NL8802907A - Di:carbox poly-saccharide(s) prodn. - by oxidn. of di:aldehyde polysaccharide(s) using alkali(ne earth) chlorite(s) - Google Patents

Di:carbox poly-saccharide(s) prodn. - by oxidn. of di:aldehyde polysaccharide(s) using alkali(ne earth) chlorite(s) Download PDF

Info

Publication number
NL8802907A
NL8802907A NL8802907A NL8802907A NL8802907A NL 8802907 A NL8802907 A NL 8802907A NL 8802907 A NL8802907 A NL 8802907A NL 8802907 A NL8802907 A NL 8802907A NL 8802907 A NL8802907 A NL 8802907A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
chlorite
oxidation
dialdehyde
aldehyde
dicarboxy
Prior art date
Application number
NL8802907A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Avebe Coop Verkoop Prod
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avebe Coop Verkoop Prod filed Critical Avebe Coop Verkoop Prod
Priority to NL8802907A priority Critical patent/NL8802907A/en
Publication of NL8802907A publication Critical patent/NL8802907A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/20Organic compounds containing oxygen
    • C11D3/22Carbohydrates or derivatives thereof
    • C11D3/222Natural or synthetic polysaccharides, e.g. cellulose, starch, gum, alginic acid or cyclodextrin
    • C11D3/223Natural or synthetic polysaccharides, e.g. cellulose, starch, gum, alginic acid or cyclodextrin oxidised
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/02Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
    • C08B15/04Carboxycellulose, e.g. prepared by oxidation with nitrogen dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00Preparation of derivatives of starch
    • C08B31/18Oxidised starch

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

Dicarboxypolysaccharides is prepd by oxidn. of dialdehydepoly-saccharides with an ave. degree of polymerisation of at least 5 in an aq. medium using an alkali(ne earth) metal chlorite in the presence of H2O2.

Description

Werkwijze voor het vervaardigen van dicarboxypolysacchari-denProcess for the production of dicarboxypolysaccharides

Onderhavige uitvinding heeft betrekking op de oxidatie van dialdehydpolysacchariden tot dicarboxypoly-sacchariden. De verkregen produkten zijn onder andere geschikt als versterkers (builders) in wasmiddelen.The present invention relates to the oxidation of dialdehyde polysaccharides to dicarboxy polysaccharides. The products obtained are suitable, inter alia, as builders in detergents.

De functies van een versterker (builder) in wasmiddelen zijn het versterken van de waskracht en het ontharden van het waswater, bijvoorbeeld door sekwes-trering van calcium- en magnesiumionen. Bepaalde dicarboxy-polysacchariden zoals dicarboxyzetmeel bezitten uitstekende sekwestrerende eigenschappen en kunnen de veelvuldig toegepaste fosfaten in wasmiddelen (met name pentanatrium-trifosfaat) geheel of gedeeltelijk vervangen. Deze vervanging wordt gewenst omdat een te hoge concentratie van fosfaten in het afvalwater bijdraagt aan een ongecontroleerde algengroei in het oppervlaktewater. De toepassing van dicarboxyzetmeel in fosfaatvrije wasmiddelen is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.629.121. Toepassing als opgelost co-builder naast gesuspendeerd zeoliet NaA is eveneens mogelijk.The functions of an builder builder in detergents are to increase the washing power and soften the washing water, for example by sequestering calcium and magnesium ions. Certain dicarboxy polysaccharides such as dicarboxy starch have excellent sequestering properties and can replace all or part of the commonly used phosphates in detergents (especially pentasodium triphosphate). This replacement is desired because too high a concentration of phosphates in the wastewater contributes to an uncontrolled growth of algae in the surface water. The use of dicarboxy starch in phosphate-free detergents is described in U.S. Pat. No. 3,629,121. Use as a dissolved co-builder in addition to suspended zeolite NaA is also possible.

Een bekende werkwijze voor het vervaardigen van dicarboxyzetmeel is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 2.894.945. Volgens deze werkwijze wordt zetmeel met perjodaat eerst geoxideerd tot dialdehydzet-meel en vervolgens met een chlorietzout tot dicarboxyzetmeel. In figuur 1 zijn deze oxidaties geïllustreerd aan de hand van de oxidatie van een anhydroglucosemonomeer in een zetmeelmolecuul.A known method of manufacturing dicarboxy starch is described in U.S. Patent 2,894,945. According to this method, starch with periodate is first oxidized to dialdehyde starch and then with a chlorite salt to dicarboxy starch. In Figure 1, these oxidations are illustrated by the oxidation of an anhydroglucose monomer in a starch molecule.

Bij de oxidatie van polysacchariden met perjodaat vindt een selectieve oxidatie van de aanwezige vicinale diolgroepen plaats, waarbij glycolsplitsing optreedt onder vorming van een dialdehyd. Men kan dialdehydpolysacchariden vervaardigen met 0,5 tot 100% dialdehydeenheden. Een dialdehydpolysaccharide met bijvoorbeeld 50% dialdehydeenheden bevat gemiddeld per 100 monomeereenheden 50 dialdehydeenheden.In the oxidation of polysaccharides with periodate, a selective oxidation of the vicinal diol groups present takes place, whereby glycol cleavage occurs to form a dialdehyde. Dialdehyde polysaccharides can be prepared with 0.5 to 100% dialdehyde units. A dialdehyde polysaccharide with, for example, 50% dialdehyde units contains on average 50 dialdehyde units per 100 monomer units.

De aldus verkregen dialdehydpolysacchariden kunnen door verdere oxidatie met chlorietzouten omgezet worden in dicarboxypolysacchariden. Hierbij worden de aldehydgroepen of een gedeelte hiervan omgezet in carboxylgroepen. De verkregen dicarboxypolysacchariden worden ook wel aangeduid als dicarboxylpolysacchariden, gedicarboxyleerde polysacchariden, polysaccharidedicarbon-zuren of polysaccharidedicarboxylaten,The dialdehyde polysaccharides thus obtained can be converted into dicarboxy polysaccharides by further oxidation with chlorite salts. Here the aldehyde groups or a part thereof are converted into carboxyl groups. The resulting dicarboxy polysaccharides are also referred to as dicarboxyl polysaccharides, dicarboxylated polysaccharides, polysaccharide dicarboxylic acids or polysaccharide dicarboxylates,

De in het Amerikaanse octrooischrift 2.894.945 beschreven werkwijze vertoont bezwaren en nadelen.The method described in U.S. Pat. No. 2,894,945 has drawbacks and disadvantages.

Bij de oxidatie van het dialdehydzetmeel zijn tenminste 3 equivalenten chlorietzout per aldehydegroep nodig, waarvan echter maar 1 equivalent effectief gebruikt wordt voor de oxidatie van aldehydgroepen tot carboxylgroepen. De overige twee of meer equivalenten chlorietzout worden omgezet in het giftige chloordioxydegas. Deze bezwaren en nadelen maken de werkwijze volgens het Amerikaanse octrooischrift 2.894.945 onaantrekkelijk voor praktische uitvoering.Oxidation of the dialdehyde starch requires at least 3 equivalents of chlorite salt per aldehyde group, but only 1 equivalent is effectively used for the oxidation of aldehyde groups to carboxyl groups. The remaining two or more equivalents of chlorite salt are converted into the toxic chlorine dioxide gas. These drawbacks and disadvantages make the process of U.S. Pat. No. 2,894,945 unattractive for practical implementation.

De onderhavige werkwijze heeft tot doel een methode te verschaffen voor het oxideren van dialdehydpolysacchariden tot dicarboxypolysacchariden zonder dat de hiervoor genoemde bezwaren en nadelen optreden.The present method aims to provide a method for oxidizing dialdehyde polysaccharides to dicarboxy polysaccharides without the aforementioned drawbacks and disadvantages.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op werkwijzen voor het vervaardigen van dicarboxypolysacchariden door oxidatie van dialdehydpolysacchariden met een gemiddelde polymerisatiegraad van ten minste 5 in een waterig milieu met behulp van een alkalimetaal-of aardalkalimetaalchloriet, daardoor gekenmerkt, dat de oxidatie uitgevoerd wordt in aanwezigheid van waterstof-peroxyde.The present invention relates to processes for the production of dicarboxy polysaccharides by oxidation of dialdehyde polysaccharides with an average degree of polymerization of at least 5 in an aqueous medium using an alkali metal or alkaline earth metal chlorite, characterized in that the oxidation is carried out in the presence of hydrogen peroxide.

De oxidatie in aanwezigheid van waterstofperoxyde heeft voordelen ten opzichte van de werkwijze volgens Amerikaans octrooischrift 2.894.945. De werkwijze volgens de uitvinding maakt het mogelijk om de hoeveelheid benodigd chloriet te verlagen van tenminste 3 mol chloriet (bij voorkeur 4) per mol aldehydgroepen naar 1 mol chloriet per mol aldehydgroepen bij toepassing van 1 mol waterstofperoxyde als co-reagens. De selectiviteit van de oxidatie blijft hierbij behouden. Een en ander betekent een aanzienlijke kostenbesparing. Een verder voordeel van de toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding is het vermijden van het ontstaan van het giftige chloordioxydegas bij de oxidatie. Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt daarenboven ketendegradatie (depolymerisatie) grotendeels voorkomen, hetgeen resulteert in hoogmoleculaire dicarboxypolysaccha-riden.The oxidation in the presence of hydrogen peroxide has advantages over the process of U.S. Pat. No. 2,894,945. The process according to the invention makes it possible to reduce the amount of chlorite required from at least 3 moles of chlorite (preferably 4) per mole of aldehyde groups to 1 mole of chlorite per mole of aldehyde groups when using 1 mole of hydrogen peroxide as a co-reagent. The selectivity of the oxidation is thereby retained. All this means significant cost savings. A further advantage of the use of the method according to the invention is the avoidance of the formation of the toxic chlorine dioxide gas during the oxidation. In addition, in the process of the invention chain degradation (depolymerization) is largely prevented, resulting in high molecular weight dicarboxy polysaccharides.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding gaat men uit van dialdehydpolysacchariden die verkregen zijn door perjodaatoxidatie van polysacchariden met een gemiddelde polymerisatiegraad van tenminste 5 en met 2 vicinale OH-groepen in de monomeereenheden. Voorbeelden van geschikte polysacchariden zijn zetmeel en fysisch, enzymatisch en/of chemisch (gedextrineerd, geoxideerd, zuur-gemodificeerd, veresterd, veretherd en/of verknoopt) gemodificeerd zetmeel, maltodextrines, cyclodextrines, cellulose en gemodificeerde cellulosepro-dukten, dextranen en alginaten. Het percentage dialdehyd-eenheden in het te oxideren dialdehydpolysaccharide kan binnen ruime grenzen variëren, namelijk tussen 0,5 en 100%.The process according to the invention is based on dialdehyde polysaccharides obtained by periodate oxidation of polysaccharides with an average degree of polymerization of at least 5 and with 2 vicinal OH groups in the monomer units. Examples of suitable polysaccharides are starch and physically, enzymatically and / or chemically (dextrinated, oxidized, acid-modified, esterified, etherified and / or cross-linked) modified starch, maltodextrins, cyclodextrins, cellulose and modified cellulose products, dextrans and alginates. The percentage of dialdehyde units in the dialdehyde polysaccharide to be oxidized can vary within wide limits, namely between 0.5 and 100%.

De reactie wordt bij voorkeur uitgevoerd in een waterig milieu. De hoeveelheid water is niet kritisch. Bij voorkeur worden 1 tot 100 gewichtsdelen water per gewichtsdeel dialdehydpolysaccharide toegepast. Bij voorkeur wordt het reactiemedium tijdens de oxidatie geroerd.The reaction is preferably carried out in an aqueous medium. The amount of water is not critical. Preferably 1 to 100 parts by weight of water per part by weight of dialdehyde polysaccharide are used. Preferably, the reaction medium is stirred during the oxidation.

Als oxidatiemiddel worden in water oplosbare anorganische zouten van chlorigzuur toegepast, nl. alkalimetaal- of aardalkalimetaalchlorieten. Bij voorkeur worden natriumchloriet of kaliumchloriet gebruikt.As the oxidizing agent, water-soluble inorganic salts of chlorous acid are used, namely alkali metal or alkaline earth metal chlorites. Preferably sodium chlorite or potassium chlorite are used.

Teneinde een nagenoeg volledige omzetting van aldehydgroe-pen in carboxylgroepen te kunnen realiseren, is tenminste 1 mol chloriet per mol aldehydgroepen (CHO) nodig.In order to achieve a virtually complete conversion of aldehyde groups to carboxyl groups, at least 1 mole of chlorite per mole of aldehyde groups (CHO) is required.

De hoeveelheid waterstofperoxyde die wordt toegepast is bij voorkeur ongeveer 1 mol waterstofperoxyde per mol chloriet.The amount of hydrogen peroxide used is preferably about 1 mole hydrogen peroxide per mole chlorite.

Tijdens de reactie ligt de pH van het reactieme-dium bij voorkeur tussen 3 en 8. De gewenste pH kan zonodig ingesteld worden met behulp van een zwak zuur zoals azijnzuur of propionzuur. De reactietemperatuur kan binnen ruime grenzen variëren, maar ligt bij voorkeur tussen 0 en 100°C. De reactietijd is afhankelijk van de reactieomstandigheden. Tijdens de reactie wordt het dialdehydpolysaccharide geleidelijk omgezet in het veel beter oplosbare dicarboxypolysaccharide. In het geval van het polysaccharide zetmeel gaat men bij voorkeur uit van een suspensie van korrelvormig dialdehyd-zetmeel (heterogeen systeem) dat tijdens de reactie geleidelijk overgaat in een waterige oplossing van dicarboxyzetmeel (homogeen systeem).During the reaction, the pH of the reaction medium is preferably between 3 and 8. The desired pH can be adjusted, if necessary, using a weak acid such as acetic acid or propionic acid. The reaction temperature can vary within wide limits, but is preferably between 0 and 100 ° C. The reaction time depends on the reaction conditions. During the reaction, the dialdehyde polysaccharide is gradually converted into the much more soluble dicarboxy polysaccharide. In the case of the polysaccharide starch, it is preferred to start from a suspension of granular dialdehyde starch (heterogeneous system) which gradually changes into an aqueous solution of dicarboxy starch (homogeneous system) during the reaction.

Nadat de oxidatie is voltooid kan men het dicarboxypolysaccharide op verschillende manieren isoleren. Bij voorkeur wordt de pH van het reactiemedium eerst op ongeveer 9 gebracht door toevoeging van een base zoals natronloog. Een resterende hoeveelheid overmaat oxidans kan worden gereduceerd door toevoeging van bijvoorbeeld natriumsulfiet. Zoutbevattende (natriumchlo-ride, natriumacetaat) eindprodukten worden verkregen door het gehele reactiemengsel te drogen door indampen, vriesdrogen of sproeidrogen. Zoutvrije of zoutarme eindprodukten worden verkregen door het neerslaan van het dicarboxypolysaccharide als poly-natriumzout door toevoeging van een organisch oplosmiddel zoals ethanol, propanol, isopropylalcohol, aceton en dergelijke aan het reactiemengsel. Het gomachtig precipitaat kan worden gedroogd of weer worden opgelost in water en gereprecipi-teerd met bijvoorbeeld ethanol ter verdere verwijdering van zouten.After the oxidation is complete, the dicarboxy polysaccharide can be isolated in various ways. Preferably, the pH of the reaction medium is first adjusted to about 9 by adding a base such as caustic soda. A residual amount of excess oxidant can be reduced by adding, for example, sodium sulfite. Salt-containing (sodium chloride, sodium acetate) end products are obtained by drying the entire reaction mixture by evaporation, lyophilization or spray drying. Salt-free or low-salt end products are obtained by precipitating the dicarboxy polysaccharide as poly sodium salt by adding an organic solvent such as ethanol, propanol, isopropyl alcohol, acetone and the like to the reaction mixture. The gummy precipitate can be dried or redissolved in water and reprecipitated with, for example, ethanol to further remove salts.

De zouten kunnen ook door middel van dialyse (membraanschei-ding) uit het reactiemengsel verwijderd worden. Het dicarboxypolysaccharide kan vervolgens als droog produkt verkregen worden door indampen, sproeidrogen, precipitatie of vriesdrogen. Het produkt wordt verkregen als natrium-zout.The salts can also be removed from the reaction mixture by dialysis (membrane separation). The dicarboxypolysaccharide can then be obtained as a dry product by evaporation, spray drying, precipitation or freeze drying. The product is obtained as sodium salt.

Aangezien de dicarboxypolysacchariden carboxyl-groepen bevatten kunnen deze produkten voor of na de isolering uit het reactiemedium omgezet worden in de gewenste zoutvorm. Door ze bijvoorbeeld met waterige oplossingen van kaliumhydroxyde te behandelen, kunnen kaliumzouten van dicarboxypolysacchariden verkregen worden. Op overeenkomstige wijze kunnen andere organische of anorganische zouten verkregen worden bijvoorbeeld van calcium, koper, ijzer of ammonium. Door middel van ionenwisselaars kunnen de dicarboxypolysacchariden in de vrije zuurvorm omgezet worden. Voor toepassing als versterker (builder) in wasmiddelen komen met name de in water oplosbare zouten van dicarboxypolysacchariden in aanmerking.Since the dicarboxypolysaccharides contain carboxyl groups, these products can be converted into the desired salt form before or after isolation from the reaction medium. For example, by treating them with aqueous solutions of potassium hydroxide, potassium salts of dicarboxy polysaccharides can be obtained. Similarly, other organic or inorganic salts can be obtained, for example, from calcium, copper, iron or ammonium. The dicarboxy polysaccharides can be converted into the free acid form by means of ion exchangers. The water-soluble salts of dicarboxy polysaccharides are particularly suitable for use as detergent builder.

De produkten verkregen volgens de werkwijze van de uitvinding zijn geschikt als vervanger van fosfaten in wasmiddelen in hun functie als versterker (builder).The products obtained according to the method of the invention are suitable as a substitute for phosphates in detergents in their function as builder.

In het algemeen gesproken kunnen deze produkten ook toegepast worden als sekwestreermiddel van metaalionen, met name de meerwaardige metaalionen calcium, magnesium, barium, koper, ijzer en mangaan, in alle gevallen waar de aanwezigheid van deze metaalionen storende effecten kan geven. Aldus kunnen neerslagen van onoplosbare zouten in kookapparatuur, warmtewisselaars en dergelijke worden voorkomen. Verder kunnen dicarboxypolysacchariden in hoeveelheden van bijvoorbeeld 1 tot 5 gewichtsprocent opgenomen worden in zepen en synthetische wasmiddelen voor het verkrijgen van betere wasresultaten, doordat zij verwijderd vuil in suspensie houden en voorkomen dat dit vuil weer op de gewassen textielprodukten neerslaat. De karakterisering van de eindprodukten is als volgt.Generally speaking, these products can also be used as a sequestrant of metal ions, in particular the polyvalent metal ions calcium, magnesium, barium, copper, iron and manganese, in all cases where the presence of these metal ions can have disturbing effects. Thus, deposits of insoluble salts in cooking equipment, heat exchangers and the like can be prevented. Furthermore, dicarboxypolysaccharides in amounts of, for example, 1 to 5% by weight, can be included in soaps and synthetic detergents to achieve better washing results, by keeping suspended dirt in suspension and preventing it from re-depositing on the washed textile products. The characterization of the end products is as follows.

De oxidatiegraad van de dicarboxypolysacchariden wordt bepaald door middel van een zuur-base titratie.The degree of oxidation of the dicarboxy polysaccharides is determined by an acid-base titration.

Het reactieprodukt wordt nauwkeurig afgewogen, in water opgelost, en met behulp van een sterk zure ionenwisselaar in de COOH vorm gebracht. Vervolgens wordt een overmaat natriumhydroxide oplossing toegevoegd en de oplossing wordt teruggetitreerd met een zoutzuuroplossing tot pH 7, waarna het carboxylgehalte van het produkt kan worden berekend. Aangezien het aldehydgehalte van de uitgangsstof bekend is, kan hieruit de totale samenstelling van het produkt berekend worden.The reaction product is carefully weighed, dissolved in water and brought into the COOH with the aid of a strongly acidic ion exchanger. An excess of sodium hydroxide solution is then added and the solution is titrated back with a hydrochloric acid solution to pH 7, after which the carboxyl content of the product can be calculated. Since the aldehyde content of the starting material is known, the total composition of the product can be calculated from this.

De calcium-sekwestrerende capaciteit van de produkten wordt bepaald door middel van een titratie met behulp^ van een calcium-ion-selectieve electrode.The calcium sequestering capacity of the products is determined by titration using a calcium ion selective electrode.

Aan een oplossing van 100 mg dicarboxypolysaccharide (Na-zout) in 100 ml gedestilleerd water bij pH 11 (ingesteld met ammonia) en ionsterkte 0,02 (ingesteld met natriumchloride) wordt, in stappen van 0.200 ml met een interval van 2 minuten, een 0.1 M calciumchloride oplossing toegevoegd. Na elke toevoeging wordt de concentratie van niet-gecomplexeerde calciumionen gemeten met behulp van een calcium-ion-selectieve electrode.To a solution of 100 mg of dicarboxypolysaccharide (Na salt) in 100 ml of distilled water at pH 11 (adjusted with ammonia) and ionic strength 0.02 (adjusted with sodium chloride), in steps of 0.200 ml with an interval of 2 minutes, a 0.1 M calcium chloride solution added. After each addition, the concentration of uncomplexed calcium ions is measured using a calcium ion selective electrode.

De sekwestrerende capaciteit van een complexant wordt gedefinieerd als het aantal mmol calciumionen dat kan worden toegevoegd aan een oplossing van 1 gram van de complexant (bij bovenstaande condities) totdat de concentratie van niet-gecomplexeerde calciumionen hoger -5 is geworden dan 10 M (deze waarde geldt als de maximaal toelaatbare calciumconcentratie tijdens het wasproces).The sequestering capacity of a complexant is defined as the number of mmol of calcium ions that can be added to a solution of 1 gram of the complexant (under the above conditions) until the concentration of non-complexed calcium ions exceeds -5 M (this value applies as the maximum permissible calcium concentration during the washing process).

De sekwestrerende capaciteit wordt uigedrukt als mmol Ca^+/gram complexant. Ter vergelijking: De sekwestrerende capaciteit van twee veel gebruikte "builders" in wasmiddelen is: - natriumtripolyfosfaat: 2.00 mmol/g - copolymeer acrylzuur-malelnezuur (70:30): 2.78 mmol/gThe sequestering capacity is expressed as mmol Ca 2 + / gram complexant. For comparison: The sequestering capacity of two commonly used builders in detergents is: - sodium tripolyphosphate: 2.00 mmol / g - copolymer acrylic acid-maleic acid (70:30): 2.78 mmol / g

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.The invention is illustrated by the following examples.

Voorbeeld 1Example 1

Aan een suspensie van 4.0 gram dialdehydzetmeel (aldehydgehalte 99%, 50 mmol aldehydgroepen) in 200 ml water in een gethermostreerd reactievat (20°C) met een mechanische roerder werd 5.0 gram 35% waterstofperoxy-de oplossing (50 mmol) toegevoegd. Vervolgens werd in 30 minuten een oplossing van 5.66 gram natriumchloriet (80% zuiver; 50 mmol) en 1.0 gram azijnzuur (17 mmol) in 15 ml water (pH 5) toegedruppeld. Gedurende de reactie werd een oplossing van 2.5 M natriumhydroxide toegevoegd om de pH constant op 5 te houden. Na 8 uur was de reactie voltooid. Met 2.5 M natriumhydroxide oplossing werd de pH van het reactiemengsel op 9 gebracht. Door toevoegen van twee volumes 96% ethanol werd het dicarboxyzetmeel als een gomachtig precipitaat verkregen. Het precipitaat werd opgelost in 50 ml water en gevriesdroogd. Er werd 5.59 gram dicarboxyzetmeel verkregen in de vorm van het natriumzout, opbrengst 98%. Het carboxylgehalte was 7.21 mmol/g, hetgeen correspondeert met 80% oxidatie van aldehyd- naar carbonzuurgroepen. Het produkt bevat dus nog 1% vicinale diolgroepen, 20% aldehydgroepen en 79% carboxylgroepen. De calcium-sekwestrerende capaciteit is 2.67 mmol/g.To a suspension of 4.0 grams of dialdehyde starch (aldehyde content 99%, 50 mmol aldehyde groups) in 200 ml of water in a thermostated reaction vessel (20 ° C) with a mechanical stirrer, 5.0 grams of 35% hydrogen peroxide solution (50 mmol) were added. Then, a solution of 5.66 grams of sodium chlorite (80% pure; 50 mmol) and 1.0 gram of acetic acid (17 mmol) in 15 ml of water (pH 5) was added dropwise over 30 minutes. During the reaction, a solution of 2.5 M sodium hydroxide was added to keep the pH constant at 5. The reaction was completed after 8 hours. The pH of the reaction mixture was adjusted to 9 with 2.5 M sodium hydroxide solution. By adding two volumes of 96% ethanol, the dicarboxy starch was obtained as a gummy precipitate. The precipitate was dissolved in 50 ml of water and freeze-dried. 5.59 grams of dicarboxy starch were obtained in the form of the sodium salt, yield 98%. The carboxyl content was 7.21 mmol / g, which corresponds to 80% oxidation of aldehyde to carboxylic acid groups. The product thus still contains 1% vicinal diol groups, 20% aldehyde groups and 79% carboxyl groups. The calcium sequestering capacity is 2.67 mmol / g.

Voorbeeld 2Example 2

De oxidatie van dialdehydzetmelen met verschillende aldehydgehaltes werd uitgevoerd volgens de procedure van voorbeeld 1 met dien verstande dat de hoeveelheden natriumchloriet, azijnzuur en waterstofperoxyde naar rato van het aldehydgehalte van de uitgangsstof werden verminderd, zodat de molaire verhouding van de reagentia dezelfde was als in voorbeeld 1. De resultaten van deze oxidaties zijn als volgt: nr. aldehyd carboxyl conversie opbrengst sekwestreren- groepen groepen van aide- de capaciteit uitg.stof produkt hyd- naar 0 carboxyl- groepen % % % % mmol/g 1 20 13 65 82 0.16 2 46 26 57 76 0.39 53 66 41 62 80 0.99 4 87 61 70 84 2.27 5 99 79 80 98 2.67The oxidation of dialdehyde starches with different aldehyde contents was carried out according to the procedure of Example 1 with the proviso that the amounts of sodium chlorite, acetic acid and hydrogen peroxide were reduced in proportion to the aldehyde content of the starting material, so that the molar ratio of the reagents was the same as in Example 1 The results of these oxidations are as follows: No. aldehyde carboxyl conversion yield sequestering groups groups of aide capacity output product hyd- to 0 carboxyl groups%%%% mmol / g 1 20 13 65 82 0.16 2 46 26 57 76 0.39 53 66 41 62 80 0.99 4 87 61 70 84 2.27 5 99 79 80 98 2.67

Deze voorbeelden geven aan dat in alle gevallen 1 oxidatie van aldehyd- naar carbonzuurgroepen plaatsvindt.These examples indicate that in all cases 1 oxidation of aldehyde to carboxylic acid groups takes place.

Voor een uitstekende calcium-sekwestrerende capaciteit (hoger dan die van natriumtripolyfosfaat) dienen de produkten echter meer dan 60% carboxylgroepen te bevatten.However, for excellent calcium sequestering capacity (higher than that of sodium tripolyphosphate), the products should contain more than 60% carboxyl groups.

De oxidatie wordt dus bij voorkeur zo uitgevoerd dat het percentage carboxylgroepen groter is dan 60%.Thus, the oxidation is preferably conducted so that the percentage of carboxyl groups is greater than 60%.

Voorbeeld 3Example 3

Teneinde de invloed van de hoeveelheden toegepast natriumchloriet en waterstofperoxyde op de conversie van aldehyd- naar carbonzuurgroepen te bepalen werd de oxidatie uitgevoerd met een aantal verschillende reagens verhoudingen. De uitgangsstof was dialdehydzet-meel met een aldehydgehalte van 99%, de uitvoering van de experimenten was hetzelfde als in voorbeeld 1, waarbij de molaire verhouding aldehydgroepen : natriumchloriet : waterstofperoxyde gevarieerd werd volgens onderstaande tabel. De resultaten waren als volgt.In order to determine the influence of the amounts of sodium chlorite and hydrogen peroxide used on the conversion of aldehyde to carboxylic acid groups, the oxidation was carried out with a number of different reagent ratios. The starting material was dialdehyde starch with an aldehyde content of 99%, the experiments were carried out as in Example 1, the molar ratio of aldehyde groups: sodium chlorite: hydrogen peroxide being varied according to the table below. The results were as follows.

nr. reagensver- dicarboxy- conversie van opbr. sekwestr.no. reagent dicarboxy conversion of rec. sekwestr.

houding eenheden aldehyd- naar capac.attitude units aldehyde to capac.

aldehyd: in produkt carboxyl-aldehyde: in product carboxyl

NaCl02:H202 groepen % % % mmol/g 1 1 : 0.8 : 0.8 69 70 91 2.24 2 1 : 1 : 1 79 80 98 2.67 3 1 : 1.5 : 1.5 80 81 91 2.39NaCl02: H202 groups%%% mmol / g 1 1: 0.8: 0.8 69 70 91 2.24 2 1: 1: 1 79 80 98 2.67 3 1: 1.5: 1.5 80 81 91 2.39

Uit deze resultaten blijkt duidelijk dat een verhouding van 1 : 1 : 1 de beste resultaten geeft. r,en ondermaat oxidans geeft een lagere conversie van aldhyd- naar carboxylgroepen. Een overmaat oxidans geeft geen hogere conversie dan bij de 1 : 1 : 1 verhouding. Hoewel geen volledige conversie van aldehyd-naar carboxylgroepen wordt verkregen hebben alle produkten een uitstekende sekwestrerende capaciteit, met name het produkt van de oxidatie met een reagensverhouding van 1:1:1.These results clearly show that a 1: 1: 1 ratio gives the best results. r, and lower oxidant gives a lower conversion of aldhyd to carboxyl groups. An excess of oxidant does not give a higher conversion than with the 1: 1: 1 ratio. Although complete conversion of aldehyde to carboxyl groups is not obtained, all products have excellent sequestering capacity, especially the product of the oxidation with a reagent ratio of 1: 1: 1.

Voorbeeld 4Example 4

Dialdehydzetmeel met een aldehydgehalte van 99% werd geoxideerd volgens de methode van voorbeeld 1. Dezelfde uitgangsstof werd tevens geoxideerd volgens de tot nu toe bekende werkwijze volgens Amerikaans octrooischrift 2.894.945 waarbij drie (of meer) equivalenten natriumchloriet nodig zijn voor de omzetting naar dicarboxyzetmeel. Deze rectie werd als volgt uitgevoerd:Dialdehyde starch having an aldehyde content of 99% was oxidized by the method of Example 1. The same starting material was also oxidized by the hitherto known process of U.S. Patent 2,894,945 requiring three (or more) equivalents of sodium chlorite to convert to dicarboxy starch. This section was performed as follows:

Aan een suspensie van 4 gram dialdehydzetmeel (aldehydgehalte 99%; 50 mmol aldehydgroepen) in 200 ml water in een gethermostreerd reactievat (20°C) met mechanische roerder werd in 30 minuten een oplossing van 17.6 gram natriumchloriet (80%; 156 mmol) en 5.9 gram azijnzuur (98 mmol) in 25 ml water toegedruppeld. De pH is 4.0, deze liep tijdens de reactie op tot 4.5. Na 8 uur werd stikstofgas door de oplossing geleid om het chloordioxide-gas te verwijderen tot de oplossing kleurloos was.To a suspension of 4 grams of dialdehyde starch (aldehyde content 99%; 50 mmol aldehyde groups) in 200 ml water in a thermostated reaction vessel (20 ° C) with a mechanical stirrer, a solution of 17.6 grams sodium chlorite (80%; 156 mmol) was added over 30 minutes and Drop 5.9 grams of acetic acid (98 mmol) in 25 ml of water. The pH is 4.0, which rose to 4.5 during the reaction. After 8 hours, nitrogen gas was passed through the solution to remove the chlorine dioxide gas until the solution was colorless.

Met een 2.5 M oplossing van natriumhydroxide werd de oplossing op pH 9 gebracht. Door toevoegen van 2 volumes 96% ethanol werd het dicarboxyzetmeel als gomachtig precipitaat verkregen. Het precipitaat werd opgelost in 50 ml water en gevriesdroogd (opbrengst 6.54 gram; 93%; carboxylgehalte 7.68 mmol/g). Dit correspondeert met 88% oxidatie van aldehyd- naar carbonzuurgroepen.The solution was adjusted to pH 9 with a 2.5 M solution of sodium hydroxide. By adding 2 volumes of 96% ethanol, the dicarboxy starch was obtained as a gummy precipitate. The precipitate was dissolved in 50 ml of water and freeze-dried (yield 6.54 grams; 93%; carboxyl content 7.68 mmol / g). This corresponds to 88% oxidation of aldehyde to carboxylic acid groups.

Het dicarboxyzetmeel bevat dus 1% vicinale diolgroepen, 12% aldehydgroepen en 87% carboxylgroepen. De calciumsekwes-trerende capaciteit is 2.20 mmol/g. De oxidatie volgens de nieuwe methodiek (voorbeeld 1) levert een produkt met een iets geringer percentage carbonzuurgroepen (79%), de sekwestrerende capaciteit van dit produkt (2.67 mmol/g) is echter beter dan dat van het dicarboxyzetmeel bereid volgens de tot nog toe bekende procedure.Thus, the dicarboxy starch contains 1% vicinal diol groups, 12% aldehyde groups and 87% carboxyl groups. The calcium-sequestering capacity is 2.20 mmol / g. The oxidation according to the new method (example 1) yields a product with a slightly lower percentage of carboxylic acid groups (79%), however the sequestering capacity of this product (2.67 mmol / g) is better than that of the dicarboxy starch prepared according to the known procedure.

Het is duidelijk dat de enigszins geringere conversie van aldehyd- naar carbonzuurgroepen in de verbeterde methode geen nadelig effect heeft op de sekwestrerende eigenschappen van het oxidatieprodukt.Obviously, the slightly lower conversion of aldehyde to carboxylic acid groups in the improved method does not adversely affect the sequestering properties of the oxidation product.

Voorbeeld 5Example 5

Dialdehydcellulose (aldehydgehalte 98%) werd geoxideerd volgens de methode van voorbeeld 1. Het verkregen dicarboxycellulose (5.18 gram, 93% opbrengst; carboxylgehalte 7.40 mmol/g) bevat 2% vicinale diolgroepen, 16% aldehydgroepen en 82% carboxylgroepen. De sekwestrerende capaciteit is 2.30 mmol/g. Dicarboxycellulose is dus ook een uitstekend sekwestreermiddel. Het blijkt dat de aard van de glycosidische binding (ct-1,4 voor de zetmelen, 8-1,4 voor cellulose) nauwelijks invloed heeft op de sekwestrerende eigenschappen van de dicarboxy-polysacchariden.Dialdehyde cellulose (98% aldehyde content) was oxidized according to the method of Example 1. The dicarboxy cellulose obtained (5.18 grams, 93% yield; carboxyl content 7.40 mmol / g) contains 2% vicinal diol groups, 16% aldehyde groups and 82% carboxyl groups. The sequestering capacity is 2.30 mmol / g. Dicarboxy cellulose is therefore also an excellent sequestrant. It appears that the nature of the glycosidic bond (ct-1.4 for the starches, 8-1.4 for cellulose) has little influence on the sequestering properties of the dicarboxy polysaccharides.

Claims (5)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van dicarboxypoly-sacchariden door oxidatie van dialdehydpolysacchariden met een gemiddelde polymerisatiegraad van tenminste 5 in een waterig milieu met behulp van een alkalimetaal-of aardalkalimetaalchloriet, met het kenmerk, dat men de oxidatie uitvoert in aanwezigheid van waterstofperoxyde.A process for the production of dicarboxy polysaccharides by oxidation of dialdehyde polysaccharides with an average degree of polymerization of at least 5 in an aqueous medium using an alkali or alkaline earth metal chlorite, characterized in that the oxidation is carried out in the presence of hydrogen peroxide. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men als dialdehydpolysaccharide dialdehydzetmeel toepast.2. Process according to claim 1, characterized in that dialdehyde polysaccharide is used as dialdehyde polysaccharide. 3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men als dialdehydpolysaccharide dialdehydcellulose toepast.3. Process according to claim 1, characterized in that dialdehyde cellulose is used as dialdehyde polysaccharide. 4. Werkwijze volgens de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat men de oxidatie uitvoert bij een pH van 3 tot 8.4. Process according to claims 1-3, characterized in that the oxidation is carried out at a pH of 3 to 8. 5. Werkwijze volgens de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat men als chlorietzout natriumchloriet of kaliumchloriet toepast.5. Process according to claims 1-4, characterized in that the chlorite salt used is sodium chlorite or potassium chlorite.
NL8802907A 1988-11-25 1988-11-25 Di:carbox poly-saccharide(s) prodn. - by oxidn. of di:aldehyde polysaccharide(s) using alkali(ne earth) chlorite(s) NL8802907A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8802907A NL8802907A (en) 1988-11-25 1988-11-25 Di:carbox poly-saccharide(s) prodn. - by oxidn. of di:aldehyde polysaccharide(s) using alkali(ne earth) chlorite(s)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8802907 1988-11-25
NL8802907A NL8802907A (en) 1988-11-25 1988-11-25 Di:carbox poly-saccharide(s) prodn. - by oxidn. of di:aldehyde polysaccharide(s) using alkali(ne earth) chlorite(s)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8802907A true NL8802907A (en) 1990-06-18

Family

ID=19853286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8802907A NL8802907A (en) 1988-11-25 1988-11-25 Di:carbox poly-saccharide(s) prodn. - by oxidn. of di:aldehyde polysaccharide(s) using alkali(ne earth) chlorite(s)

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL8802907A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0892041A1 (en) * 1997-07-15 1999-01-20 Instituut Voor Agrotechnologisch Onderzoek (Ato-Dlo) Use of oxidised polysaccharides in detergent compositions
WO2000075070A1 (en) * 1999-06-07 2000-12-14 Sca Hygiene Products Zeist B.V. Process for regenerating periodic acid

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0892041A1 (en) * 1997-07-15 1999-01-20 Instituut Voor Agrotechnologisch Onderzoek (Ato-Dlo) Use of oxidised polysaccharides in detergent compositions
WO1999003961A1 (en) * 1997-07-15 1999-01-28 Instituut Voor Agrotechnologisch Onderzoek (Ato-Dlo) Use of oxidised polysaccharides in detergent compositions
WO2000075070A1 (en) * 1999-06-07 2000-12-14 Sca Hygiene Products Zeist B.V. Process for regenerating periodic acid
US6538132B1 (en) 1999-06-07 2003-03-25 Sca Hygiene Product Zeist B.V. Process for regenerating periodic acid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2029542C (en) Method for the preparation of polydicarboxysaccharides, and substitutes for phosphates in detergents, based on the polydicarboxysaccharides
US5541316A (en) Process for the production of polysaccharide-based polycarboxylates
AU639193B2 (en) Calcium-sequestering agents based on oxidised carbohydrates and their use as builders for detergents
US5959101A (en) Production of polysaccharide-based polycarboxylates
US3873614A (en) Process for preparing oxidized carbohydrates and products
JPH05506685A (en) Process for producing calcium-binding polycarboxy compounds based on polysaccharides and substitution of phosphates in detergents based on polycarboxy compounds
US5777090A (en) Carboxymethyl inulin
JPH04356513A (en) Graft copolymer of monosaccharide, oligosaccharide, polysaccharide and derivative thereof, its manufacture, and detergent and cleaning agent additive made from the copolymer
WO1996038484A1 (en) Oxidized polymeric carbohydrate ethers for use as sequestering agent, and methods for the preparation thereof
US5484914A (en) Process for the production of oxyacids from carbohydrates
US3985728A (en) Carboxymethylated materials derived from wood molasses and process for making same
Besemer et al. Dicarboxy‐Starch by Sodium Hypochlorite/Bromide Oxidation and Its Calcium Binding Properties
JPS591089B2 (en) Method for manufacturing ion exchange materials
NL8802907A (en) Di:carbox poly-saccharide(s) prodn. - by oxidn. of di:aldehyde polysaccharide(s) using alkali(ne earth) chlorite(s)
EP0892041A1 (en) Use of oxidised polysaccharides in detergent compositions
EP1189834B1 (en) Process for regenerating periodic acid
WO1998025972A1 (en) Fructan-polycarboxylic acid
EP2812359A1 (en) Method for the manufacture of concentrated aqueous solutions of alkali metal salt of carboxymethyl fructan
US4100342A (en) Process of producing dextrin carboxylates
EP0840777B1 (en) Process for the production of a detergent builder/activators
NL1004793C2 (en) Method for the oxidation of starch with periodate.
US3941771A (en) Dextrin carboxylates and their use as detergent builders
US4029590A (en) Dextrin carboxylates and their use as detergent builders
Haaksman et al. The oxidation of the aldehyde groups in dialdehyde starch
JP3357996B2 (en) Method for producing sequestering oligomer compound and detergent composition containing the oligomer compound

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed