JP2000159804A - Preparation of carboxypolysaccharide - Google Patents

Preparation of carboxypolysaccharide

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JP2000159804A
JP2000159804A JP10341925A JP34192598A JP2000159804A JP 2000159804 A JP2000159804 A JP 2000159804A JP 10341925 A JP10341925 A JP 10341925A JP 34192598 A JP34192598 A JP 34192598A JP 2000159804 A JP2000159804 A JP 2000159804A
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JP
Japan
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ruthenium
reaction
oxidizing agent
polysaccharide
solution
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JP10341925A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Sakaitani
ひさし 堺谷
Toshiaki Kanzaki
利昭 神崎
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for recovering and reusing ruthenium in preparing a carboxypolysaccharide by a combination of ruthenium and an oxidizing agent. SOLUTION: A method for oxidizing a polysaccharide by a combination of a ruthenium compound and an oxidizing agent to prepare a carboxypolysaccharide which comprises (1) adding an oxidizing agent to a mixed solution after reaction to render ruthenium in a higher oxidation state, (2) extracting the ruthenium with a water-insoluble organic solvent, (3) extracting the ruthenium from the organic solvent with an alkaline solution, and (4) reusing the recovered ruthenium in the oxidation of a polysaccharide.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多糖類の酸化によ
り、カルボキシ多糖類又はその塩を製造する方法に関す
る。本発明により得られるカルボキシ多糖類又はその塩
は、スケール付着防止剤、顔料分散剤、サイズ剤、コン
クリート混和剤、洗剤ビルダーとして好適に利用でき
る。
[0001] The present invention relates to a method for producing a carboxy polysaccharide or a salt thereof by oxidizing the polysaccharide. The carboxypolysaccharide or salt thereof obtained according to the present invention can be suitably used as a scale adhesion inhibitor, a pigment dispersant, a sizing agent, a concrete admixture, and a detergent builder.

【0002】[0002]

【従来の技術】洗剤ビルダーとして、アクリル酸ポリマ
ー又はアクリル酸/マレイン酸コポリマーが工業的に製
造されている。しかしながら、これら合成系ポリカルボ
ン酸は、天然の高分子の化学構造としては一般的でない
ビニル重合体構造からなるため、微生物による生分解性
がきわめて低いという問題点が知られている。多糖類を
酸化カルボキシル化して製造されたポリカルボン酸が、
生分解性ビルダーとしてこの問題点の解決に役立つこと
が期待される。
Acrylic acid polymers or acrylic acid / maleic acid copolymers are manufactured industrially as detergent builders. However, since these synthetic polycarboxylic acids have a vinyl polymer structure that is not common as a chemical structure of a natural polymer, there is a known problem that biodegradability by microorganisms is extremely low. Polycarboxylic acid produced by oxidative carboxylation of polysaccharide,
It is expected that this problem will be solved as a biodegradable builder.

【0003】特開平9−71601号公報には、ルテニ
ウム触媒の存在下、次亜塩素酸塩を用いてデンプンをカ
ルボキシル化する方法が開示されている。ここでルテニ
ウムはきわめて高価な遷移金属であるため、カルボキシ
多糖類製造工程におけるルテニウムの損失は厳しく制限
されるとともに、その回収、再使用が強く望まれる。
[0003] Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-71601 discloses a method of carboxylating starch using hypochlorite in the presence of a ruthenium catalyst. Here, since ruthenium is a very expensive transition metal, the loss of ruthenium in the carboxypolysaccharide production process is severely restricted, and its recovery and reuse are strongly desired.

【0004】前記公報では、反応溶液を亜硫酸塩等の還
元剤で処理することにより沈殿物を生成せしめ、これを
濾別することにより得られる生成物ポリカルボン酸の色
調が改善されることが記載されているが、具体的なルテ
ニウムの回収及び再使用の記述はされていない。
In the above publication, it is described that a precipitate is formed by treating a reaction solution with a reducing agent such as a sulfite and the color tone of a product polycarboxylic acid obtained by filtering the precipitate is improved. However, there is no specific description of ruthenium recovery and reuse.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多糖
類を酸化してカルボキシ多糖類を製造する方法におい
て、酸化剤と組み合わせて用いられる遷移金属を反応混
合溶液中から簡便かつ有効に回収し、再使用することよ
りなるカルボキシ多糖類を工業的に生産する方法の提供
である。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for producing a carboxy polysaccharide by oxidizing a polysaccharide, wherein a transition metal used in combination with an oxidizing agent is simply and effectively recovered from a reaction mixture solution. And a method for industrially producing a carboxypolysaccharide by reusing it.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決する方法を検討した結果、有機溶媒中のルテニ
ウム化合物をアルカリ溶液で抽出することによって回収
し、再使用できることを見いだし本発明を完成するに至
った。
Means for Solving the Problems As a result of studying a method for solving the above problems, the present inventors have found that a ruthenium compound in an organic solvent can be recovered by extracting it with an alkaline solution and reused. The invention has been completed.

【0007】即ち、本発明は、多糖類をルテニウム化合
物と酸化剤の組み合わせにより酸化してカルボキシ多糖
類を製造する方法において、(1)反応後の混合溶液に
酸化剤を添加しルテニウムを高酸化状態にし、(2)水
に不溶な有機溶媒でルテニウムを抽出し(3)アルカリ
溶液により有機溶媒中よりルテニウムを抽出し(4)回
収したアルカリ性溶液のルテニウムを多糖類の酸化に再
使用することを特徴とするカルボキシ多糖類の製造方法
に関するものである。
That is, the present invention relates to a method for producing a carboxy polysaccharide by oxidizing a polysaccharide with a combination of a ruthenium compound and an oxidizing agent. (1) An oxidizing agent is added to the mixed solution after the reaction to highly oxidize ruthenium. (2) extracting ruthenium with an organic solvent insoluble in water, (3) extracting ruthenium from the organic solvent with an alkaline solution, and (4) reusing the ruthenium in the recovered alkaline solution for the oxidation of polysaccharides. And a method for producing a carboxy polysaccharide.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明で使用される多糖類は、デ
ンプン、アミロース、アミロペクチン、ペクチン、プロ
トペクチン、ペクチン酸などのα結合型多糖類及びセル
ロースなどβ結合型多糖類である。反応の容易性、入手
の容易性からデンプンが好ましい。デンプンとしては、
トウモロコシデンプン、バレイショデンプン、タピオカ
デンプン、小麦デンプン、サツマイモデンプン、米デン
プンなどが挙げられ、これらを原料として低分子化させ
た水溶性デンプンも使用できる。ここで、これらの原料
は反応液中濃度で0.1〜80重量%、好ましくは1〜
50重量%の範囲で使用される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polysaccharides used in the present invention are α-linked polysaccharides such as starch, amylose, amylopectin, pectin, protopectin, pectic acid and β-linked polysaccharides such as cellulose. Starch is preferred because of the ease of reaction and availability. As starch,
Examples thereof include corn starch, potato starch, tapioca starch, wheat starch, sweet potato starch, rice starch, and the like, and low molecular weight water-soluble starch can also be used as a raw material. Here, these raw materials are 0.1 to 80% by weight, preferably 1 to 80% by weight in the reaction solution.
Used in the range of 50% by weight.

【0009】本発明のカルボキシ多糖類は、多糖類を構
成する単糖ピラノース環のC6位の一級アルコールもし
くはエステルが平均10モル%以上酸化もしくは加水分
解されてカルボキシル基もしくはその塩に転化され、同
時にピラノース環のC2、C3位が開裂し、C2、C3
位の二級アルコールが10モル%以上酸化されたカルボ
キシル基もしくはその塩に転化した構造からなる平均分
子量で1,000〜100,000のトリカルボキシ多
糖類である。
The carboxypolysaccharide of the present invention is converted into a carboxyl group or a salt thereof by oxidizing or hydrolyzing the primary alcohol or ester at the C6 position of the monosaccharide pyranose ring constituting the polysaccharide at an average of 10 mol% or more. The C2 and C3 positions of the pyranose ring are cleaved, and C2 and C3
Is a tricarboxypolysaccharide having an average molecular weight of 1,000 to 100,000 and having a structure in which a secondary alcohol is converted to a carboxyl group or a salt thereof oxidized by 10 mol% or more.

【0010】本発明の酸化は、ルテニウム化合物と酸化
剤との組み合わせで行われる。この高酸化状態ルテニウ
ム化合物は、ルテニウム化合物と酸化剤で生成させるこ
とができる。本発明において使用するルテニウム化合物
には、ルテニウム金属;二酸化ルテニウム、四酸化ルテ
ニウムなどのルテニウム酸化物;ルテニウム酸ナトリウ
ムなどのルテニウム酸塩;塩化ルテニウムなどのハロゲ
ン化ルテニウム;硝酸ルテニウム;硫酸ルテニウム;酢
酸ルテニウムなどのカルボン酸ルテニウム;ヘキサクロ
ロルテニウム酸アンモニウム、ヘキサクロロルテニウム
酸カリウム、ペンタクロロアクアルテニウム酸アンモニ
ウム、ペンタクロロアクアルテニウム酸カリウム、ヘキ
サアンミンルテニウム塩化物、ヘキサアンミンルテニウ
ム臭化物、ヘキサアンミンルテニウムヨウ化物、ニトロ
シルペンタアンミンルテニウム塩化物、ヒドロキソニト
ロシルテトラアンミンルテニウム硝酸塩、エチレンジア
ミン四酢酸ルテニウム、ルテニウムドデカカルボニルな
どのルテニウム錯体が挙げられる。これらルテニウム化
合物の使用量は、原料多糖類の構成単位1モルに対して
0.00001〜1.0倍モル、好ましくは0.000
1〜0.1倍モルの範囲の触媒量である。
[0010] The oxidation of the present invention is carried out by a combination of a ruthenium compound and an oxidizing agent. This highly oxidized ruthenium compound can be formed with a ruthenium compound and an oxidizing agent. The ruthenium compounds used in the present invention include ruthenium metal; ruthenium oxides such as ruthenium dioxide and ruthenium tetroxide; ruthenates such as sodium ruthenate; ruthenium halides such as ruthenium chloride; ruthenium nitrate; ruthenium sulfate; ruthenium acetate Ruthenium carboxylate such as ammonium hexachlororuthenate, potassium hexachlororuthenate, ammonium pentachloroaquaruthenate, potassium pentachloroaquaruthenate, hexaammineruthenium chloride, hexaammineruthenium bromide, hexaammineruthenium iodide, nitrosylpentaammine Ruthenium chloride, hydroxonitrosyltetraammineruthenium nitrate, ruthenium ethylenediaminetetraacetate, ruthenium Ruthenium complexes such as beam dodecacarbonyl and the like. The amount of the ruthenium compound used is 0.00001 to 1.0 times mol, preferably 0.000 mol, per mol of the structural unit of the raw material polysaccharide.
The catalyst amount is in the range of 1 to 0.1 times mol.

【0011】本発明における反応でルテニウム化合物と
組み合わせる酸化剤および酸化後の反応液に転化する酸
化剤としては、ハロゲン、ハロゲン酸およびその塩類、
酸素、過酸、過酸化水素、過硫酸およびその塩、並びに
フェリシアン化塩からなる群から選ばれる少なくとも一
種が用いられる。具体的には塩素、臭素などのハロゲン
分子;一酸化二塩素、二酸化塩素、一酸化二臭素などの
酸化ハロゲン;過ヨウ素酸、過塩素酸などの過ハロゲン
酸およびその塩;臭素酸、塩素酸などのハロゲン酸およ
びその塩;亜臭素酸、亜塩素酸などの亜ハロゲン酸およ
びその塩;次亜臭素酸、次亜塩素酸などの次亜ハロゲン
酸およびその塩;酸素、過蟻酸、過酢酸、過安息香酸な
どの過酸;クメンヒドロペルオキシド、ベンジルヒドロ
ペルオキシドなどのヒドロペルオキシド;tert−ブ
チルベンジルオキシド、ジベンゾイルなどのペルオキシ
ド;ペルオキシ二硫酸などの過硫酸およびその塩、カロ
ー酸;フェリシアン化カリウム、フェリシアン化ナトリ
ウムなどのフェリシアン化塩などが挙げられる。これら
の酸化剤のうち、水溶性のハロゲン酸およびその塩が好
ましい。これらの酸化剤の使用量は、酸化反応では、原
料に対して1.0〜10倍モルの範囲、好ましくは、
1.5〜8倍モルである。
The oxidizing agent used in combination with the ruthenium compound in the reaction of the present invention and the oxidizing agent converted into the oxidized reaction solution include halogen, halogen acid and salts thereof,
At least one selected from the group consisting of oxygen, peracid, hydrogen peroxide, persulfuric acid and salts thereof, and ferricyanide salts is used. Specifically, halogen molecules such as chlorine and bromine; halogen oxides such as dichlorine monoxide, chlorine dioxide and dibromine monoxide; perhalic acids such as periodic acid and perchloric acid and salts thereof; bromic acid and chloric acid Halogen acid and salts thereof, such as bromic acid and chlorite; hypohalous acid and salts thereof, such as hypobromous acid and hypochlorous acid; oxygen, formic acid, peracetic acid , Peroxy acids such as perbenzoic acid; hydroperoxides such as cumene hydroperoxide and benzyl hydroperoxide; peroxides such as tert-butylbenzyl oxide and dibenzoyl; persulfuric acid such as peroxydisulfuric acid and its salts; caloic acid; potassium ferricyanide; And ferricyanide salts such as sodium iodide. Among these oxidizing agents, water-soluble halogen acids and salts thereof are preferred. The amount of these oxidizing agents to be used is, in the oxidation reaction, in the range of 1.0 to 10 moles per mole of the raw material, preferably
It is 1.5 to 8 times mol.

【0012】本発明の反応溶媒は、通常水溶媒または水
と酸化剤に安定な溶媒との混合溶媒が使用される。酸化
剤に安定な反応溶媒として具体的には、酢酸などの有機
酸;四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタンなどの
ハロゲン化炭素;ペンタン、ヘキサンなどのメタン系飽
和炭化水素;シクロヘキサンなどのパラフィン系炭化水
素が挙げられる。これらの溶媒のうち有機酸、ハロゲン
化炭化水素、パラフィン系飽和炭化水素が好ましい。ま
た、水と不均一な混合溶媒になる場合は、攪拌を十分に
行うことにより反応速度を上げることができる。
As the reaction solvent of the present invention, an aqueous solvent or a mixed solvent of water and a solvent stable to an oxidizing agent is usually used. Specific examples of the reaction solvent stable to the oxidizing agent include organic acids such as acetic acid; halogenated carbons such as carbon tetrachloride, chloroform and dichloromethane; methane-based saturated hydrocarbons such as pentane and hexane; paraffin-based hydrocarbons such as cyclohexane. Is mentioned. Among these solvents, organic acids, halogenated hydrocarbons, and paraffinic saturated hydrocarbons are preferred. In the case where the mixed solvent becomes non-uniform with water, the reaction rate can be increased by sufficiently performing stirring.

【0013】本発明の反応は、多糖類、ルテニウム及び
水溶媒もしくは水と酸化剤に安定な溶剤との混合溶媒の
混合物に攪拌しながら酸化剤を徐々に添加して、高酸化
状態のルテニウムを生成させながら、温度0〜100
℃、pH1〜13で反応させる。反応混合物には、生成
したカルボキシ多糖類の他、ルテニウム化合物、溶媒な
どが含まれる。
In the reaction of the present invention, the oxidizing agent is gradually added to a mixture of a polysaccharide, ruthenium and a water solvent or a mixed solvent of water and a solvent stable to the oxidizing agent while stirring, whereby ruthenium in a highly oxidized state is converted. While generating, temperature 0-100
The reaction is carried out at a temperature of 1 to 13C. The reaction mixture contains the generated carboxypolysaccharide, a ruthenium compound, a solvent, and the like.

【0014】本発明におけるルテニウムの回収には、有
機溶媒を用いる抽出とアルカリ溶液による逆抽出との組
み合わせによる。詳しくは反応終了後の溶液を1)酸化剤
を添加してルテニウムを高酸化状態にする工程、2)水に
不溶な有機溶媒により高酸化状態のルテニウムを抽出す
る工程、3)抽出したルテニウムをアルカリ溶液によって
抽出する工程からなり、得られたルテニウムのアルカリ
水溶液は多糖類の酸化に再使用される。上記工程につい
て具体的に説明する。
The recovery of ruthenium in the present invention is based on a combination of extraction with an organic solvent and back extraction with an alkaline solution. Specifically, the solution after the reaction is completed is 1) a step of adding ruthenium to a highly oxidized state by adding an oxidizing agent, 2) a step of extracting ruthenium in a highly oxidized state with an organic solvent insoluble in water, 3) extracting the extracted ruthenium. It consists of a step of extraction with an alkaline solution, and the resulting alkaline aqueous solution of ruthenium is reused for the oxidation of polysaccharides. The above steps will be specifically described.

【0015】第1工程 本工程は、第2工程の抽出工程に先立って反応終了付近
で、酸化剤を更に添加することによってルテニウムの存
在化学種をできるだけ多く高酸化状態の四酸化ルテニウ
ムにして抽出効率を上げるための工程である。ここで使
用する酸化剤の種類は反応で用いる酸化剤と同一種でも
他の種類でも良く、特に制限はないが反応後の処理を考
慮に入れると同一種の酸化剤の使用好ましい。また、こ
の使用量は、含有ルテニウム量に対して1.0〜10倍
モルの範囲、好ましくは、1.2〜5倍モルの範囲であ
る。また、反応後に酸化剤を添加する際のpHは、反応
終了時のpH1〜13をそのまま用いることができる
が、添加する酸化剤及び生成する四酸化ルテニウムの安
定性の点から好ましくはpH2〜13、より好ましくは
pH4〜10に調整した後に酸化剤を添加するのが望ま
しい。
First step In this step, prior to the extraction step of the second step, near the end of the reaction, an oxidizing agent is further added to convert as many ruthenium species as possible into ruthenium tetroxide in a highly oxidized state. This is a process for improving efficiency. The type of the oxidizing agent used here may be the same as or different from the oxidizing agent used in the reaction. There is no particular limitation, but it is preferable to use the same oxidizing agent in consideration of the treatment after the reaction. The amount used is in the range of 1.0 to 10 moles, preferably 1.2 to 5 moles, relative to the amount of ruthenium contained. The pH at the time of adding the oxidizing agent after the reaction can be used as it is at pH 1 to 13 at the end of the reaction. However, from the viewpoint of the stability of the oxidizing agent to be added and the generated ruthenium tetroxide, the pH is preferably 2 to 13. It is desirable to add the oxidizing agent after adjusting the pH to more preferably 4 to 10.

【0016】第2工程 第1工程で生成させた四酸化ルテニウムを有機溶媒によ
り抽出する工程である。抽出は、第1工程の水溶液と有
機溶媒を混合後、分液することにより行われる。水溶液
と有機溶媒との混合・分液には単段または多段のミキサ
ーセトラー、抽出塔などの公知な抽出装置を使用するこ
とができる。抽出溶媒としては生成させた四酸化ルテニ
ウムに安定であると共に、水に不溶な溶媒であることが
必要である。具体的には、パーフルオロヘプタン、パー
フルオロペンタン、パーフルオロメチルシクロヘキサン
などのフッ素化炭素、四塩化炭素、クロロホルム、ジク
ロロメタンなどの塩素化炭素などのハロゲン化炭化水
素、ペンタン、ヘキサンなどのメタン系飽和炭化水素;
シクロヘキサン、流動パラフィンなどのパラフィン系炭
化水素が好ましい。これらの抽出溶媒は精製品でも未精
製品でも使用することができる。また、抽出温度は、高
温ほど抽出速度が早くなるが四酸化ルテニウムの揮発性
などの物性から、通常、常圧においては0〜100℃、
好ましくは、10〜80℃である。
Second step This is a step of extracting ruthenium tetroxide generated in the first step with an organic solvent. The extraction is performed by mixing the aqueous solution of the first step and the organic solvent and then separating the mixture. For the mixing and separation of the aqueous solution and the organic solvent, a known extraction device such as a single-stage or multi-stage mixer settler or an extraction tower can be used. It is necessary that the extraction solvent be a solvent that is stable to the generated ruthenium tetroxide and insoluble in water. Specifically, fluorinated carbon such as perfluoroheptane, perfluoropentane, and perfluoromethylcyclohexane; halogenated hydrocarbons such as chlorinated carbon such as carbon tetrachloride, chloroform, and dichloromethane; and methane-based saturated solvents such as pentane and hexane. hydrocarbon;
Paraffinic hydrocarbons such as cyclohexane and liquid paraffin are preferred. These extraction solvents can be used for both purified and unpurified products. In addition, the extraction temperature is higher at a higher temperature, but the extraction speed is higher, but from the physical properties such as the volatility of ruthenium tetroxide, it is usually 0 to 100 ° C. at normal pressure,
Preferably, it is 10 to 80 ° C.

【0017】第3工程 本工程は、有機溶剤中に抽出された四酸化ルテニウムを
アルカリ溶液にて逆抽出して回収する。回収されたルテ
ニウム溶液はそのまま多糖類の反応に再使用される。こ
こで、抽出に使用される水溶液としてはpH9以上、好
ましくはpH10以上の水溶液であれば、とくに制限さ
れるものではなく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム、アンモニア水、アルキルアミン等
が挙げられ水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の一般
的なアルカリ溶液であれば工業的に有利であり、好まし
い。抽出温度は高温ほど抽出速度が早くなるが、四酸化
ルテニウムの揮発性などの物性から、通常、常圧におい
ては0〜100℃、好ましくは10〜80℃である。有
機溶媒とアルカリ溶液の混合・分液には単段または多段
のミキサーセトラー、抽出塔などの公知の抽出装置を使
用することができる。
Third Step In this step, ruthenium tetroxide extracted in the organic solvent is back-extracted with an alkaline solution and recovered. The recovered ruthenium solution is reused as it is for the reaction of the polysaccharide. Here, the aqueous solution used for the extraction is not particularly limited as long as it is an aqueous solution having a pH of 9 or more, preferably pH 10 or more, and includes sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, aqueous ammonia, alkylamine and the like. General alkaline solutions such as sodium hydroxide and potassium hydroxide are industrially advantageous and preferred. The extraction temperature is higher at a higher temperature, but the extraction speed is higher. However, the extraction temperature is usually 0 to 100 ° C, preferably 10 to 80 ° C at normal pressure, due to the physical properties such as volatility of ruthenium tetroxide. A known extraction device such as a single-stage or multi-stage mixer settler or extraction tower can be used for mixing and separating the organic solvent and the alkali solution.

【0018】さらには、第2工程の抽出後の抽残液に残
存するルテニウムを回収して再使用するために、抽残液
を加熱処理する工程を行った後、再度第1工程から第3
工程を行う。得られたルテニウム化合物の水溶液は多糖
類の酸化に再使用される。上記の加熱処理する工程につ
いて具体的に説明する。
Further, in order to recover and reuse the ruthenium remaining in the raffinate after the extraction in the second step, a step of heating the raffinate is performed, and then the first step to the third step is repeated.
Perform the process. The obtained aqueous solution of the ruthenium compound is reused for oxidizing the polysaccharide. The above-mentioned heat treatment step will be specifically described.

【0019】加熱工程 本工程は、抽出分離後の溶液を加熱処理し、溶液中に残
存するルテニウムを除去し易くするための工程である。
加熱処理温度は、常圧においては50℃〜沸点温度であ
る。温度が低いとルテニウムの除去率を高めるのに長時
間を要し、温度が高すぎるとカルボキシル多糖類の分解
を引き起こす。また、加熱処理する反応溶液のpHは、
酸性側では分解しやすいため通常はpH7〜13、好ま
しくは、8〜10に調整して行う。加熱処理時間は、条
件などにより異なるが、5分〜24時間、好ましくは3
0分〜10時間である。加熱処理を行う際、圧力を変え
ることによって、温度、処理時間などを変えることがで
きる。加熱方法としては特に制限はなく、蒸気または温
水での熱交換による加熱、ヒーター加熱、赤外線加熱、
高周波加熱などの通常の加熱方法を使用できる。
Heating Step This step is a step for subjecting the solution after extraction separation to heat treatment to facilitate removal of ruthenium remaining in the solution.
The heat treatment temperature is 50 ° C. to the boiling point at normal pressure. If the temperature is low, it takes a long time to increase the ruthenium removal rate, and if the temperature is too high, the carboxyl polysaccharide is decomposed. The pH of the reaction solution to be heated is
Since it is easily decomposed on the acidic side, the pH is usually adjusted to 7 to 13, preferably 8 to 10. The heat treatment time varies depending on conditions and the like, but is from 5 minutes to 24 hours, preferably 3 minutes.
0 minutes to 10 hours. In performing the heat treatment, the temperature, the treatment time, and the like can be changed by changing the pressure. There is no particular limitation on the heating method, heating by heat exchange with steam or hot water, heater heating, infrared heating,
Normal heating methods such as high frequency heating can be used.

【0020】加熱工程以後の工程は、第1工程から第3
工程と同様の処理を行う。なお、本発明ではさらに加熱
処理、第1工程から第3工程を繰り返してもよい。ま
た、反応後の混合溶液を加熱処理してから第1工程から
第3工程を行ってもよい。
The steps after the heating step are the first to third steps.
A process similar to the process is performed. In the present invention, the heat treatment and the first to third steps may be further repeated. Alternatively, the first to third steps may be performed after the mixed solution after the reaction is subjected to heat treatment.

【0021】以上の方法により、還元剤の使用なくし
て、有機溶剤中からルテニウム化合物を水溶液で回収す
ることが可能となり、ルテニウム化合物の回収・再使用
によるトリカルボキシ多糖類の工業的生産が可能とな
る。
According to the above method, it is possible to recover a ruthenium compound from an organic solvent as an aqueous solution without using a reducing agent, and it is possible to industrially produce a tricarboxypolysaccharide by recovering and reusing the ruthenium compound. Become.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明について実施例にて詳述する。
生成物トリカルボキシデンプン中のルテニウム濃度はI
CP(誘導結合型プラズマ発光分析法、セイコー電子工
業社製1200VR型分析計)を用いて測定した。ま
た、塩化ナトリウム含有量はXRF(蛍光X線分析法、
理学電機RIX3100)を用いて測定した。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.
The ruthenium concentration in the product tricarboxy starch is I
The measurement was performed using a CP (inductively coupled plasma emission spectrometry, 1200 VR analyzer manufactured by Seiko Instruments Inc.). The sodium chloride content is determined by XRF (X-ray fluorescence analysis,
It was measured using Rigaku Denki RIX3100).

【0023】実施例1 (1回目の反応)攪拌機、温度計及びポンプを備えた1
L容丸底パイレックスフラスコに水50ml、トウモロ
コシデンプン(敷島スターチ社製)15g及び塩化ルテ
ニウム0.70g(ルテニウム含有量43%、ルテニウ
ム2.8ミリモル)を入れ、攪拌しながら、冷水浴で2
0℃に冷却した。この混合物にデンプンの5倍モル量の
12.9重量%次亜塩素酸ナトリウム水溶液を3時間か
けて添加した。反応液のpHは、2規定の水酸化ナトリ
ウム水溶液で9.0に制御した。
Example 1 (First reaction) 1 equipped with stirrer, thermometer and pump
50 ml of water, 15 g of corn starch (manufactured by Shikishima Starch) and 0.70 g of ruthenium chloride (ruthenium content 43%, ruthenium 2.8 mmol) were placed in an L-volume round bottom Pyrex flask, and stirred in a cold water bath.
Cooled to 0 ° C. To this mixture, an aqueous solution of 12.9% by weight of sodium hypochlorite in a molar amount of 5 times the amount of starch was added over 3 hours. The pH of the reaction solution was controlled at 9.0 with a 2N aqueous sodium hydroxide solution.

【0024】反応終了後、反応液453gに14重量%
次亜塩素酸ナトリウム水溶液を13g、n−ヘプタンを
130g添加し、室温で振とう、遠心分離、静置したの
ちn−ヘプタン相を水溶液から分離した。この操作を室
温で4回行った。抽出液には、2N−NaOH20g
(pH13以上)を加えて、室温下で攪拌した。透明な
n−ヘプタン相と赤茶色なアルカリ水溶液相が得られ
た。抽残液には2倍容量のメタノールを加えて白色沈殿
物を生成させた。沈殿物をろ別し、さらに水に溶解しメ
タノールを加えて沈殿させた後、60℃、5時間真空乾
燥して生成物A23.9gを得た。
After completion of the reaction, 14% by weight was added to 453 g of the reaction solution.
13 g of an aqueous solution of sodium hypochlorite and 130 g of n-heptane were added, and the mixture was shaken, centrifuged, and allowed to stand at room temperature, and then the n-heptane phase was separated from the aqueous solution. This operation was performed four times at room temperature. The extract contains 2N-NaOH 20 g
(PH 13 or more) and stirred at room temperature. A clear n-heptane phase and a reddish-brown alkaline aqueous solution phase were obtained. Two times the volume of methanol was added to the raffinate to produce a white precipitate. The precipitate was separated by filtration, further dissolved in water, and precipitated by adding methanol, followed by vacuum drying at 60 ° C. for 5 hours to obtain 23.9 g of a product A.

【0025】生成物Aを13C−NMR、IR、XRFに
よって分析したところ、原料トウモロコシデンプンを構
成するグルコピラノース単位のC6位の一級アルコール
が100モル%カルボキシル基に酸化されていると同時
にC2−C3位が開裂し、C2、C3位の二級アルコー
ルが75モル%カルボキシル基に酸化されたトリカルボ
キシデンプンナトリウム塩が99.1%(収率92.3
%)と塩化ナトリウム0.9%であった。生成物Aのル
テニウム濃度をICPで測定したところ140ppm
(除去率99.1%)であった。
The product A was analyzed by 13 C-NMR, IR and XRF. As a result, it was found that the primary alcohol at the C6-position of the glucopyranose unit constituting the raw corn starch was oxidized to 100 mol% carboxyl group and at the same time C2- 99.1% (92.3% yield) of tricarboxystarch sodium salt in which the C3-position is cleaved and the C2 and C3-position secondary alcohols are oxidized to 75 mol% carboxyl groups.
%) And 0.9% sodium chloride. When the ruthenium concentration of the product A was measured by ICP, it was 140 ppm.
(Removal rate 99.1%).

【0026】(2回目の反応・ルテニウム再使用)アル
カリ抽出して得られたルテニウム化合物の水溶液にトウ
モロコシデンプンを加えて、1回目の反応と同様に反
応、抽出、ルテニウムの分離を行った。また、抽残液
は、1回目の反応と同様に、メタノール添加、沈殿化、
ろ別、再溶解、乾燥して生成物B23.3gを得た。生
成物Bを13C−NMR、IR、XRFによって分析した
ところ、1回目の反応で得られた生成物Aと同一のトリ
カルボキシデンプンナトリウム塩が99.3%(収率9
3.1%)と塩化ナトリウム0.7%であった。
(Second reaction / reuse of ruthenium) Corn starch was added to an aqueous solution of a ruthenium compound obtained by alkali extraction, and the reaction, extraction, and separation of ruthenium were performed in the same manner as in the first reaction. In addition, as in the first reaction, the raffinate was added with methanol, precipitated,
Filtration, re-dissolution and drying gave 23.3 g of product B. When the product B was analyzed by 13 C-NMR, IR and XRF, the same sodium salt of tricarboxystarch as the product A obtained in the first reaction was 99.3% (yield 9).
3.1%) and 0.7% sodium chloride.

【0027】実施例2 (1回目の反応)塩化ルテニウムの代わりに酸化ルテニ
ウム0.600g(ルテニウム含有量47重量%、2.
8ミリモル)を用いた以外は、実施例1と同様に反応し
た。反応後、実施例1と同様にしてn−ヘプタンで4回
抽出した後、抽残液(反応液)を温度計、冷却管を備え
た1L容の丸底パイレックスに入れオイル浴により98
℃、1時間還流処理した。冷却後、加熱処理した溶液を
n−ヘプタンで4回抽出した後、実施例1と同様に沈殿
化、乾燥を行い、生成物Cを得た。抽出液には2N−N
aOH20gを加えて室温下で攪拌した。実施例1と同
様に透明なn−ヘプタン相と赤茶色なアルカリ水溶液相
が得られた。
Example 2 (First reaction) Instead of ruthenium chloride, 0.600 g of ruthenium oxide (ruthenium content 47% by weight, 2.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 8 mmol) was used. After the reaction, the mixture was extracted four times with n-heptane in the same manner as in Example 1, and the raffinate (reaction liquid) was placed in a 1-L round bottom Pyrex equipped with a thermometer and a cooling pipe, and was then placed in an oil bath for 98 hours.
The mixture was refluxed for 1 hour. After cooling, the heat-treated solution was extracted four times with n-heptane, and then precipitated and dried in the same manner as in Example 1 to obtain a product C. Extract contains 2N-N
20 g of aOH was added and the mixture was stirred at room temperature. As in Example 1, a transparent n-heptane phase and a reddish-brown alkaline aqueous solution phase were obtained.

【0028】生成物Cを13C−NMR、IR、XRFに
よって分析したところ、生成物Aと同一のトリカルボキ
シデンプンナトリウム塩が99.6%(収率93.2
%)と塩化ナトリウム0.4%であった。生成物C中の
ルテニウム濃度をICPで測定したところ5ppm(除
去率99.96%)であった。
When the product C was analyzed by 13 C-NMR, IR and XRF, the same tricarboxystarch sodium salt as that of the product A was obtained at 99.6% (yield 93.2%).
%) And 0.4% of sodium chloride. The ruthenium concentration in the product C was measured by ICP and found to be 5 ppm (removal rate 99.96%).

【0029】(2回目の反応・ルテニウム再使用)アル
カリ抽出して得られたルテニウム化合物の水溶液にトウ
モロコシデンプンを加えて、1回目の反応と同様に反
応、抽出、ルテニウムの分離を行った。また、抽残液
は、1回目の反応と同様に、加熱処理、抽出を行ったの
ちにメタノール添加、沈殿化、ろ別、再溶解、乾燥して
生成物D23.4gを得た。生成物Dを 13C−NMR、
IR、XRFによって分析したところ、1回目の反応で
得られた生成物Cと同一のトリカルボキシデンプンナト
リウム塩が99.4%(収率92.6%)と塩化ナトリ
ウム0.6%であった。生成物D中のルテニウム濃度を
ICPで測定したところ4ppm(除去率99.96
%)であった。
(Second reaction / reuse of ruthenium) Al
Tow is added to the aqueous solution of the ruthenium compound obtained by potassium extraction.
Add sorghum starch and react similarly to the first reaction.
The reaction, extraction, and separation of ruthenium were performed. Also, the raffinate
Performed heat treatment and extraction in the same manner as in the first reaction.
After addition of methanol, precipitation, filtration, re-dissolution and drying
23.4 g of product D were obtained. Product D 13C-NMR,
When analyzed by IR and XRF, the first reaction
The same tricarboxy starch nato as the obtained product C
99.4% (92.6% yield) of lithium salt and sodium chloride
Was 0.6%. Ruthenium concentration in product D
4 ppm (removal rate 99.96) as measured by ICP.
%)Met.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、多糖類の酸化に用いら
れるルテニウムを効率よく回収し、再び反応に有効利用
できる。
According to the present invention, ruthenium used for oxidizing polysaccharides can be efficiently recovered and effectively reused in the reaction.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多糖類をルテニウム化合物と酸化剤の組
み合わせにより酸化してカルボキシ多糖類を製造する方
法において、(1)反応後の混合溶液に酸化剤を添加し
ルテニウムを高酸化状態にし、(2)水に不溶な有機溶
媒でルテニウムを抽出し、(3)アルカリ溶液により有
機溶媒中からルテニウムを抽出し、(4)回収したルテ
ニウムを多糖類の酸化に再使用することを特徴とするカ
ルボキシ多糖類の製造方法。
1. A method for producing a carboxy polysaccharide by oxidizing a polysaccharide with a combination of a ruthenium compound and an oxidizing agent, wherein (1) an oxidizing agent is added to the mixed solution after the reaction to make ruthenium highly oxidized; 2) extracting ruthenium with an organic solvent insoluble in water, (3) extracting ruthenium from the organic solvent with an alkaline solution, and (4) reusing the recovered ruthenium for oxidation of polysaccharides. A method for producing a polysaccharide.
【請求項2】 (3)工程で使用するアルカリ溶液がp
H9以上であることを特徴とする請求項1記載の製造方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the alkaline solution used in the step (3) is p
2. The method according to claim 1, wherein the temperature is H9 or higher.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9376648B2 (en) 2008-04-07 2016-06-28 The Procter & Gamble Company Foam manipulation compositions containing fine particles

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