous dans une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène (70 % , 5 ml, 136 mmol), est ajouté de l'acide bromhydrique (solution aqueuse à 40 % , 0,5 ml, 0,34 mmol). La solution, protégée de la lumière, est laissée sous agitation pendant 48 heures, puis on prélève 13 une aliquote qui est analysée en R.M.N 1 C.
By way of comparison, the literature (Zinner,
Voigt and Voigt, Carbohydr. Res., 1968,7, p. 48) gives the following values
Ealpha] 20 = + 19.10 (c = 2, H2O); PF = 118 1220C
EXAMPLE 3
Maltose oxidation to maltobionicrue acid
Hydrobromic acid (aqueous solution) is added to a closed enclosure (100 ml) containing maltose (5 g, 13.9 mmol) dissolved in an aqueous solution of hydrogen peroxide (70%, 5 ml, 136 mmol) at 40%, 0.5 ml, 0.34 mmol). The solution, protected from light, is left under stirring for 48 hours, then an aliquot is taken 13 which is analyzed in 1 C NMR.

Le taux d'oxydation, estimé sur les carbones C-i non anomériques, carbones qui résonent à 100,6 et 100,2 p.p.m. pour la forme oxydée et à 99,8 p.p.m. pour le maltose de départ, est de 61 %. The oxidation rate, estimated on non-anomeric C-i carbons, carbons which resonate at 100.6 and 100.2 p.p.m. for the oxidized form and at 99.8 p.p.m. for the starting maltose, is 61%.

Le volume de la solution réactionnelle est alors réduit environ de moitié sous pression réduite. La solution ainsi obtenue est réadditionnée d'une solution de peroxyde d'hydrogène (70 % , 5 ml, 136 mmol) et d'acide bromhydrique (solution aqueuse à 40 %, 0,5 ml, 0,34 mmol). La réaction est poursuivie à l'abri de la lumière avec une agitation 13 magnétique pendant 48 heures. Une analyse par R.M.N. C sur une aliquote dans les conditions décrites ci-dessus, montre un taux d'oxydation global d'environ 90 % en acide maltobionique. The volume of the reaction solution is then reduced by approximately half under reduced pressure. The solution thus obtained is added up with a solution of hydrogen peroxide (70%, 5 ml, 136 mmol) and hydrobromic acid (40% aqueous solution, 0.5 ml, 0.34 mmol). The reaction is continued, protected from light, with magnetic stirring for 48 hours. An analysis by R.M.N. C on an aliquot under the conditions described above, shows an overall oxidation rate of approximately 90% to maltobionic acid.

EXEHPLE 4
Oxvdation du maltose en acide maltobionique isolé sous la forme de son sel de brucine
Les précautions d'usage sont prises pour tenir compte de la toxicité de la brucine.
EXEHPLE 4
Oxidation of maltose to maltobionic acid isolated in the form of its brucine salt
The usual precautions are taken to take into account the toxicity of brucine.

Dans une enceinte fermée (100 ml) contenant du maltose (5g, 13,9 mmol) dissous dans une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène (70 % , 2,5 ml, 68 mmol) est ajouté de l'acide bromhydrique (solution aqueuse à 40 % , 0,25 ml, 0,17 mmol). La solution protégée de la lumière, est laissée sous agitation. Après 24 heures, sont ajoutés une solution aqueuse de H202 (70 %, 2,5 ml, 68 mmol) et de l'acide bromhydrique (solution aqueuse à 40 % ,0,25 ml, 0,17 mmol). In a closed enclosure (100 ml) containing maltose (5g, 13.9 mmol) dissolved in an aqueous solution of hydrogen peroxide (70%, 2.5 ml, 68 mmol) is added hydrobromic acid (solution 40% aqueous, 0.25 ml, 0.17 mmol). The solution, protected from light, is left to stir. After 24 hours, an aqueous solution of H 2 O 2 (70%, 2.5 ml, 68 mmol) and hydrobromic acid (40% aqueous solution, 0.25 ml, 0.17 mmol) are added.

Après 48 heures, un spectre de R.M.N. C, réalisé sur une aliquote du mélange réactionnel, permet de déterminer qu'au moins 85 % du maltose de départ a été transformé en acide maltobionique (comparaison des intensités des pics 99,8 (C-l) pour le maltose et 100,2 et 100,6 (C-l) pour le produit d'oxydation). Le brome résiduel est éliminé par barbotage d'air, puis la solution est additionnée d'eau (20 ml) et de brucine (6g, 13,9 mmol). After 48 hours, a spectrum of R.M.N. C, carried out on an aliquot of the reaction mixture, makes it possible to determine that at least 85% of the starting maltose has been transformed into maltobionic acid (comparison of the intensities of the peaks 99.8 (Cl) for the maltose and 100.2 and 100 , 6 (Cl) for the oxidation product). The residual bromine is removed by bubbling with air, then the solution is added with water (20 ml) and brucine (6g, 13.9 mmol).

Les cristaux de sel de brucine sont filtrés (8,2 g, 75 %),
P.F. = 151 C,
[alpha]D = + 33O (c=1,3 ; H2O)
A titre de comparaison la littérature (Carbohydrate, P.M. Collins édit., Chapman 1987) donne les caractéristiques suivantes pour la maltobionate de brucine
P.F. = 1530C
[alpha]D = + 38,1 (H2O)
EXEMPLE 5
Oxvdation de maltodextrines en acides olvhvdroxy-carboxvlisues.
The brucine salt crystals are filtered (8.2 g, 75%),
PF = 151 C,
[alpha] D = + 33O (c = 1.3; H2O)
By way of comparison, the literature (Carbohydrate, PM Collins ed., Chapman 1987) gives the following characteristics for brucine maltobionate
PF = 1530C
[alpha] D = + 38.1 (H2O)
EXAMPLE 5
Oxidation of maltodextrins to olvhvdroxy-carboxylic acids.

Les maltodextrines utilisées ont un degré de polymérisation moyen (DPm) de 5 et proviennent de l'hydrolyse d'un amidon. Elles sont commercialisées sous l'appellation Glucidex 19 par la Société Roquette Frères (France). The maltodextrins used have an average degree of polymerization (DPm) of 5 and come from the hydrolysis of a starch. They are marketed under the name Glucidex 19 by the company Roquette Frères (France).

Dans une enceinte fermée (100 ml) contenant une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène(70%,2,5 mi,68 mmol) sont ajoutées des maltodextrines (5g, 31 mmol d'anhydroglucose correspondant à 5,8 m équivalent. de dextrose) et d'acide bromhydrique(solution aqueuse à 40%, 0,25 ml, 0,17 mmol). La solution fortement visqueuse est agitée magnétiquement à l'abri de la lumière pendant 96 heures à 200C. Une aliquote est alors prélevée et analysée 13 en R.M.N. C comparativement au produit de départ.On note sur le spectre du produit oxydé la disparition des signaux 96(C-1 B) et 92(C-1 alpha) correspondant aux extrémités réductrices hémiacétaliques des oligosaccharides et l'apparition de signaux 176(C-1), 82(C-3) et 62,5(C-6) correspondant à l'oxydation de ces extrémités en aldonolactone. La solution réactionnelle est alors additionnée d'eau (5 ml) et les oligosaccharides sont précipités par addition d'éthanol (100 ml) et filtrés.Le produit solide recueilli est repris par de l'eau (50 ml) et lyophilisé (3,5 g, 70 %). Un titrage potentiométrique, réalisé par addition d'une solution d'hydroxyde de sodium (0,0468 N), en prenant en compte le point d'inflexion de la courbe de neutralisation, permet de déterminer un taux d'acidité globale de 18,6 % en tenant compte de la totalité du brome introduit au départ. Le taux de dextrose équivalent du composé de départ est de 18,8 %, indiquant une conversion pratiquement quantitative des maltodextrines de départ en acides polyhydroxy-carboxyliques. In a closed enclosure (100 ml) containing an aqueous solution of hydrogen peroxide (70%, 2.5 mi, 68 mmol) are added maltodextrins (5 g, 31 mmol of anhydroglucose corresponding to 5.8 m equivalent of dextrose) and hydrobromic acid (40% aqueous solution, 0.25 ml, 0.17 mmol). The highly viscous solution is stirred magnetically away from light for 96 hours at 200C. An aliquot is then taken and analyzed 13 in R.M.N. C compared to the starting product. We note on the spectrum of the oxidized product the disappearance of signals 96 (C-1 B) and 92 (C-1 alpha) corresponding to the hemiacetal reducing ends of oligosaccharides and the appearance of signals 176 (C -1), 82 (C-3) and 62.5 (C-6) corresponding to the oxidation of these ends to aldonolactone. The reaction solution is then added with water (5 ml) and the oligosaccharides are precipitated by addition of ethanol (100 ml) and filtered. The solid product collected is taken up in water (50 ml) and lyophilized (3, 5 g, 70%). A potentiometric titration, carried out by adding a sodium hydroxide solution (0.0468 N), taking into account the inflection point of the neutralization curve, makes it possible to determine an overall acidity rate of 18, 6% taking into account all of the bromine introduced at the start. The equivalent dextrose level of the starting compound is 18.8%, indicating a practically quantitative conversion of the starting maltodextrins into polyhydroxy-carboxylic acids.

EXEMPLE 6
Oxvdation de maltodextrines en acides Polvhvdroxv-carboxvliaues
Les maltodextrines utilisées sont les mêmes que dans l'Exemple 5.
EXAMPLE 6
Oxvdation of maltodextrins to Polvhvdroxv-carboxvliaues acids
The maltodextrins used are the same as in Example 5.

Dans une enceinte fermée (100 ml) contenant une solution de peroxyde d'hydrogène (70 %, 2,5 ml, 68 mmol) sont ajoutées des maltodextrines (5g, 31 mmol d'anhydroglucose correspondant à 5,8 m.équivalent. de dextrose) et de l'acide bromhydrique (solution aqueuse à 40 %, 0,25 ml, 0,17 mmol). La solution, fortement visqueuse, est agitée magnétiquement à l'abri de la lumière pendant 96 heures à 200C. Une aliquote est alors prélevée et analysée
13 en R.M.N. C comparativement au produit de départ. On note l'évolution de la réaction d'oxydation comme dans l'Exemple 5 ci-dessus.
In a closed enclosure (100 ml) containing a solution of hydrogen peroxide (70%, 2.5 ml, 68 mmol) are added maltodextrins (5 g, 31 mmol of anhydroglucose corresponding to 5.8 m. Equivalent of. dextrose) and hydrobromic acid (40% aqueous solution, 0.25 ml, 0.17 mmol). The highly viscous solution is stirred magnetically away from light for 96 hours at 200C. An aliquot is then taken and analyzed
13 in C NMR compared to the starting product. The evolution of the oxidation reaction is noted as in Example 5 above.

Afin d'éliminer le brome résiduel, la solution réactionnelle est alors additionnée d'eau (25 ml) et neutralisée par de la soude (0,0468 N, 172 ml). Le produit lyophilisé (5,6 g) est lavé par du méthanol, filtré, redissous dans de l'eau (50 ml) et lyophilisé à nouveau (5,2 g, 100 %). Une microanalyse indique qu'il subsiste 0,08 % de brome résiduel.  In order to remove the residual bromine, the reaction solution is then added with water (25 ml) and neutralized with sodium hydroxide (0.0468 N, 172 ml). The lyophilized product (5.6 g) is washed with methanol, filtered, redissolved in water (50 ml) and lyophilized again (5.2 g, 100%). A microanalysis indicates that 0.08% of residual bromine remains.

Claims (11)

REVEN! > ICTIONS  RETURN! > ICTIONS 1. Procédé d'oxydation sélective d'un saccharide comportant un groupe terminal réducteur aldéhydique ou hémiacétalique, dans lequel ledit groupe terminal est sélectivement oxydé respectivement en un groupe carboxylique (-CO2H) ou en un groupe lactonique (-COO-), caractérisé en ce qu'on fait reagir en solution aqueuse ledit saccharide avec du peroxyde d'hydrogène et un composé halogéné choisi parmi l'acide bromhydrique et le brome. 1. Method for the selective oxidation of a saccharide comprising an aldehyde or hemiacetal reducing terminal group, in which said terminal group is selectively oxidized respectively to a carboxylic group (-CO2H) or to a lactonic group (-COO-), characterized in what is reacted in aqueous solution said saccharide with hydrogen peroxide and a halogenated compound selected from hydrobromic acid and bromine. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on maintient ladite solution aqueuse contenant ledit saccharide, H202 et le composé halogéné, à un pH compris entre 0,5 et 7. 2. Method according to claim 1, characterized in that said aqueous solution containing said saccharide, H2O2 and the halogenated compound is maintained, at a pH of between 0.5 and 7. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit pH est maintenu entre 0,5 et 4. 3. Method according to claim 2, characterized in that said pH is maintained between 0.5 and 4. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la température de la solution aqueuse est maintenue entre 20 et 600C. 4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the temperature of the aqueous solution is maintained between 20 and 600C. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rapport molaire peroxyde d'hydrogène/brome est compris entre 1 et 200. 5. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hydrogen peroxide / bromine molar ratio is between 1 and 200. 6. Procédé suivant l'une des revendications i -à 4, caractérisé en ce que le rapport molaire peroxyde d'hydrogène/HBr est compris entre 0,5 et 100. 6. Method according to one of claims i to 4, characterized in that the hydrogen peroxide / HBr molar ratio is between 0.5 and 100. 7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rapport molaire du peroxyde d'hydrogène/ledit groupe terminal est compris entre 5 et 1. 7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the molar ratio of hydrogen peroxide / said end group is between 5 and 1. 8. Procédé suivant l'une des revendications 1à 7, caractérisé en ce que le saccharide est un aldopentose.  8. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the saccharide is an aldopentose. 9. Procédé suivant l'une des revendications 1à 7, caractérisé en ce que le saccharide est un aldohexose. 9. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the saccharide is an aldohexose. 10. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le saccharide est un disaccharide. 10. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the saccharide is a disaccharide. 11. Procédé suivant l'une des revendications l à 7, caractérisé en ce que le saccharide est un hydrolysat d'amidon.  11. Method according to one of claims l to 7, characterized in that the saccharide is a starch hydrolyzate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0755944A2 (en) * 1995-07-11 1997-01-29 Cerestar Holding Bv Polyhydroxycarboxylic acid composition derived from maltodextrins by oxidation with an oxygen containing oxidant
DE10362249B4 (en) * 2003-05-05 2014-05-15 Südzucker AG Mannheim/Ochsenfurt C1-selective oxidation of oligosaccharides and the use of a carbon-supported gold catalyst for this oxidation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR813859A (en) * 1936-11-23 1937-06-10 Ste Ind Chim Bale Process for the preparation of polyoxycarboxylic acids and their salts
EP0424242A2 (en) * 1989-10-16 1991-04-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for preparing carboxylic acids by means of oxidation of corresponding aldehydes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR813859A (en) * 1936-11-23 1937-06-10 Ste Ind Chim Bale Process for the preparation of polyoxycarboxylic acids and their salts
EP0424242A2 (en) * 1989-10-16 1991-04-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for preparing carboxylic acids by means of oxidation of corresponding aldehydes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0755944A2 (en) * 1995-07-11 1997-01-29 Cerestar Holding Bv Polyhydroxycarboxylic acid composition derived from maltodextrins by oxidation with an oxygen containing oxidant
EP0755944A3 (en) * 1995-07-11 1997-10-01 Cerestar Holding Bv Polyhydroxycarboxylic acid composition derived from maltodextrins by oxidation with an oxygen containing oxidant
DE10362249B4 (en) * 2003-05-05 2014-05-15 Südzucker AG Mannheim/Ochsenfurt C1-selective oxidation of oligosaccharides and the use of a carbon-supported gold catalyst for this oxidation

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