NL1005947C2 - Method for the esterification of carbohydrates. - Google Patents
Method for the esterification of carbohydrates. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1005947C2 NL1005947C2 NL1005947A NL1005947A NL1005947C2 NL 1005947 C2 NL1005947 C2 NL 1005947C2 NL 1005947 A NL1005947 A NL 1005947A NL 1005947 A NL1005947 A NL 1005947A NL 1005947 C2 NL1005947 C2 NL 1005947C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- esterification
- groups
- carbohydrate
- carbohydrates
- sucrose
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
- C07H3/06—Oligosaccharides, i.e. having three to five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H15/00—Compounds containing hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to hetero atoms of saccharide radicals
- C07H15/02—Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures
- C07H15/04—Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures attached to an oxygen atom of the saccharide radical
- C07H15/06—Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures attached to an oxygen atom of the saccharide radical being a hydroxyalkyl group esterified by a fatty acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
- C07H3/04—Disaccharides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
- C08B37/0051—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Fructofuranans, e.g. beta-2,6-D-fructofuranan, i.e. levan; Derivatives thereof
- C08B37/0054—Inulin, i.e. beta-2,1-D-fructofuranan; Derivatives thereof
-
- 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
- C12P19/44—Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides
Description
Werkwijze voor de verestering van koolhydratenMethod for the esterification of carbohydrates
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de enzymatische verestering van koolhydraten.The invention relates to a method for the enzymatic esterification of carbohydrates.
Vetzuuresters van koolhydraten, zowel van mono,- di- en oligo-sachariden als 5 van polysachariden, hebben nuttige eigenschappen zoals oppervlakte-actieve, emulgerende en in enkele gevallen geneeskrachtige eigenschappen. Van oudsher werden dergelijke esters gewoonlijk langs chemische weg, in het bijzonder door base gekatalyseerde reactie met vetzuurderivaten, bereid.Fatty acid esters of carbohydrates, both of mono, di and oligosaccharides and of polysaccharides, have useful properties such as surfactant, emulsifying and in some cases medicinal properties. Traditionally, such esters have usually been prepared chemically, in particular base-catalyzed reaction with fatty acid derivatives.
De chemische verestering van koolhydraten is echter weinig selectief. Boven-10 dien zijn daarbij drastische omstandigheden vereist, waardoor het koolhydraat zelf kan worden aangetast. Daardoor ontstaan talrijke ongedefinieerde en/of ongewenste bijproducten. Verder zijn voor voedingstoepassingen chemische behandelingen minder gewenst.However, the chemical esterification of carbohydrates is not very selective. Moreover, drastic conditions are required here, as a result of which the carbohydrate itself can be attacked. This creates numerous undefined and / or unwanted by-products. Furthermore, chemical treatments are less desirable for food applications.
Enzymen zoals lipasen blijken ook in staat de verestering van koolhydraten te 15 katalyseren, en wel met meer selectiviteit, in hoofdzaak alleen primaire hydroxylgroepen, en onder mildere omstandigheden. Wanneer een dergelijke enzym-gekatalyseerde verestering van koolhydraten in een watermedium wordt uitgevoerd, ligt het evenwicht sterk aan de kant van de hydrolyse, en zijn de opbrengsten aan esters bijgevolg laag. Verschillende enzymen, zoals lipasen en proteasen, blijken echter ook in organische 20 oplosmiddelen werkzaam te zijn. Veel gebruikte oplosmiddelen voor enzym-gekatalyseerde veresteringen zijn pyridine, dimethylformamide, tetrahydrofuran e.d.. Door Woudenberg c.s. (Biotechn. Bioeng. 49, 328-333 (1996)) is onlangs de selectieve verestering van disachariden met C4/C12-acylgroepen onder invloed van lipase van Candida antarctica in tert-butylalcohol beschreven. De esters van maltose en trehalose 25 worden daarbij in goede opbrengst verkregen, maar sucrose en lactose worden onder die omstandigheden nauwelijks veresterd.Enzymes such as lipases also appear to catalyze the esterification of carbohydrates, with more selectivity, mainly only primary hydroxyl groups, and under milder conditions. When such an enzyme-catalyzed esterification of carbohydrates in a water medium is carried out, the equilibrium strongly depends on the hydrolysis, and the yields of esters are consequently low. However, various enzymes, such as lipases and proteases, have also been found to be active in organic solvents. Commonly used solvents for enzyme-catalyzed esterifications are pyridine, dimethylformamide, tetrahydrofuran, etc. Recently, the selective esterification of disaccharides with C4 / C12-acyl groups by Woudenberg et al. (Biotechn. Bioeng. 49, 328-333 (1996)) is due to lipase of Candida antarctica in tert-butyl alcohol. The esters of maltose and trehalose 25 are thereby obtained in good yield, but sucrose and lactose are hardly esterified under those conditions.
Leiden de bekende enzymatische veresteringen dus niet altijd tot de gewenste opbrengst, een bijkomend nadeel van deze werkwijzen is het gebruik van organische oplosmiddelen. Het gebruik van organische oplosmiddelen gaat doorgaans gepaard met 30 afvalproblemen en met residuen in het veresteringsproduct, hetgeen zeker voor levens-middel-toepassingen ongewenst is. Enzymatische verestering zonder oplosmiddel lukt 1005947 2 NO 41257 alleen voor sorbitol en fructose in enige bruikbare mate (Ducret et al. Biotechn. Bioeng. 48, 214-221 (1995); Guillardeau et al. Tenside Surf. Det. 49, 342-344 (1992)). Andere, vooral de grotere, koolhydraten mengen onvoldoende met de vetzuurderivaten, zeker wanneer die lange ketens hebben, zodat nauwelijks of geen resultaat wordt verkregen.Thus, the known enzymatic esterifications do not always lead to the desired yield, an additional drawback of these processes is the use of organic solvents. The use of organic solvents usually involves waste problems and residues in the esterification product, which is certainly undesirable for food applications. Enzymatic esterification without solvent succeeds 1005947 2 NO 41257 only to some extent for sorbitol and fructose (Ducret et al. Biotechn. Bioeng. 48, 214-221 (1995); Guillardeau et al. Tenside Surf. Det. 49, 342-344 (1992)). Other carbohydrates, especially the larger ones, do not mix sufficiently with the fatty acid derivatives, especially when they have long chains, so that little or no results are obtained.
5 Uit EP-A-268461 is een werkwijze voor de bereiding van vetzure esters van geëpoxideerde suikers bekend, waarbij men een enzymatisch verkregen epoxide-adduct chemisch omzet met een vetzuur. Bij deze werkwijze worden di- en polysachariden gesplitst in monosachariden, zoals galactose uit lactose. Bovendien wordt de epoxide-groep altijd aan het anomere centrum ingevoerd.EP-A-268461 discloses a process for the preparation of fatty acid esters of epoxidized sugars, in which an enzymatically obtained epoxide adduct is chemically reacted with a fatty acid. In this method, di- and polysaccharides are split into monosaccharides, such as galactose from lactose. In addition, the epoxide group is always introduced at the anomeric center.
10 Gevonden is nu dat men koolhydraten doelmatig met lange acylgroepen kan veresteren, onder behoud van de ketenlengte van het koolhydraat, wanneer men het koolhydraat vooraf langs chemische weg modificeert door reactie met een epoxyalkaan. Bij koolhydraten met korte keten, met een DP (degree of polymerisation) tot ongeveer 4-6, is hiervoor in het geheel geen organisch oplosmiddel nodig. Deze werkwijze zonder 15 oplosmiddel is geschikt voor de verestering van monosachariden en vooral van di- en oligosachariden, zoals sucrose, lactose, maltose, isomaltose, lactulose, raffinose, stachyose, verbascose, kortketenig inuline, amylodextrinen e.d., in het bijzonder sucrose en lactose. Ook suikeralcoholen, in het bijzonder van disachariden zoals lactitol en maltitol, kunnen langs deze weg worden veresterd.It has now been found that carbohydrates can be effectively esterified with long acyl groups, while retaining the chain length of the carbohydrate when the carbohydrate is chemically modified in advance by reaction with an epoxyalkane. With short-chain carbohydrates, with a DP (degree of polymerization) up to about 4-6, no organic solvent is required at all. This solventless process is suitable for the esterification of monosaccharides and especially di- and oligosaccharides, such as sucrose, lactose, maltose, isomaltose, lactulose, raffinose, stachyose, verbascose, short chain inulin, amylodextrins, etc., in particular sucrose and lactose. Sugar alcohols, in particular of disaccharides such as lactitol and maltitol, can also be esterified in this way.
20 De uitgangsstoffen voor de werkwijze kunnen natuurlijke koolhydraten zijn, zoals sucrose, lactose, raffinose, zetmeel, inuline, cellulose e.d., of voorbewerkte natuurlijke koolhydraten. De eventuele voorbewerking kan bij voorbeeld een hydrolyse, in het bijzonder een enzymatische hydrolyse zijn, zoals een ketenverkorting van zetmeel (amylase), cellulose (cellulase), hemicellulose (xylanase) en inuline (inulinase). Ook 25 (semi)synthetische koolhydraten kunnen worden gebruikt.The starting materials for the process may be natural carbohydrates, such as sucrose, lactose, raffinose, starch, inulin, cellulose, etc., or pre-processed natural carbohydrates. The optional pre-treatment can for example be a hydrolysis, in particular an enzymatic hydrolysis, such as a chain shortening of starch (amylase), cellulose (cellulase), hemicellulose (xylanase) and inulin (inulinase). 25 (semi) synthetic carbohydrates can also be used.
Onder verestering zonder oplosmiddel wordt verstaan een verestering waarbij geen noemenswaardige hoeveelheden van een niet reagerend oplosmiddel - dit ter onderscheiding van het vetzuur of derivaat daarvan - wordt toegepast.Esterification without a solvent means an esterification in which no appreciable amounts of an unreacting solvent - this to distinguish it from the fatty acid or its derivative - are used.
De voorafgaande reactie met een epoxyalkaan leidt tot een hydroxyalkylderivaat 30 van het koolhydraat. Deze hydroxyalkylering kan op op zichzelf bekende wijze plaats vinden, bij voorbeeld door reactie van het koolhydraat met een overmaat epoxyalkaan, in aanwezigheid van een base, zoals natriumhydroxide, natriumbicarbonaat, kalium- 100 5947 3 NO 41257 carbonaat of triethylamine. Deze hydroxyalkylering vindt hoofdzakelijk niet aan een eventueel aanwezig anomeer centrum plaats. Als epoxyalkaan kan een monofunctioneel epoxide zoals ethyleenoxide worden toegepast, maar bij voorkeur heeft het epoxide nog een tweede functie, zoals een hydroxy-, epoxy-, amino- of thiol-groep, die later kan 5 worden geacyleerd. Voorbeelden zijn glycidol, epichloorhydrin en butaandiepoxide.The previous reaction with an epoxyalkane results in a hydroxyalkyl derivative of the carbohydrate. This hydroxyalkylation can take place in a manner known per se, for example by reacting the carbohydrate with an excess of epoxyalkane, in the presence of a base, such as sodium hydroxide, sodium bicarbonate, potassium 100 5947 3 NO 41257 carbonate or triethylamine. This hydroxyalkylation essentially does not take place at any anomeric center present. As the epoxy alkane, a monofunctional epoxide such as ethylene oxide can be used, but the epoxide preferably has a second function, such as a hydroxy, epoxy, amino or thiol group, which can be acylated later. Examples are glycidol, epichlorohydrin and butane deep oxide.
Bij wijze van voorbeeld kan de volgende algemene werkwijze voor de voorafgaande reactie met een epoxyalkaan worden gegeven. Aan 100 mmol (monosacharide-eenheden) koolhydraat in 100 ml basisch water (bijvoorbeeld 0,01-1 M loog) wordt 100 tot 800 mmol glycidol toegevoegd. Na enige uren (gewoonlijk 1 tot 5 uur, afhankelijk 10 van de temperatuur, gewoonlijk tussen 40 en 100°C) is de reactie voltooid en wordt het reactiemengsel geneutraliseerd. Het mengsel wordt ingedampt en is gereed voor enzymatische verestering.By way of example, the following general procedure for the pre-reaction with an epoxyalkane can be given. 100 to 800 mmol of glycidol is added to 100 mmol (monosaccharide units) of carbohydrate in 100 ml of basic water (e.g. 0.01-1 M lye). After a few hours (usually 1 to 5 hours, depending on the temperature, usually between 40 and 100 ° C), the reaction is complete and the reaction mixture is neutralized. The mixture is evaporated and is ready for enzymatic esterification.
De uiteindelijke verestering kan, in geval van hydroxyalkyl-koolhydraten, chemisch of enzymatisch geschieden. De chemische verestering vindt op gebruikelijke 15 wijze plaats, door reactie van een reactief derivaat van het vetzuur, zoals het chloride, het anhydride of een alkylester, gewoonlijk in overmaat, in aanwezigheid van een base en eventueel een katalysator. Bij voorkeur vindt de verestering echter enzymatisch plaats.In the case of hydroxyalkyl carbohydrates, the final esterification can be carried out chemically or enzymatically. The chemical esterification takes place in the usual manner, by reaction of a reactive derivative of the fatty acid, such as the chloride, the anhydride or an alkyl ester, usually in excess, in the presence of a base and optionally a catalyst. Preferably, however, the esterification takes place enzymatically.
De enzymatische verestering geschiedt met een lang vetzuur of derivaat daar-20 van, zoals een ester. De ethylester heeft daarbij voorkeur, omdat deze, anders dan bij voorbeeld de methylester, niet storend werkt op het veresteringsenzym. In het algemeen is de werkwijze geschikt voor het invoeren van acylgroepen, in het bijzonder acyl-groepen met ten minste 6 koolstofatomen, waarbij de voorkeur gaat naar acylgroepen met ten minste 10 koolstofatomen, tot ongeveer 24 koolstofatomen. Een product met 25 bruikbare eigenschappen wordt al verkregen met gemiddeld 0,2 lange acylgroepen per monosacharide-eenheid of met ten minste 1 lange acylgroep per molecule. In het bijzonder bereidt men een product met 0,5-1,0 C6-C20-acylgroepen per monosacharide-eenheid. Bij de disachariden bij voorbeeld bereidt men bij voorkeur een mono-C6 ~c20~ acyl- of een di- C6 C24 -acyl-derivaat of een mengsel daarvan. De lange acylgroepen 30 worden in hoofdzaak op de primaire posities ingevoerd, bij sucrose het eerst op de 6-positie van de fructose-eenheid. In de hydroxyalkyl-koolhydraten kunnen de acylgroepen ook op de hydroxyalkylgroep worden ingevoerd.The enzymatic esterification is effected with a long fatty acid or derivative thereof, such as an ester. The ethyl ester is preferred because, unlike, for example, the methyl ester, it does not interfere with the esterification enzyme. In general, the method is suitable for introducing acyl groups, especially acyl groups with at least 6 carbon atoms, with acyl groups with at least 10 carbon atoms being preferred, up to about 24 carbon atoms. A product with useful properties is already obtained with an average of 0.2 long acyl groups per monosaccharide unit or with at least 1 long acyl group per molecule. In particular, a product is prepared with 0.5-1.0 C6-C20 acyl groups per monosaccharide unit. For example, the disaccharides preferably prepare a mono-C6-C20-acyl or a di-C6-C24-acyl derivative or a mixture thereof. The long acyl groups 30 are introduced primarily at the primary positions, in sucrose the first at the 6-position of the fructose unit. In the hydroxyalkyl carbohydrates, the acyl groups can also be introduced on the hydroxyalkyl group.
1005947 NO 41257 41005947 NO 41257 4
Bij de enzymatische verestering wordt een geschikt enzym toegepast, in het bijzonder een lipase. Een voorbeeld van een bruikbare lipase is die van Candida antarctica, die in de handel onder de naam Novozym 435 verkrijgbaar is. Ook andere enzymen, waaronder bepaalde proteasen zoals subtilisine, kunnen voor de enzymatische verestering 5 worden toegepast.In the enzymatic esterification, a suitable enzyme is used, in particular a lipase. An example of a useful lipase is that of Candida antarctica, which is commercially available under the name Novozym 435. Other enzymes, including certain proteases such as subtilisin, can also be used for the enzymatic esterification.
Indien men voor de enzymatische verestering een oplosmiddel gebruikt, kan dat een polair organisch oplosmiddel zijn, zoals een alcohol, ether, keton, amide, nitril, chloride, sulfon, sulfoxide, nitril of nitroverbinding. Bij voorkeur gebruikt men een tertiaire alcohol, zoals t-butylalcohol, of bij voorbeeld dichloormethaan of dimethyl-10 formamide. Bij voorkeur is weinig of geen water aanwezig.If a solvent is used for the enzymatic esterification, it can be a polar organic solvent, such as an alcohol, ether, ketone, amide, nitrile, chloride, sulfone, sulfoxide, nitrile or nitro compound. Preferably, a tertiary alcohol, such as t-butyl alcohol, or, for example, dichloromethane or dimethyl-10-formamide is used. Preferably little or no water is present.
De uitvinding heeft ook betrekking op geacyleerde, gehydroxyalkyleerde koolhydraten, die per monosacharide-eenheid 0,5-2,0 acylgroepen en 0,5-4,0 hydroxyalkyl-groepen bevatten. Daarbij kunnen de acylgroepen zowel met hydroxylgroepen van het koolhydraat zelf, als met hydroxylgroepen van de hydroxyalkylgroepen zijn veresterd. 15 Aldus voldoen de esters volgens de uitvinding aan de formule: (Acy1)n-pSach(Hyal)m-p(HyalAcy1)p waarin Sach de koolhydraatrest, Acyl de acylgroep en Hyal de hydroxyalkylrest voorstelt, m het totaal aantal aan het koolhydraat gekoppelde hydroxyalkylgroepen, n het totaal aantal aan het koolhydraat gekoppelde acylgroepen en p het aantal via een 20 hydroxyalkylgroep aan het koolhydraat gekoppelde acylgroepen voorstelt, waarbij p een getal tussen 0 en het kleinste van m en n kan voorstellen. Ook kunnen twee of meer hydroalkylgroepen aan elkaar zijn gekoppeld zoals in het geval van 2,3-dihydroxy-propylgroependestructuurSach-0-(CH2-CHOH-CH20)-(CH2-CHOH-CH20)q-Acyl oplevert, waarin q 0-10, in het bijzonder 0-2 is.The invention also relates to acylated, hydroxyalkylated carbohydrates, which contain 0.5-2.0 acyl groups and 0.5-4.0 hydroxyalkyl groups per monosaccharide unit. The acyl groups can be esterified both with hydroxyl groups of the carbohydrate itself and with hydroxyl groups of the hydroxyalkyl groups. Thus, the esters of the invention conform to the formula: (Acy1) n-pSach (Hyal) mp (HyalAcy1) p wherein Sach represents the carbohydrate residue, Acyl the acyl group and Hyal represents the hydroxyalkyl residue, m the total number of hydroxyalkyl groups linked to the carbohydrate, n represents the total number of acyl groups coupled to the carbohydrate and p represents the number of acyl groups coupled to the carbohydrate via a hydroxyalkyl group, wherein p can represent a number between 0 and the smallest of m and n. Also, two or more hydroalkyl groups may be linked together as in the case of 2,3-dihydroxy-propyl groups structureSach-O- (CH2-CHOH-CH20) - (CH2-CHOH-CH20) q-Acyl, where q gives 0-10 , in particular, is 0-2.
25 De acylgroepen kunnen bij voorbeeld alkanoyl-, alkenoyl, alkynoyl, alkapoly- enyl-, aroyl-, arylalkanoyl- of cycloalkylalkanoyl-groepen of gesubstitueerde varianten daarvan, zoals met hydroxy, alkoxy, carboxy, amino, alkoxycarbonyl e.d. gesubstitueerde groepen zijn. Voorbeelden zijn acetyl, propionyl, caproyl, decanoyl, lauroyl, palmitoyl, stearoyl, ricinoleoyl, acryloyl, propiolyl, oleoyl, linoleyl, benzoyl, phenylacetyl, p-30 methoxycinnamoyl, nicotinoyl, cyclohexylcarboxyl, kamferoyl, en mengsels daarvan zoals mengsels van C10-C18-acylgroepen. De voorkeur gaat naar C6-C20-alkanoyl-groepen. De hydroxyalkylgroepen kunnen hydroxyethyl, hydroxy propyl, 2,3-dihydroxy- 1005947 5 NO 41257 propyl, 2,3,4-trihydroxybutyl en dergelijke zijn, in het bijzonder 2,3-dihydroxypropyl, waarbij deze groepen, naast of in plaats van de hydroxylgroepen van het koolhydraat zelf, kunnen zijn geacyleerd.The acyl groups can be, for example, alkanoyl, alkenoyl, alkynoyl, alkapolyenyl, aroyl, arylalkanoyl or cycloalkylalkanoyl groups or substituted variants thereof, such as substituted groups with hydroxy, alkoxy, carboxy, amino, alkoxycarbonyl and the like. Examples are acetyl, propionyl, caproyl, decanoyl, lauroyl, palmitoyl, stearoyl, ricinoleoyl, acryloyl, propiolyl, oleoyl, linoleyl, benzoyl, phenylacetyl, p-30 methoxycinnamoyl, nicotinoyl, cyclohexylcarboxyl, mixtures thereof, camphoroyl -acyl groups. C6-C20-alkanoyl groups are preferred. The hydroxyalkyl groups may be hydroxyethyl, hydroxy propyl, 2,3-dihydroxy-1005947 NO 41257 propyl, 2,3,4-trihydroxybutyl and the like, especially 2,3-dihydroxypropyl, these groups being in addition to or instead of the hydroxyl groups of the carbohydrate itself may be acylated.
De uitvinding heeft verder betrekking op nieuwe tussenproducten in de vorm 5 van gehydroxyalkyleerde di- of polysachariden, die per monosacharide-eenheid 0,5-4,0 2,3-dihydroxyalkylgroepen of andere 0,5-4,0 polyhydroxyalkylgroepen bevatten, in hoofdzaak of uitsluitend op andere posities dan een eventueel aanwezige anomere positie. De di- of polysachariden zijn in het bijzonder sucrose, lactose, maltose, isomaltose, cellobiose, en hogere homologen zoals maltotriose en raffinose.The invention further relates to new intermediates in the form of hydroxyalkylated di- or polysaccharides, which contain 0.5-4.0 2,3-dihydroxyalkyl groups or other 0.5-4.0 polyhydroxyalkyl groups per monosaccharide unit. or only at positions other than any anomeric position that may be present. In particular, the di- or polysaccharides are sucrose, lactose, maltose, isomaltose, cellobiose, and higher homologues such as maltotriose and raffinose.
10 De uitvinding levert oppervlakte-actieve en emulgerende verbindingen die enerzijds zijn verkregen uit hernieuwbare grondstoffen, namelijk suikers, glycerol en vetzuren, en die anderzijds biologisch afbreekbaar zijn. Daardoor zijn deze zowel wat betreft de productie als wat betreft bij de uiteindelijke verwerking milieuvriendelijk. Bovendien zijn de stoffen geschikt voor toepassing in voedingsmiddelen.The invention provides surfactant and emulsifying compounds which are obtained on the one hand from renewable raw materials, namely sugars, glycerol and fatty acids, and which are on the other hand biodegradable. As a result, they are environmentally friendly in terms of both production and final processing. In addition, the fabrics are suitable for use in foodstuffs.
15 Voorbeelden Voorbeeld 115 Examples Example 1
Verethering van sucrose met glycidol 10 g sucrose wordt opgelost in 0,15 M natriumhydroxide-oplossing en bij 80-85°C worden hieraan 3 equivalenten glycidol (t.o.v. sucrose) toegedruppeld. Na 2 uur 20 wordt het reactiemengsel afgekoeld en geneutraliseerd met verdund zoutzuur. Het reactiemengsel wordt hierna ingedampt. Onder deze condities is volgens GC-analyse op molbasis 51% glycerylsucrose gevormd en 19% van een digesubstitueerd product. Het restant is niet-omgezette sucrose.Etherification of sucrose with glycidol 10 g of sucrose are dissolved in 0.15 M sodium hydroxide solution and 3 equivalents of glycidol (relative to sucrose) are added dropwise at 80-85 ° C. After 2 hours, the reaction mixture is cooled and neutralized with dilute hydrochloric acid. The reaction mixture is then evaporated. Under these conditions, 51% glyceryl sucrose and 19% of a disubstituted product are formed on a molar basis by GC analysis. The remainder is unreacted sucrose.
Indien minder glycidol wordt gebruikt, bijvoorbeeld 1 of 2 equivalenten, daalt 25 de hoeveelheid glycerylsucrose tot respectievelijk 31% en 42%, terwijl bij een grotere hoeveelheid glycidol, bijvoorbeeld 4 of 5 equivalenten, het digesubstitueerde product het hoofdproduct wordt met respectievelijk 45% en 48%. Indien de reactie met 1,5 M natronloog wordt uitgevoerd, is de hoofdreactie de vorming van glycerol.If less glycidol is used, for example 1 or 2 equivalents, the amount of glyceryl sucrose drops to 31% and 42% respectively, while with a larger amount of glycidol, for example 4 or 5 equivalents, the disubstituted product becomes the main product by 45% and 48 respectively %. If the reaction is carried out with 1.5 M sodium hydroxide, the main reaction is the formation of glycerol.
Bij alle hierboven beschreven reacties is glycerol een nevenproduct. Aangezien 30 dit in de veresteringsstap glycerolesters als bijproduct zal geven, wordt de glycerol verwijderd door middel van kolomchromatografie over een kolom van Norit ROX 0.8.In all the reactions described above, glycerol is a by-product. Since this will give glycerol esters as a by-product in the esterification step, the glycerol is removed by column chromatography on a column of Norit ROX 0.8.
1005947 6 NO 412571005947 6 NO 41257
Glycerol wordt geëlueerd met water, waama met een gradiënt van aceton in water (tot 10%) sucrose en koppelingsproducten van glycidol en sucrose worden geëlueerd.Glycerol is eluted with water, which is followed by a gradient of acetone in water (up to 10%) sucrose and coupling products of glycidol and sucrose are eluted.
Voorbeeld 2Example 2
Enzymatische verestering van glycerylsucrose met ethylpalmitaat 5 Glycerylsucrose (2 g) dat is gesynthetiseerd met 3 equivalenten glycidol en gezuiverd van glycerol (zie voorbeeld 1) wordt gesuspendeerd in 10 ml tert-butylalcohol en 4 g ethylpalmitaat. Nadat hieraan 1 g zeoliet 5A is toegevoegd ter verwijdering van water en ethanol, wordt het reactiemengsel tot reflux verwarmd en geroerd. De reactie wordt geïnitieerd met 100 mg geïmmobiliseerde lipase van Candida antarctica. Na 24 10 uur is de conversie circa 30% met als hoofdproduct de monoesters van glycerylsucrose.Enzymatic esterification of glyceryl sucrose with ethyl palmitate. Glyceryl sucrose (2 g) synthesized with 3 equivalents of glycidol and purified from glycerol (see Example 1) is suspended in 10 ml of tert-butyl alcohol and 4 g of ethyl palmitate. After 1 g of zeolite 5A is added thereto to remove water and ethanol, the reaction mixture is heated to reflux and stirred. The reaction is initiated with 100 mg of immobilized Candida antarctica lipase. After 24 hours, the conversion is approximately 30% with the monoesters of glyceryl sucrose as the main product.
10059471005947
Claims (10)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1005947A NL1005947C2 (en) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | Method for the esterification of carbohydrates. |
PCT/NL1998/000235 WO1998050400A1 (en) | 1997-05-01 | 1998-04-28 | Method for the esterification of carbohydrates |
AU73506/98A AU7350698A (en) | 1997-05-01 | 1998-04-28 | Method for the esterification of carbohydrates |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1005947 | 1997-05-01 | ||
NL1005947A NL1005947C2 (en) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | Method for the esterification of carbohydrates. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL1005947C2 true NL1005947C2 (en) | 1998-11-03 |
Family
ID=19764892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL1005947A NL1005947C2 (en) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | Method for the esterification of carbohydrates. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU7350698A (en) |
NL (1) | NL1005947C2 (en) |
WO (1) | WO1998050400A1 (en) |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3729461A (en) * | 1970-12-23 | 1973-04-24 | Us Agriculture | Synthesis of glycosyl glycerides |
US4517360A (en) * | 1983-06-23 | 1985-05-14 | The Procter & Gamble Company | Synthesis of higher polyol fatty acid polyesters using carbonate catalysts |
US4518772A (en) * | 1983-06-23 | 1985-05-21 | The Proctor & Gamble Company | Synthesis of higher polyol fatty acid polyesters using high soap:polyol ratios |
WO1986005186A1 (en) * | 1985-02-27 | 1986-09-12 | Novo Industri A/S | Process for esterification |
US4618675A (en) * | 1982-12-28 | 1986-10-21 | Suddeutsche Zucker-Aktiengesellschaft | Derivatives and reduction products of D-glucopyranosyl-alpha(1→5)-d-arabinonic acid; and production of same |
EP0268461A2 (en) * | 1986-11-18 | 1988-05-25 | Novo Nordisk A/S | Enzymatic method for preparation of epoxy compounds |
EP0319092A2 (en) * | 1987-12-04 | 1989-06-07 | Unilever N.V. | Method of purifying crude polyol fatty acid polyesters |
EP0319091A2 (en) * | 1987-12-04 | 1989-06-07 | Unilever N.V. | Method of purifying crude polyol fatty acid polyesters |
EP0550280A1 (en) * | 1991-12-31 | 1993-07-07 | Unilever Plc | Glycolipid surfactants and compositions containing them |
JPH0662885A (en) * | 1991-04-01 | 1994-03-08 | New Japan Chem Co Ltd | Production of glycolipid |
EP0687684A1 (en) * | 1993-03-04 | 1995-12-20 | Mect Corporation | Lewis-associated compound, process for producing the same, and anti-inflammatory |
JPH09271387A (en) * | 1996-04-04 | 1997-10-21 | Lion Corp | Production of sugar fatty acid ester |
-
1997
- 1997-05-01 NL NL1005947A patent/NL1005947C2/en not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-04-28 AU AU73506/98A patent/AU7350698A/en not_active Abandoned
- 1998-04-28 WO PCT/NL1998/000235 patent/WO1998050400A1/en active Application Filing
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3729461A (en) * | 1970-12-23 | 1973-04-24 | Us Agriculture | Synthesis of glycosyl glycerides |
US4618675A (en) * | 1982-12-28 | 1986-10-21 | Suddeutsche Zucker-Aktiengesellschaft | Derivatives and reduction products of D-glucopyranosyl-alpha(1→5)-d-arabinonic acid; and production of same |
US4517360A (en) * | 1983-06-23 | 1985-05-14 | The Procter & Gamble Company | Synthesis of higher polyol fatty acid polyesters using carbonate catalysts |
US4518772A (en) * | 1983-06-23 | 1985-05-21 | The Proctor & Gamble Company | Synthesis of higher polyol fatty acid polyesters using high soap:polyol ratios |
WO1986005186A1 (en) * | 1985-02-27 | 1986-09-12 | Novo Industri A/S | Process for esterification |
US4859589A (en) * | 1986-11-18 | 1989-08-22 | Novo Industri A/S | Enzymatic method for preparation of epoxy compounds |
EP0268461A2 (en) * | 1986-11-18 | 1988-05-25 | Novo Nordisk A/S | Enzymatic method for preparation of epoxy compounds |
EP0319092A2 (en) * | 1987-12-04 | 1989-06-07 | Unilever N.V. | Method of purifying crude polyol fatty acid polyesters |
EP0319091A2 (en) * | 1987-12-04 | 1989-06-07 | Unilever N.V. | Method of purifying crude polyol fatty acid polyesters |
JPH0662885A (en) * | 1991-04-01 | 1994-03-08 | New Japan Chem Co Ltd | Production of glycolipid |
EP0550280A1 (en) * | 1991-12-31 | 1993-07-07 | Unilever Plc | Glycolipid surfactants and compositions containing them |
EP0687684A1 (en) * | 1993-03-04 | 1995-12-20 | Mect Corporation | Lewis-associated compound, process for producing the same, and anti-inflammatory |
JPH09271387A (en) * | 1996-04-04 | 1997-10-21 | Lion Corp | Production of sugar fatty acid ester |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
BERGER M ET AL: "ENZYMATIC ESTERIFICATION OF GLYCEROL I. LIPASE-CATALYZED SYNTHESIS OF REGIOISOMERICALLY PURE 1,3-SN-DIACYLGLYCEROLS", JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS' SOCIETY, vol. 69, no. 10, 1 October 1992 (1992-10-01), pages 955 - 960, XP000316488 * |
BERGER M ET AL: "ENZYMATIC ESTERIFICATION OF GLYCEROL II. LIPASE-CATALYZED SYNTHESIS OF REGIOISOMERICALLY PURE 1(3)-RAC-MONOACYLGLYCEROLS", JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS' SOCIETY, vol. 69, no. 10, 1 October 1992 (1992-10-01), pages 961 - 965, XP000316489 * |
DATABASE WPI Section Ch Week 9414, Derwent World Patents Index; Class B05, AN 94-114272, XP002061211 * |
DATABASE WPI Section Ch Week 9801, Derwent World Patents Index; Class D16, AN 98-003024, XP002061212 * |
SEINO H ET AL: "ENZYMATIC SYNTHESIS OF CARBOHYDRATE ESTERS OF FATTY ACID (I) ESTERIFICATION OF SUCROSE, GLUCOSE, FRUCTOSE AND SORBITOL", JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS' SOCIETY, vol. 61, no. 11, November 1984 (1984-11-01), pages 1761 - 1765, XP002046398 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU7350698A (en) | 1998-11-27 |
WO1998050400A1 (en) | 1998-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5141860A (en) | Preparation of acylated sucrose derivatives | |
Therisod et al. | Regioselective acylation of secondary hydroxyl groups in sugars catalyzed by lipases in organic solvents | |
Kennedy et al. | Enzyme‐catalyzed regioselective synthesis of sugar esters and related compounds | |
JP2915569B2 (en) | Preparation method of glycoside ester | |
Sarney et al. | Chemo‐enzymatic synthesis of disaccharide fatty acid esters | |
KR970011305B1 (en) | Esters of glycosides and a process for enzymatic preparation thereof | |
Lim et al. | Selective anomeric acetylation of unprotected sugars in water | |
CN108164573B (en) | Synthesis method and application of sialylated TF antigen and fluoro derivative thereof | |
Chaen et al. | Enzymatic synthesis of kojioligosaccharides using kojibiose phosphorylase | |
Shoda et al. | Green process in glycotechnology | |
Fernández-Mayoralas | Synthesis and modification of carbohydrates using glycosidases and lipases | |
Pappalardo et al. | Synthesis and characterization of arabinose-palmitic acid esters by enzymatic esterification | |
JP3375129B2 (en) | Enzymatic synthesis of carbohydrates | |
Matsumura et al. | Preparation of octyl β-D-xylobioside and xyloside by xylanase-catalyzed direct transglycosylation reaction of xylan and octanol | |
Wang et al. | Peracetylated laminaribiose: preparation by specific degradation of curdlan and its chemical conversion into N-acetylhyalobiuronic acid | |
NL1005947C2 (en) | Method for the esterification of carbohydrates. | |
US4968785A (en) | Substituted glycoside compositions | |
Taubken et al. | Syntheses of β-Mannopyranosedes by Enzymatic Approaches | |
Hartlieb et al. | Chemoenzymatic synthesis of CMP-N-acetyl-7-fluoro-7-deoxy-neuraminic acid | |
JP2014510781A (en) | N-substituted mannosamine derivative, process for its preparation and use thereof | |
Turnbull et al. | Observations on chemical and enzymatic approaches to α-2, 3-sialylated octyl β-lactoside | |
Shoda | Enzymatic glycosylation | |
Arcos et al. | Different strategies for selective monoacylation of hexoaldoses in acetone | |
JP3370670B2 (en) | Process for the enzymatic production of α-glucosides and α-glucoside esters and the use of the products thus obtained | |
US8314219B1 (en) | Green detergents from agriculture-based lipids and sugars |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20011201 |