NL8801620A - Zuivering en scheiding van vertakte beta-cyclodextrinen. - Google Patents

Description

η 883038/vdKl/cd ♦

Korte aanduiding: Zuivering en scheiding van vertakte beta-cyclodextrinen.

Door Aanvraagster worden als uitvinders genoemd:

Robert N. Ammeraal, Allan R. Hedges, David J.Gottneid.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de zuivering en scheiding van vertakte cyclodextrinen uit een oplossing die deze bevat en, meer in het bijzonder, op de zuivering en scheiding van vertakte beta-cyclodextrinen.

5 Zetmeel is een polymeer van anhydroglycose dat voorkomt in een aantal planten zoals mais, aardappels, sorghum, rijst enz. Onafhankelijk van de plantensoort waaruit het zetmeel wordt geëxtraheerd, komt zetmeel chemisch voor in twee vormen: amylose, een rechte keten; en amylopectine, 10 een vertakte keten. Amylose is een polymeer met rechte keten van anhydroglucose-eenheden die met elkaar zijn verbonden via alfa 1,4-bindingen terwijl amylopectine een polymeer is dat bestaat uit een rechte keten van alfa-1, 4-anhydroglucose waaraan zijketens van alfa-1,4-anhydro-15 glucosepolymeren zijn gebonden. In amylopectine is de binding tussen de rechte keten en de zijketen een alfa-1,6-binding. Zetmeel bevat in het algemeen zowel amylose als amylopectinemoleculen, waarbij de hoeveelheid van elk afhangt van de bron van het zetmeel. Hoge amylose-maiszet-20 meel bijvoorbeeld bevat ongeveer een 50:50 verhouding terwijl wasachtige maïskorrelzetmeel ongeveer een 99:1 verhouding van amylopectine-amylose bevat. In het algemeen bevat elke zetmeel iets amylopectine.

Cyclodextrinen, die eveneens Schardingers-dextrinen 25 worden genoemd, cycloamylosen, cyclomaltosen en cycloglucanen zijn polymeren van ahydroglucosepolymeren, die met elkaar zijn verbonden via alfa-1,4-bindingen onder vorming van een geringde verbinding. Een ring met 6 atomen wordt alfa-cyclo-dextrine, zeven wordt beta-cyclodextrine en acht wordt 30 gamma-cyclodextrine genoemd. Deze ringen met 6, 7 en 8 atomen worden eveneens aangeduid als cyclomaltohexaose, cyclomaltoheptaose respektievelijk cyclomalto-octaose.

Vertakte cyclodextrinen zijn reeds in 1965 beschreven • 8801620 4 -2- door French en zijn medewerkers, zie French et al.,

Archives of Biochem. and Biophys. vol.III, blz. 153-160, 1965, doch zijn tot nu toe zeer weinig bestudeerd. Vertakte beta-cyclodextrinen zijn, zoals hun naam impliceert, niet-ver-5 takte beta-cyclodextrinen waaraan tenminste één anhydroglu-cose-eenheid is verbonden zodanig dat een vertakking uitsteekt uit de ringstruktuur. De vertakking is verbonden met de ring via een alfa-1,6-binding, dezelfde binding die aminopectine gebruikt om zijketens aan zijn rechte 10 keten te binden. Ter definitie betekent de uitdrukking "beta-cyclodextrinen" zonder het modificerende woord "vertakt" of "niet-vertakt" zowel vertakte beta-cyclodextrinen als niet-vertakte beta-cyclodextrinen. Vertakte en niet-vertakte beta-cyclodextrinen zullen namelijk als zodanig worden 15 aangeduid.

Cyclodextrinen bezitten een groot aantal toepassingen vanwege hun vermogen om als drager te dienen voor een aantal verbindingen, en hebben toepassing gevonden in landbouwkundig en farmaceutisch gebied alsmede op ander 20 terrein.

Vertakte beta-cyclodextrinen zijn betrekkelijk oplosbaar in water in vergelijking met niet-vertakte beta-cyclodextrinen. Meer in het bijzonder bezitten niet-vertakte beta-cyclodextrinen een oplosbaarheid van ongeveer 2 gew%, terwijl 25 vertakte beta-cyclodextrinen een oplosbaarheid bezitten van ongeveer 50 gew% en meer. Door toepassing van een vertakt beta-cyclodextrine als dragermolecuul voor een onoplosbare verbinding kan de onoplosbare verbinding worden opgelost in water.

30 Een ander belangrijk aspekt van vertakte beta-cyclo dextrinen is dat de vertakking zelf een mogelijkheid verschaft voor de vorming van derivaten van beta-cyclodextrine voor andere bijzondere toepassingen. De additie aan de vertakking bèinvloedt in het algemeen niet de ringstruktuur 35 van het beta-cyclodextrine en maakt het mogelijk dat de ringstruktuur van het vertakte beta-cyclodextrine fungeert als dragermolecuul. In het algemeen beïnvloedt de vertakking zelf niet de funktie van de ring als dragermolecuul.

Een oplossing die beta-cyclodextrinen bevat wordt .8801620 -3- gevormd door zetmeelsuspensie te behandelen met een enzym, cyclodextrineglycosyltransferase (CGT) bij de geschikte pH, temperatuur en tijdsduur voor het gekozen CGT. Het zetmeel kan afkomstig zijn uit elke gekozen plantensoort.

5 Het enzym CGT wordt verkregen uit micro-organismen zoals

Bacillus macerans, B. megaterium, B. circulans, B. stearothermohiilu en Bacillus sp. (alkalofiel) alsmede andere. De parameters voor de reaktie tussen het gekozen CGT enzym en de gekozen zetmeel zijn gebruikelijk en goed beschreven in de literatuur.

10 In het algemeen wordt het zetmeel gesuspendeerd in waterige oplossing bij een concentratie tot ongeveer 35 gew% vaste stof. De suspensie wordt daarna onderworpen aan gelering en vloeibaarmaking door enzym of zuur tot ongeveer 1 tot ongeveer 5 DE. Het voorkeursenzym voor de vloeibaarmaking 15 is bacterieel alfa-amylase. Daarna wordt het gekozen CGT

toegevoegd aan de gegeleerde en vloeibaar gemaakte suspensie en de pH, temperatuur en behandelingsduur worden aangepast afhankelijk van het gekozen enzym. In het algemeen ligt de pH tussen ongeveer 4,5 tot ongeveer 8,5, de temperatuur 20 tussen kamertemperatuur tot ongeveer 75°C en de reaktieduur bedraagt van ongeveer 10 uren tot 7 dagen. De hoeveelheid beta-cyclodextrinen zal variëren afhankelijk van de behandelings-omstandigheden en het gekozen enzym.

De niet-vertakte beta-cyclodextrinen worden daarna 25 verwijderd uit de oplossing door kristallisatie of filtratie op bekende wijze.

Onlangs is verondersteld dat vertakte beta-cyclodextrinen worden gevormd door inwerking van CGT op amylopectine op bekende wijze. Om in hoofdzaak beta-cyclodextrine te 30 vormen wordt de reaktie tussen CGT en de gegeleerde en vloeibaar gemaakte zetmeelsuspensie uitgevoerd onder een oplosmiddel zoals tolueen of p-xyleen. Dergelijke oplosmiddelen verhogen de opbrengst van beta-cyclodextrine aanzienlijk.

Normaal, wanneer zetmeel wordt behandeld.met CGT, 35 worden vertakte beta-cyclodextrinen, niet-vertakte beta-cyclodextrinen en acyclische dextrinen gevormd. Scheiding en zuivering van vertakte beta-cyclodextrinen uit oplossing is bijzonder moeilijk, en tot nu toe toegepaste methoden zijn bijzonder ingewikkeld en ongeschikt om vertakte beta- .8801620 -4- cyclodextrinen op grote schaal te scheiden van niet-vertakte beta-cyclodextrinen en acyclische dextrinen, De enige bekende methode voor de scheiding en zuivering van vertakte beta-cyclodextrinen van niet-vertakte beta-cyclodextrinen 5 en acyclische dextrinen zijn bijzondere chromatografische methoden die, overbodig te zeggen, onpraktisch zijn voor een werkelijk commerciële uitvoering.

Een praktische methode voor de scheiding en zuivering van vertakte beta-cyclodextrinen van niet-vertakte beta-cyclo-10 dextrinen en acyclische dextrinen is nu gevonden.

Ruwweg omvat de zuiverings- en scheidingswerkwijze volgens de onderhavige uitvinding dat men: een eerste neerslag en een eerste moederloog vormt uit een waterige uitgangsoplossing die vertakt beta-cyclodextrine, een 15 eerste oplossing, bevat door een beta-cyclodextrine-complex-vormend middel toe te voegen aan de waterige uitgangsoplossing; het eerste neerslag wint uit de eerste oplossing; een tweede waterige oplossing vormt met het eerste neerslag; een tweede neerslag en een tweede moederloog vormt uit 20 de tweede oplossing door toevoeging van een beta-cyclodex-trine-complexvormend middel aan de tweede oplossing; de tweede moederloog wint, en, tenslotte, vertakte beta-cyclodextrinen wint uit de tweede moederloog.

Beta-cyclodextrine-complexvormende middelen zijn 25 bekende chemicaliën.

Bij voorkeur wordt het eerste neerslag gewassen voor de vorming van de tweede oplossing. Een dergelijke wastrap omvat het gebruik van een kleine hoeveelheid water om het neerslag te wassen en tenminste een gedeelte van de 30 acyclische dextrinen van het eerste neerslag te verwijderen.

Om eveneens bij voorkeur de zuiverheid van de vertakte beta-cyclodextrinen te verhogen, inplaats van het winnen van vertakte beta-cyclodextrinen uit de tweede moederloog, wordt een derde oplossing gevormd uit de tweede moederloog 35 en wordt een beta-cyclodextrine-complexvormend middel toegevoegd aan de derde oplossing ter vorming van een derde neerslag en een derde moederloog; wordt de derde moederloog gewonnen en, worden tenslotte vertakte beta-cyclo-dextrinen gewonnen uit deze derde moederloog.

.8801620 -5-

Figuur 1 toont een ruime uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding met betrekking tot vertakte beta-cyclodextrinen; figuur 2 toont een voorkeurswastrap volgens de onderhavige uitvinding; 5 figuur 3 toont de extra trap van de vorming van een derde oplossing en derde moederloog overeenkomstig de onderhavige uitvinding; figuur 4 is een alternatieve trap overeenkomstig de onderhavige uitvinding die kan worden toegepast ter 10 verkrijging van een bijzonder zuiver vertakt beta-cyclodex-trine; figuur 5 is een ander alternatief dat kan worden toegepast in de onderhavige uitvinding.

Een waterige uitgangsoplossing of eerste oplossing, 15 toegepast in de onderhavige uitvinding, is een waterige oplossing die vertakte en niet-vertakte beta-cyclodextrinen bevat zodanig dat ongeveer 1% of meer van het totale vaste-stof-gehalte van de oplossing bestaat uit vertakte beta-cyclodextrinen en zodanig dat de niet-vertakte beta-cyclodextrinen aanwezig 20 zijn in een hoeveelheid die groter is dan van de vertakte beta-cyclodextrinen.

De waterige uitgangsoplossing of eerste oplossing kan op bekende wijze worden gevormd door behandeling van een zetmeelsuspensie met een CGT enzym bij de geschikte pH, 25 temperatuur en tijdsduur voor het bepaalde CGT enzym.

Meer in het bijzonder wordt de uitgangs- of eerste oplossing verkregen uit een zetmeelsuspensie die is behandeld met een CGT enzym bij de geschikte pH, temperatuur en tijdsduur voor het bepaalde CGT enzym, en daarna op bekende wijze 30 behandeld ter verwijdering van niet-vertakt beta-cyclo-dextrine in een kristallisatie of filtratiebewerking.

(.Gevonden is namelijk dat toepassing van de moederloog die overblijft na de commerciële produktie van beta-cyclo-dextrine door inwerking van CGT op een zetmeelsuspensie 35 een zeer goede uitgangs- of eerste oplossing verschaft voor de werkwijze van de onderhavige uitvinding.

Bij voorkeur is de zetmeel die wordt toegepast voor de vorming van de eerste of uitgangsoplossing volgens de onderhavige uitvinding wasachtig zetmeel en, meer in .8801S20 t -6- h het bijzonder, wasachtige mais.

Om in hoofdzaak vertakte beta-cyclodextrine te verkrijgen wordt de behandeling van een zetmeelsuspensie met CGT op bekende wijze uitgevoerd onder een oplosmiddel zoals 5 tolueen of p-xyleen.

Meer in het bijzonder bevat een voorkeursuitgangs-of eerste oplossing overeenkomstig de onderhavige uitvinding ongeveer 1 gew% tot ongeveer 2 gew% vertakte beta-cyclodextrine en ongeveer 5 gew% tot ongeveer 20 gew% niet-vertakte 10 beta-cyclodextrine.

Aan deze waterige uitgangsoplossing wordt een beta-cyclo-dextrinecomplexvormend middel toegevoegd ter vorming van een eerste neerslag en een eerste moederloog. Het beta-cyclodextrinecomplexvormende middel verbindt zich met 15 beta-cyclodextrine onder vorming van een complex dat neerslaat uit de oplossing. Dit complex dat neerslaat wordt aangeduid als eerste neerslag.

De toevoeging van het beta-cyclodextrine-complex-vormende middel wordt uitgevoerd op bekende wijze onder 20 toepassing van een bekende inrichting. Meer in het bijzonder wordt het beta-cyclodextrine-complexvormende middel toegevoegd aan de oplossing terwijl de oplossing wordt geroerd. De temperatuur van de uitgangsoplossing wordt bij voorkeur gehouden tussen ongeveer 10 tot ongeveer 25 25°C en, meer in het bijzonder, tussen ongeveer 15 tot ongeveer 20°C.

De eerste of uitgangsoplossing met het toegevoegde beta-cyclodextrinecomplexvormende middel laat men staan gedurende een periode van ongeveer 1 tot ongeveer 17 dagen 30 om het neerslag te vormen. Het zal de deskundige duidelijk zijn dat het neerslaan niet direkt plaatsvindt doch over een tijdsperiode. Gevonden is dat, na een periode van ongeveer 3 dagen, de gehele hoeveelheid of het belangrijkste deel van het eerste neerslag is gevormd. Het verdient 35 zeer de voorkeur dat de tijdsperiode voor de vorming Van het neerslag ongeveer 3 dagen of meer bedraagt.

De concentratie van de waterige uitgangsoplossing is bij voorkeur ongeveer 24 gew% tot ongeveer 40 gew% vaste stoffen en, meer in het bijzonder, ongeveer 30 gew% r* - — _____ .8601620 -ΙΏΒ hoeveelheid beta-cyclodextrine-complexvormend middel, toegevoegd in de eerste toevoeging van beta-cyclo-dextrine-complexvormend middel, is tenminste ongeveer 10 gew,delen gebaseerd op 100 gew.delen beta-cyclodextrine 5 in oplossing, en bij voorkeur ongeveer 20 gew.delen gebaseerd op 100 gew.delen beta-cyclodextrine in oplossing. Het eerste neerslag bevat zowel vertakte als niet-vertakte beta-cyclo-dextrinen.

Beta-cyclodextrine-complexvormende middelen zijn 10 de deskundige algemeen bekend. Bij voorkeur worden p-xyleen of tolueen toegepast, meer in het bijzonder wordt p-xyleen toegepast voor de toevoeging aan de eerste of uitgangs-oplossing.

Het winnen van het eerste neerslag vindt plaats op 15 bekende wijze onder toepassing van een bekende inrichting. Filtratie of centrifugeren kunnen worden toegepast; waarbij het filtreren de voorkeur verdient. Een dergelijke trap vormt de eerste moederloog als nevenprodukt.

De vorming van de tweede oplossing vindt plaats door 20 water te mengen met het eerste neerslag op bekende wijze onder toepassing van een bekende inrichting. Bij voorkeur wordt het neerslag opnieuw opgelost in water door het neerslag te verwarmen en te roeren onder vorming van een oplossing van ongeveer 1,0 gew% tot ongeveer 20 gew% vaste 25 stoffen, meer in het bijzonder ongeveer 10 gew%. Gevonden is dat de hoeveelheid warmte die nodig is om het eerste neerslag volledig op te lossen zodanig is dat de tweede oplossing kookt, en een gedeelte van het beta-cyclodextrine-complexvormende middel dat aanwezig is in het eerste neerslag 30 wordt verdampt.

Bij voorkeur wordt, voordat het neerslag opnieuw wordt opgelost, het neerslag op bekende wijze gewassen om een gedeelte van acyclische dextrinen te verwijderen.

Het wassen van het eerste neerslag vindt plaats door toepassing 35 van 1 of 2 ml water/g neerslag. Het wassen wordt twee tot driemaal herhaald.

De vorming van het tweede neerslag en de moederloog vindt plaats door het toevoegen van een beta-cyclodextrine-complexvormend middel aan de tweede oplossing. De toevoeging .8801620 * -8- van het beta-cyclodextrine-complexvormende middel aan de tweede oplossing vindt plaats op dezelfde wijze als de toevoeging van het beta-cyclodextrine-complexvormende middel aan de eerste of uitgangsoplossing. Tenminste ongeveer 5 10 gew.delen en, meer in het bijzonder, ongeveer 20 gew.delen beta-cyclodextrinecomplexvormend middel gebaseerd op 100 gew.delen beta-cyclodextrine in de oplossing wordt toegevoegd. De voorkeurstemperatuur van de tweede oplossing, tijdens de vorming van het tweede neerslag, ligt tussen ongeveer 10 10° tot ongeveer 25°C, en, meer in het bijzonder, ongeveer 15°C tot ongeveer 20°C.

Bij voorkeur bedraagt de tijdsperiode voor de vorming van het tweede neerslag ongeveer drie dagen of meer. Tolueen is het beta-cyclodextrine-complexvormende middel dat 15 de voorkeur verdient, toegepast bij de vorming van het tweede neerslag en de moederloog.

Het winnen van de tweede moederloog uit de tweede toevoeging van beta-cyclodextrine-complexvormend middel vindt plaats op bekende wijze onder toepassing van een 20 bekende inrichting zoals door centrifugeren of filtreren.

Bij voorkeur wordt het tweede neerslag afgefiltreerd waarbij alleen het filtraat achterblijft. Dit filtraat of moederloog bevat vertakt beta-cyclodextrine en iets niet-vertakt beta-cyclodextrine dat geen complex vprmde en deel uitmaakt 25 van het tweede neerslag.

Vertakte beta-cyclodextrinen worden gewonnen uit de tweede moederloog door de tweede loog te concentreren en te drogen ter verwijdering van de vertakte beta-cyclodextrinen. Het concentreren en drogen van de tweede loog 30 ter verkrijging van vertakte beta-cyclodextrinen vindt plaats op bekende wijze onder toepassing van een bekende inrichting.

Wanneer een hogere zuiverheid van vertakte beta-cyclodextrinen de voorkeur verdient wordt, voordat de vertakte 35 beta-cyclodextrinen worden gewonnen, een derde oplossing gevormd waaraan een beta-cyclodextrine-complexvormend middel wordt toegevoegd ter vorming van een derde neerslag en een derde moederloog. De derde moederloog wordt daarna gewonnen, en vertakte beta-cyclodextrinen gewonnen uit .8801620 <ς -9- de derde loog.

De derde oplossing wordt gevormd uit de tweede moederloog met een oplossing tussen ongeveer 1,0 gew% tot ongeveer 20 gew% vaste stoffen, en meer in het bijzonder ongeveer 5 10 gew%. In het algemeen moet de tweede moederloog worden geconcentreerd om de voorkeursoplossing met ongeveer 10 gew% vaste stoffen te verkrijgen.

De toevoeging van het beta-cyclodextrine-complexvormende middel aan de derde oplossing ter vorming van het derde 10 neerslag en de derde moederloog vindt plaats op dezelfde wijze als de toevoeging van het beta-cyclodextrine-complex-vormende middel dat is toegevoegd aan de eerste of uitgangs-oplossing en de tweede oplossing. Tenminste ongeveer 10 gew.delen en, meer in het bijzonder, ongeveer 20 gew.delen 15 beta-cyclo-dextrine-complexvormend middel wordt toegevoegd aan de derde oplossing, gebaseerd op 100 gew.delen beta-cyclodextrine in oplossing. De voorkeurstemperatuur van de derde oplossing tijdens de vorming van het derde neerslag en de moederloog ligt tussen ongeveer 10°C tot ongeveer 20 25°C, en meer in het bijzonder ongeveer 15°C tot ongeveer 20°C. Bij voorkeur bedraagt de tijdsperiode voor de vorming van het derde neerslag ongeveer 3 dagen of meer. Tolueen is het voorkeurs beta-cyclodextrine-complexvormende middel dat wordt toegepast voor de vorming van het derde neerslag 25 en de moederloog. De werkelijke toevoeging van het beta-cyclodextrine-complexvormende middel aan de derde oplossing vindt plaats op bekende wijze onder toepassing van een bekende inrichting.

Het winnen van de derde loog uit de derde oplossing 30 vindt plaats op bekende wijze onder toepassing van een bekende inrichting zoals door centrifugeren of filtreren.

Bij voorkeur vindt dit plaats door de waterige oplossing te concentreren en te drogen tot droge vaste stoffen.

Een dergelijk gedroogd produkt blijkt ongeveer 70% tot 35 ongeveer 80% vertakte beta-cyclodextrinen te bevatten.

Een alternatieve trap voor de onderhavige uitvinding is het uitvoeren van een extraktietrap. Een dergelijke trap wordt uitgevoerd met het eerste neerslag voor de tweede toevoeging van beta-cyclodextrine-complexvormend .8801620 -10- middel. De extraktietrap wordt uitgevoerd door het eerste neerslag toe te voegen aan ongeveer 9 gew.delen water, gebaseerd op 1 gew.deel neerslag, en het water en neerslag te mengen in een temperatuurstrajekt van ongeveer 20°C 5 tot ongeveer 40°C. Het is belangrijk dat deze extraktietrap wordt uitgevoerd zonder koken. De moederloog uit deze extraktietrap wordt daarna geconcentreerd en gedroogd.

De geconcentreerde en gedroogde loog verschaft vertakte beta-cyclodex-dextrinen. De vaste stof of het neerslag 10 dat achterblijft na de extraktietrap wordt daarna toegepast ter vorming van de tweede oplossing en wordt onderworpen aan de tweede toevoeging van het beta-cyclodextrine-complexvormende middel en het overige gedeelte van de werkwijze.

15 Een weer ander alternatief is het herhalen van de eerste precipitatietrap voor de vorming van de tweede oplossing. Om deze alternatieve methode uit te voeren wordt een oplossing genaamd de vierde oplossing, om onderscheid te maken tussen de andere oplossingen, gevormd 20 door het eerste neerslag te mengen met water. De vaste- stofconcentratie van deze vierde oplossing ligt bij voorkeur tussen ongeveer 24 gew% tot ongeveer 40 gew% vaste stoffen, en meer in het bijzonder ongeveer 30 gew% vaste stoffen.

Aan deze vierde oplossing wordt een beta-cyclodextrine-25 complexvormend middel toegevoegd in een hoeveelheid van ongeveer 10 delen of meer, bij voorkeur ongeveer 20 gew. delen, gebaseerd op 100 delen beta-cyclodextrine-complex-vormend middel in oplossing. Het voorkeursbeta-cyclodextrine-complexvormende middel, toegepast voor deze vierde toe-30 voeging, is p-xyleen. De toevoeging vindt plaats op bekende wijze onder toepassing van een bekende inrichting. De temperatuur van de uitgangsoplossing wordt bij voorkeur gehouden tussen ongeveer 10°C tot ongeveer 25°C, meer in het bijzonder 15°C tot 20°C. De tijdsduur voor de vorming 35 van het neerslag uit deze vierde oplossing is ongeveer 1 tot ongeveer 17 dagen. Meer de voorkeur verdient een periode van ongeveer 3 tot 7 dagen en in het bijzonder een periode van ongeveer 3 dagen of meer. Ter definitie wordt het neerslag en de moederloog uit deze vierde .1801620 -11- oplossing aangeduid als het vierde neerslag en de vierde moederloog.

Figuur 1 toont de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding waarin een uitgangsoplossing wordt gevormd, 5 8, gevolgd door de vorming, 10, van een eerste neerslag en moederloog door de toevoeging van een beta-cyclodextrine-complexvormend middel aan de uitgangsoplossing. De volgende trap is het winnen, 12, van het eerste neerslag uit de uitgangsoplossing. Daarna wordt de tweede oplos-10 sing gevormd, 14, door het eerste neerslag te verwarmen en te mengen met water. Een tweede neerslag en tweede moederloog worden gevormd, 16, uit de tweede oplossing, door toevoeging van een beta-cyclodextrine-complexvormend.''middel aan de tweede oplossing. De tweede moederloog uit de tweede 15 oplossing wordt gewonnen, 18, en tenslotte worden vertakte beta-cyclodextrinen gewonnen uit de tweede moederloog.

Figuur 2 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding waarin een wastrap 22 wordt toegepast tussen het winnen van het eerste neerslag en de vorming 20 14' van de tweede oplossing uit het gewassen eerste neerslag, met andere woorden de trappen 16 t/m 20 van figuur 1 worden uitgevoerd en, voor trap 12, worden trappen 8 en 10 uitgevoerd.

Figuur 3 toont een andere voorkeursuitvoeringsvorm 25 van de onderhavige uitvinding waarin een derde moederloog en derde neerslag worden gevormd, 24, uit een derde oplossing; waarbij de derde oplossing wordt gevormd uit de tweede moederloog. Een beta-cyclodextrine-complexvormende middel wordt toegevoegd aan deze derde oplossing ter vorming 30 van het derde neerslag en de derde moederloog. Het derde neerslag wordt gewonnen, 26, en vertakte beta-cyclo-dextrine wordt gewonnen, 28, uit de derde moederloog.

Figuur 4 toont de extraktietrap. Na het winnen 12 van het eerste neerslag uit de uitgangs- of eerste 35 oplossing wordt het eerste neerslag onderworpen aan een extraktietrap 30. Uit de extraktietrap wordt de geëxtraheerde loog gewonnen, 32, en onderworpen aan een concentratie en droogproces om vertakte beta-cyclodextrinen te winnen,34. Het gewonnen, 36, eerste neerslag, .6801620 > -12- na de extraktietrap, wordt toegepast ter vorming van de tweede oplossing 14". De trappen 16 t/m 20 worden achtereenvolgens uitgevoerd na 14".

Figuur 5 toont de herhaling van de eerste precipita-5 tietrap, waarin een vierde oplossing wordt gevormd, 38, die een concentratie bezit tussen ongeveer 24 gew% tot 40 gew%, en meer in het bijzonder ongeveer 30 gew%, door het eerste neerslag te mengen met water ter vorming van een oplossing. Een vierde neerslag en loog worden gevormd, 10 40, door toevoeging van een beta-cyclodextrine- complexvormend middel, bij voorkeur p-xyleen, aan de vierde oplossing. Nadat een vierde neerslag is gevormd, wordt het gewonnen, 42. Dit vierde neerslag wordt daarna toegepast ter vorming van de tweede oplossing 14"' in figuur 5 onder 15 toepassing van de hierboven besproken procedures.

Voorbeeld I.

Aan een waterige uitgangsoplossing die 463 g koolhydraat bevat, met 30% vaste stoffen, werd 45 ml p-xyleen toegevoegd en ongeveer 20 uren geroerd en liet men daarna 20 14 dagen staan, waarbij het eerste neerslag werd gevormd.

De oplossing werd daarna gefiltreerd dpor.'een 18,5 cm papierkussen in een Buchner-trechter onder vacuum. De filterkoek werd driemaal gewassen met ongeveer 100 ml gedestilleerd water voor elke wasbeurt. Het filtraat en 25 de waswaters werden weggeworpen en de filterkoek liet men staan om aan de lucht te drogen. Ongeveer 94 g lucht-gedroogd cyclodextrine/p-xyleen-complex werd verkregen.

De analyse die is uitgevoerd met dit materiaal is weergegeven in onderstaande tabel A. Deze analyse kan worden 30 verricht op een HPLC-kolom op bekende wijze.

TABEL A

Bestanddeel Gewich.tspercentage Totaal (g) vaste stoffen_

Acyclische be- 35 standdelen 0,25 0,19

Niet-vertakte beta-cyclodextrine 89,5 67,30

Vertakte beta- cyclodextrine 10,25 7,70 40 De filterkoek werd daarna toegevoegd aan 11 delen .1801320 -13- qedestilleerd water (846 ml) en geroerd met een magneetstaaf je gedurende ongeveer 17 uren, waarbij een extraktie-met het eerste neerslag werd uitgevoerd. Het niet-opge-loste materiaal werd afgefiltreerd en de filterkoek driemaal 5 gewassen met 100 ml porties water. De filterkoek werd daarna aan de lucht gedroogd en weggezet. Het filtraat en de waswaters werden gecombineerd en ingedampt tot een vaste stofgehalte van 10%. Ongeveer 21,1 g vaste stof was aanwezig in oplossing en 1,21 g tolueen werd toegevoegd 10 onder roeren aan de 10%'s vaste-stof-oplos- sing. Het roeren werd 3 dagen voortgezet bij kamertemperatuur. Een neerslag ontstond en het neerslag werd verwijderd door filtreren en driemaal gewassen met 24 ml porties water. Het neerslag bevatte ongeveer 63 g kool-15 hydraat. Filtraat en waswaters werden gekookt om tolueen te verwijderen, geconcentreerd en gedroogd bij 110°C.

Dit werd aangeduid als filtraat I, en het opwerken van dit filtraat is vermeld in onderstaande tabel B.

Het neerslag uit de voorgaande extraktietrap 20 (63 g koolhydraat) werd opgelost in 567 g (9 delen) gedestilleerd water onder koken om oplosmiddel te verwijderen, ter vorming van de tweede oplossing. Vervolgens werd 12,6 g tolueen (20% van de koolhydraat-vaste stoffen) toegevoegd onder roeren. Na 3 dagen werd het neerslag afgefiltreerd 25 en het verkregen filtraat onder tolueen gehouden met een concentratie van 10% vaste stoffen, de derde oplossing, gedurende 3 dagen om extra niet-vertakte beta-cyclodextrine te verwijderen. Het neerslag werd afgefiltreerd en het filtraat gekookt om tolueen te verwijderen, geconcentreerd 30 en gedroogd bij 110°C en aangeduid als filtraat II. Het opwerken van filtraat II is weergegeven in onderstaande tabel B.

.8801620 »

A

-14-

TABEL B

Bestanddeel Filtraat I Filtraat II Samengesteld % gram % gram produkt % gram

Acyclisch 4,3 0,24 3,4 0,14 1,9 0,18

Totale ver- 76,3 4,24 79,3 3,23 78,9 7,36 takt^ Abeta-5 cycloSextrine

Totale niet-vertakte beta- cyclodextrmjg _ 3 1,07 17f3 0r70 19,2 1,79 10 Totale vaste stoffen 100,0 5,55 100,0 4,06 100,0 9,’32

Het zal duidelijk zijn dat de voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding die hier zijn gekozen ter toelichting zijn bedoeld om alle veranderingen en 15 wijzigingen van de voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding te omvatten.

- Conclusies - .8801620

Claims (14)

1. Werkwijze voor de zuivering en scheiding van vertakte beta-cyclodextrinen waarbij men: (a) een eerste neerslag en een eerste moederloog 5 vormt door een beta-cyclodextrine-complexvormend . middel toe te voegen aan een eerste oplossing; (b) het eerste neerslag wint; (c) een tweede oplossing vormt door water te mengen met het eerste neerslag; 10 (d) een tweede neerslag en een tweede moederloog vormt door een beta-cyclodextrine-complexvormend middel toe te voegen aan de tweede oplossing; (e) de tweede moederloog wint; en (f) vertakte beta-cyclodextrine wint uit de tweede 15 moederloog.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, • dat het beta-cyclodextrine-complexvormende middel wordt gekozen uit p-xyleen en tolueen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 20 dat trap (a) wordt uitgevoerd bij een temperatuur tussen ongeveer 10°C tot ongeveer 25°C gedurende een periode van ongeveer 3 dagen of meer.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de trappen (a) en (d) beide worden uitgevoerd bij 25 een temperatuur van ongeveer 10°C tot ongeveer 25°C gedurende een periode van ongeveer 3 dagen of meer.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de in beide trappen (a) en (d) toegevoegde hoeveelheid beta-cyclodextrine-complexvormend middel ongeveer 20 gew.delen 30 gebaseerd op 100 gew.delen beta-cyclodextrine, aanwezig in oplossing, bedraagt.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, .880152» -16- dat het winnen in beide trappen (b) en (e) wordt uitgevoerd door filtreren.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het winnen van trap (f) wordt uitgevoerd door de tweede 5 moederloog in te dampen en te drogen ter vorming van een droog produkt.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat voorts een trap voor het wassen van het eerste neerslag 10 na trap (b) en voor trap (c) aanwezig is.

9. Werkwijze voor het zuiveren en scheiden van vertakte beta-cyclodextrinen, waarbij men: (a) een eerste neepslag en een eerste moederloog 15 vormt door een beta-cyclodextrine-complexvormend middel toe te voegen aan een eerste oplossing; (b) het eerste neerslag wint; (c) een tweede oplossing vormt door water met het eerste neerslag te mengen; 20 (d) een tweede neerslag en een tweede moederloog vormt door een beta-cyclodextrinecomplexvormend middel toe te voegen aan de tweede oplossing; (e) de tweede moederloog wint; en (f) een derde oplossing vormt uit de tweede moederloog; 25 (g) een derde neerslag en een derde moederloog vormt door een beta-cyclodextrine-complexvormend middel toe te voegen aan de derde moederloog; (h) de derde moederloog wint; en Ci) vertakte beta-cyclodextrine wint uit de derde 30 moederloog.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het beta-cyclodextrine-complexvormende middel wordt gekozen uit p-xyleen en tolueen.

11. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, 35 dat de toevoeging van een beta-cyclodextrine-complexvormend middel in de trappen (a), (d) en (h) wordt uitgevoerd „ 88 0 H2 f -17- bij een temperatuur van ongeveer 10°C tot ongeveer 25°C gedurende een periode van ongeveer 3 dagen.

12. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de hoeveelheid beta-cyclodextrine die is toegevoegd 5 in de trappen (a), (d) en (h) ongeveer 20 gew.delen bedraagt, gebaseerd op 100 gew.delen beta-cyclodextrine, die aanwezig is in oplossing.

13. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het winnen in de trappen (b), (e) en (h) wordt uitgevoerd 10 door filtreren.

14. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het winnen van trap (i) wordt uitgevoerd door de derde moederloog in te dampen en te drogen ter verkrijging van een droog produkt, . 88 D162 0