SE519168C2 - Förfarande för Isomerisation av organogermaniumföreningar - Google Patents

Description

.. ,. . .30 . 519 168 2 Föregående isomerisationsreaktion är en jämviktsreaktion vars jämviktspunkt är 1 eller däromkring. Vid jämviktspunkten kan ca 50% av glukos isomeriseras till fruktos vid en reaktionstemperatur av ca 60°C. För att låta isomerisationen fortgå till en sådan nivå, fodras emellertid en avsevärd tid, reaktionsblandningen färgas på grund av upphettningen under en sådan lång tid och höga kostnader åsamkas av de renings- och kondensationssteg som fodras innan produkten kan marknadsföras. Därför avslutas reaktionen då isomerisa- tionen har framskridit till en fruktoshalt av ca 42%.

Såsom beskrivits i det föregående framställes sockerlagen med hög fruktoshalt för att ge massproducerad och billig glukos en sötma som liknar den hos sackaros. Då sötman hos sackaros godtyckligt tas som 100 har emellertid förutnämnda sockerlag med hög fruktoshalt och ett innehåll av ca 42% fruktos (denna fruktossockerlag beteckríasi det följande 42-procentig fruktossockerlag) en sötma av 95-100, vilket är något otillräckligt.

Därför, är det omöjligt i endast föregående isomerisationsreaktion att direkt erhålla en sockerlag med hög fruktoshalt som har samma sötma som sackaros.

Därför framställes för närvarande i industrin en 55-procentig fruktossockerlag med en sötma av 100-110 genom höjning av fruktoshalten i den 42-procentiga fruktossock- erlagen till 55%.

För att framställa en 55-procentig fruktossockerlag ur den 42-procentiga fruktos- sockerlagen, fordras emellertid en omfattande anordning såsom en reaktor fylld med ett katjonbytarharts; dessutom måste en komplicerad operation utföras, det vill säga kontinu- erlig sockeravskiljning utföres vid användning av nämnda reaktor för att erhålla en fruktossockerlag som innehåller ca 95% fruktos och sedan blandas denna fruktos med den 42-procentiga fruktossockerlagen.

Vidare kan nämnas, som isomerisation av andra föreningar med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur, till exempel isomerisation av laktos (en disackarid) till laktulos. Vid denna isomerisation, har emellertid inget verksamt enzym för isomerisation av laktos till laktulos ärmu hittats, till skillnad från föregående isomerisation av glukos till fruktos; därför utföres isomerisationen för närvarande, medelst tillsats av natriumhydroxid till laktos, i en koncentration som inte överskrider en given nivå och sedan upphettning av blandningen till 70°C eller högre för att isomerisera laktos till laktulos (japansk patent-t publikation nr 2984/1977). Detta förfarande ger emellertid ett lågt isomerisationsför- hållande, det vill säga ett lågt laktulos utbyte av 20% eller mindre (detta är lägre än fruktosutbytet). För att erhålla en sockerlösning med hög laktuloshalt har förfarandet ett problem i det att laktulossockerlagen som bildas måste kondenseras. .. .. '30 ,. 519 168 3 En avsikt med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förfarande, vilket är fritt från förutnämnda problem som vidhäftar teknikens ståndpunkt och vilket kan isomerisera en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur med ett högt isomerisationsförhållande.

En annan avsikt med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förfarande, vilket kan isomerisera en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur utan att fordra nâgra särskilda anordningar eller någon komplicerad operation.

Ytterligare en annan avsikt med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förfarande, vilket kan isomerisera en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur, med användning av ett isomerisationsenzym eller utan användning av något isomerisationsenzym. _' _ Ytterligare en avsikt med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förfarande, vilket kan isomerisera en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur utan att använda betingelser som innefattar upphettning i basisk miljö (denna betingelse är i vissa fall olämplig för isomerisationsförhållandet) också då där inget enzym, verksamt för nämnda isomerisation, har påträffats.

Ytterligare en avsikt med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett isomeri- sationsmedel eller en accelerator, verksamma i föregående förfarande.

Enligt föreliggande uppfmning tillhandahålles ett förfarande, vilket innefattar isomerisering av en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur, genom användning av eller i närvaron av en organogermaniumförening med en strukturell del som representeras av följande formel (I). 01/2 I orfz-Ge- (I) 01/2 Enligt föreliggande uppfmning tillhandahålles vidare ett isomerisationsmedel eller en accelerator, verksamma för isomerisation av en förening med aldosstruktur till en g förening med ketosstruktur, varvid medlet eller acceleratom innefattar, som en verksam komponent, en organogermaniumförening med en strukturell del som representeras av följande formel (I). i r v n s f --25 a» n w u n . . .. .310 . 519 168 4 01/2 oi/z-Ge- (I) 01/2 Figur l är en kurva som visar en relation mellan reaktionstid och isomerisations- fö rhállande .

A : Ett fall där en organogermaniumförening (23) användes som föreliggande isomerisationsmedel. Ö : Ett fall där en organogermaniumförening (18) användes som föreliggande isomerisationsmedel.

III : Ett fall där en organogermaniumförening (1) användes som föreliggande isomerisationsmedel.

O : Nollprov.

Föreliggande uppfinning beskrives i detalj i det följande.

Enligt föreliggande uppfmning utföres isomerisationen av en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur medelst användning av eller i närvaro av en organogermaniumförening med en strukturell del som representeras av föregående formel (I) medan återstående struktur är ett kedje- eller cykliskt kolväte, en substitutions- grupp eller derivat därav eller annan organisk grupp. Därför beskrives först organoger- maniumförening en med sådan struktur.

Organogerrnaniumföreningen kan exemplifieras av en förening som representeras av formel (II). 01/2 R1 R3 I I I 01/2-Ge-(C)n-CH-COX1 (II) I I 01/2 R2 519 168 [RU Rz, och R3, vilka kan vara samrna eller olika, representerar oberoende av varandra en väteatom, en lågalkylgrupp, en substituerad eller osubstituerad fenylgrupp, en karbox- ylgrupp, en karboxylalkylgrupp eller en aminogrupp som är icke-substituerad eller sub- stituerad med en lämplig grupp eller lämpliga grupper; X, representerar en hydroxyl- grupp, en O-lágalkylgrupp, en aminogrupp eller ett salt som representeras av OY, (Y, representerar en metall eller en förening som innefattar en basisk grupp); och n motsvarar en heltal av 1 eller mera], vilken innefattar som ett grundläggande skelett, en gerrnyl- karboxylsyra som är härledd genom bindning mellan en germaniumatom och karboxylsy- raderivat med tre substituenter RI, R, och R, och en syrehaltig funktionell grupp OXl, med germaniumatomen i grundskelettet bunden till syreatomer vid ett atomförhållande av 2 (gennanium) : 3 (syre).

Substituentema RI, R, och Rs, vilka kan ha varit samma eller olika, representerar oberoende av varandra en väteatom; en lågalkylgrupp såsom metyl, etyl, propyl, butyl eller liknande; en substituerad eller osubstituerad fenylgrupp; en karboxylgrupp; en karboxialkylgrupp; eller en arninogrupp som är oskyddad eller skyddad med en skydds- grupp såsom acetyl eller liknande. Substituenten X1 representerar en hydroxylgrupp, en O- lågalkylgrupp, en aminogrupp eller ett salt som representeras av OY, [Y, representerar en metall såsom natrium, kalium eller liknande (metallen behöver inte vara monovalent) eller en basisk förening, till exempel lysozym eller en basisk aminosyra såsom lysin].

Substituenterna R, och R, binder till varje kol i kolkedjan som representeras av (C)n (n är ett heltal, 1 eller större) föreligger vid a-stället på gerrnaniumatomen. I enlighet därmed så blir RI RU, Ru, ...Rln och Rzn blir Ru, Rn, ...Rzn då n är 1, 2, ...n.

Substituenten R, binder till metylengruppen som föreligger mellan nänmda kolkedja och den syrehaltiga funktionella gruppen.

De organogermaniumföreningar som används vid föreliggande uppfinning kan därför exemplifieras av dessa som visas i följande tabeller 1-5. 519 168 Iaben 1 R: N . | Fmemng (C) n Ra X1 flf | Ra 1 CH2 H oH CHa ;2 I H oH CH 3 CH2 CHs oH CHa 4 I CHa oH CH CHa | C H oH | CHa CeHs 6 I H oH CH CeHs 7 I CHs oH CH s CH2 CHzCooH oH CÖHÖ 9 I CH2CooH OH.

CH CH2 H oNa 519 168 7 Tabell2 Rl Förening Q (C) n RS X1 nr I R2 ll CH2 H NH2 CH3 _12 I H NH2 CH 13 CH2 CH3 NH2 CH3 14 I CH3 NH2 CH CH3 I C H NH2 I CH3 C6H5 16 I H NH2 CH C6H5 17 I CH3 NH2 CH 519 168 8 Tabe1l3 Rx Förening | (C) n RB X1 “f | R2 _ 18 CH2 NH2 OH CH3 l-9 I NH2 OH I CH CH3 I C NH2 OH I CH3 CHS 21 I NH2 OCH3 CH CH3 I 22 C NH2 OCH3 I CHS C6H5 23 I NH2 OH CH C6H5 24 I NH2 OCHa CH CH2 NH2 OCH3 26 CH2 NH2 ONa 519 168 9 Tabefl 4 Rl Förening I m (TI) n R 3 X 1 R2 27 CH2 NHCOCH3 OH CH3 28 I NHCOCH3 OH CH CH3 l 29 CH2 NHCOCH3 OH I CH3 CH3 I NHCOCH3 OCH3 CH CH3 I 31 C NHCOCH3 OCH3 l CH3 CGHS 32 l NHCOCH3 OH CH C6H5 33 I NHCOCH3 OCH3 CH 34 CH2 NHCOCH3 OCH3 CH2 NHCOCH3 ONa 519 168 Tabe1l5 Rl Förening _ I m <|c> ._ Ra X.

Rz 36 CHZCHZ H OH CHs 3-7 I H OH “ CHCHZ CHS 38 I H OH CHzCH 39 CHZCHZ CH, OH CoHs 40 I H OH CHCHz 41 CH2CH2 NH2 OH 42 CHzCHz H NHZ 43 CHZCHZ NHCOCHS OH 44 CHZCHZCH, H OH CHa 45 I H OH CHCH2CH2 CHs 46 I H OH CHZCHCHZ 47 CH2CH2CH2 CH3 OH CGHS 48 I H OH CHCHZCHZ 49 CHZ (GHz) 2014, H oH CHS 50 I H OH CH (CHZ) ZCH, 51 CH2(CH2)3CH2 H OH 2.5 519 168 ll Bland de föreningar som visas i tabellerna 1-5, är dessa som visas i tabellerna 1-4 och representeras av följande formel (HI) lämpliga ur tillgänglighetssynpunkt: 01/2 R4 Re I I I or/z-Ge-c-cn-coxz I I O1/2R5 (III) vari R4, R, och Ró, vilka kan vara lika eller olika, motsvarar oberoende av varandra, på samma sätt som Rl, R, och R,, en väteatom, en lâgalkylgrupp, en substituerad eller osub- stituerad fenylgrupp, en karboxylgrupp, en karboxialkylgrupp eller en aminogrupp, vilken är osubstituerad eller substituerad med en lämplig grupp eller lämpliga grupper; och X, representerar, på samma sätt som X,, en hydroxylgrupp, en O-lâgalkylgrupp, en aminog- rupp eller ett salt som representeras av OY, (Y, representerar en metall eller en förening som innehåller en basisk grupp).

Organogermaniurnföreningen med föregående struktur kan framställas medelst olika förfaranden (till exempel japansk patentpublikation nr 40159/ 1984, japansk ut- läggningsskrift nr 86890/ 1991 och japansk utläggningsskrift nr 62885/ 1990). Beskriv- ningen avser framställning av organogermaniumföreningar som representeras av formel (III)- En organogerrnaniumförening enligt formel (III) vari X, är en hydroxylgrupp, kan framställas genom, till exempel, hydrolysering av en trihalogermylpropionsyra (till exempel triklorgermylpropionsyra) med substituenterna R, till Ró, såsom visas i följande formel.

R4 R6 I I 'i nzo clzee-c-cn-coon -----> (III) I Rs En organogermaniumförening enligt formel (III) vari X, är en O-lågalkylgmpp, kan framställas genom att, till exempel föregående trildorgermylpropionsyra bringas att reagera med tionylklorid eller liknande för att omvandla nämnda syra till motsvarande syrahalid, bringa nämnda halid att reagera med en alkohol som motsvarar nämnda .. å J I l -30 . , . , 519 168 12 lâgalkylgrupp och hydrolysera reaktionsprodukten. En organogermaniumförening enligt formel (III) vari X, är en aminogrupp, kan framställas genom att, till exempel nämnda syrahalid bringas att reagera med amoniak varpå reaktionsprodukten hydrolyseras.

En organogermaniumförening enligt formel (III) vari X, är ett salt som represen- teras av OY, och Y, är en metall, kan framställas genom att en förening enligt formel (III) vari X, är en hydroxylgrupp, bringas att reagera med en hydroxid av Y,. En organoger- maniumförening enligt formel (III) vari X, är ett salt som representeras av OY, och Y, är en förening som innehåller en basisk grupp, kan syntetiseras medelst en känd syra-bas- reaktion.

Organogermaniumföreningar enligt formel (III) vari n är större än lakan framställas huvudsakligen enligt förutnämnda förfaranden. I* Att den sålunda framställda organogermaniumföreningen representeras av den i det föregående framställda allmänna formeln (II) kan väl bekräftas av resultaten av instrumentella analyser (till exempel NMR-absorptionsspektrum, IR-absorptionsspektrum) som erhållits för nänmda förening.

Formlerna (II) och (HI) som representerar organogermaniumföreningen enligt föreliggande uppfinning, representerar vardera denna förening i sin kristallform. Det är känt att. föreliggande förening, till exempel förening (H), antar en struktur som represente- ras av följande formel (IP), i vatten.

OH R1 R3 I I I on-Ge- (c|:) n-cH-coxi I OH R2 Organogerinaniurnföreningarna (II) och (III) kan representeras också av andra strukturformer. Till exempel är föreningen (II) densamma som en förening som represen- teras av följande strukturformel (H”).

Rid Rs I | Ge-(c)n-en-coxi I R2 203 519 168 13 Enligt föreliggande uppfinning kan organogermaniumföreningen som represente- ras av åtminstone en av föregâende formler användas, oberoende av deras kristallstruktu- rer.

Organogermaniumföreningen som används vid föreliggande uppfinning har mycket låg toxicitet. Till exempel i en förening (II) vari n=l, Rl=R2=R3=H och X1=OH [förening nr 1, denna förening hänvisas i det följande till som organogermanium- förening (1) i vissa fall] uppvisar ett LDSO-värde av 6 g/kg eller mera då den ges oralt till möss och 10 g/kg eller mera då den ges oralt till råttor.

Enligt föreliggande uppfinning, såsom beskrivits i föregående, isomeriseras en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur medelst användniri_g av eller i närvaro av en organogermaniumförening med en strukturdel som representeras av före- gående formel (I). Föreningen som skall isomeriseras kan vara varje förening som har, i molekylen, följande aldosstruktur som representeras av Fischers projektionsformel o H c-H (oH)H-c-oH(H) I (oH)H-c-oH(H) och vilken kan isomeriseras till en förening med följande ketosstmktur som representeras av Fischers projektionsformel ca:-on (oH)H-c-oH(H) via ett mellansteg av bildning av en cis-ene-diol-süulcttlr som visas nedan.

O .

H H \ /OH cin-on GH C * I -> H -> |C=O neon /Q\ I OH I 519 168 14 Som förening med föregående aldosstruktur, kan nämnas monosackarider och deras derivat såsom visas nedan till vänster. De isomeriseras till föreningar som visas nedan till höger. glyceraldehyd -> dihydroxiaceton erytros, treos -> erytrulos ribos, arabinos -> ribulos xylos, lyxos -> xylulos allos, altros -> psikos glukos, mannos -> fruktos gulos, idos -> sorbos ._ galaktos, talos -> tagatos Som förening med aldosstmktur, kan reducerande disackarider och deras derivat såsom visas nedan till vänster också nämnas. De isomeriseras till föreningar som visas i det följande till höger. maltos -> maltulos laktos -> laktulos Trisackarider och högre, och även polysackarider och deras derivat kan isomeri- seras. I det fallet måste de ha en aldosstruktur vid molekylens ände. För övrigt har det visats sig, för vissa (till exempel maltos och laktos) av föregående föreningar som kan isomeriseras, att inga enzymer påträffats, vilka är verksamma att isomerisera dessa till motsvarande föreningar med ketosstruktur.

Bland föreningarna med ketosstmktur, används laktulos kliniskt för behandling av psykoneuros förknippat med hyperammonemi, skakande händer och ñngrar, etc.

Vid isomerisation av en förening med aldosstruktur enligt föreliggande upp- finning, kan ett isomerisationsenzym användas om så önskas. Då inget isomerisationsen- zym användes kan isomerisationen utföras under samma betingelser som används vid konventionell isomerisation av glukos till fruktos med användning av ett isomerisationsen- zym, till exempel vid rumstemperatur till 60-90°C i närvaro av en bas såsom natrium- hydroxid, kalciumhydroxid eller liknande. Vid isomerisation utan användning av enzym, är det också möjligt att använda den basiska delen av elektrolytiskt vatten som erhålles vid polarisation av vatten med användning av en särskild anordning för detta ändamål.

Koncentrationen av organogermaniumföreningen som används vid isomerisationen är inte särskild begränsad eftersom den bestämmes beroende på isomerisationstid, önskat isomerisationsförhållande, etc. Emellertid tillsättes, som ett exempel, 1 viktprocent eller 519 168 mera av organogermaniumföreningen till 10 viktprocent lösning av föreningen med aldosstruktur.

Vid isomerisation enligt föreliggande förfarande ökar vanligen isomerisationsför- hållandet med ökande reaktionstid. Därför styrs isomerisationsförhâllandet genom styrning av reaktionstiden, varigenom ett önskat isomerisationsförhállande uppnås.

Vid isomerisationsförfarandet enligt föreliggande uppfinning kan ett isomerisa- tionsenzym användas, såsom vid konventionell isomerisation av glukos till fruktos med användning av ett isomerisationsenzym.

I det följande beskrives hur glukos isomeriseras till fruktos med användning av ett isomerisationsenzym. Först omvandlas stärkelse (till exempel majsstärkelse) till vätske- form med användning av a-amylas, framställt av, till exempel mikroorganismer-av släktet Bacillus; den resulterande vätskan underkastas sackarifikation med användning av glukoa- mylas, framställd av, till exempel Aspergillus niger, för att erhålla en stärkelsesirap. För övrigt innefattar denna stärkelsesirap ca 93-95% glukos. Vid sackarifikationen kan an- vändas, i kombination, pullulanas som är ett enzym för spjälkning av a-Ló-glukosid- bindningen i stärkelse; i detta fall är glukoshalten i den resulterande stärkelsesirapen ca 96%.

Stärkelsesirapen renas och kondenseras ifall det är nödvändigt; sedan tillsättes enligt behov, en metalljon av magnesium, mangan eller kobolt som fordras av glukosiso- meraset som används vid det där på följande isomerisationssteget. Med tanke på livsme- delssäkerhet är metalljonen lämpligen en magnesiumjon.

Den resulterande stärkelsesirapen underkastas ett isomerisationssteg. Glukosiso- meras som används vid detta steg kan vara av valfri sort, så länge som det kan isomerise- ra glukos till fruktos. Exempel på glukosisomeras är sådana enzymer som framställts av mikroorganismer som tillhör Streptomyces-släktet, Bacillus-släktet, Arthrobacter-släktet, Microbacterium-släktet, etc. Särskilda exempel på enzym är följande.

Lactobacillus brevis Bacillus coagulans Brevibacterium pentosoaminoacidium Arthrobactor sp.

Actinoplanes missouriensis Streptomyces phaeochromogenus Streptomyces rubiginosus Streptomyces albus NRRL-5778 519 168 16 Streptomyces griseofuscus Det förutnämnda glukosisomeraset lâtes verka på förutnämnda stärkelsesirap i närvaro av förutnämnda organogermaniumförening för att isomerisera glukos i socker- lösningen till fruktos. Detta steg kan utföras i en blandning av stärkelsesirap, organoger- maniumförening och glukosisomeras; det är i emellertid också möjligt att glukosisomeraset är iinmobiliserat enligt något konventionellt förfarande för framställning av ett irnmobilise- rande enzym och att stärkelsesirapen som innefattar organogerrnaniumföreningen bringas att kontinuerligt passera genom det irnmobiliserade enzymet. För övrigt kan vid före- liggande uppfinning, ett mikrobiellt cellpreparat vars protein med undantag för glukosiso- meras har inaktiverats, användas i stället för isomerisationsenzymet. ._ _ Betingelserna som används vid isomerisation av glukos till fruktos enlig-t före- liggande uppfinning, kan vara samma som används vid de konventionella kända för- farandena för isomerisation. Det vill säga att isomerisationen kan genomföras, till exempel, i neutral till svagt basisk miljö vid 60-90°C.

Vid isomerisation av glukos till fruktos enligt föreliggande uppfinning, ökar isomerisationsförhållandet med ökande reaktionstid, såsom visas i exemplen i det följande.

Därför är det möjligt att styra reaktionstiden för att styra isomerisationsförhållandet och därmed erhålla ett önskat isomerisationsförhàllande, till exempel ett isomerisationsför- hállande till fruktos av ca 55% eller mera.

Enligt föreliggande uppfinning kan mängden organogermaniumförening be- stämmas beroende på det avsedda isomerisationsförhállandet, etc. Organogerrnaniumföre- ningen kan användas i ett koncentrationsintervall av, till exempel 1/ 100 M eller mera.

Föreliggande uppfinning beskrives i det följande i närmare detalj med hänvisning till exempel.

Exempel 1 (1) Syntes av organogermaniumföreningar Triklorgermanium (Cl¿,GeH) tillsattes till akiylsyra (CHZCHCOOH) för att erhålla triklorgerrnylpropionsyra (Cl3GeCH2CH2COOH). Det hydrolyserades för att syntetisera en organogermaniumförening (1). Pâ samma sätt syntetiserades organogermaniumföre- ningarna (2) till (51). (2) Framställriing av substratlösningar En lösning som innefatta de 40% glukos och 1,2 M organogermaniumförening framställdes enligt följande förfarande. 0,8 g vattenfri glukos löstes i 0,8 ml jonbytt vatten. Till lösningen sattes, i små mängder, 0,407 g av organogennaniumföreningen (1) v» v» v -30 »n u-o nu 5129 168 17 som en isomerisationsaccelerator enligt föreliggande uppfinning [en förening som repre- senteras av formel (II) vari n=1, R1=R2=R3 och X 1=OH] medan lösningens pH hölls svagt basiskt, för att fullständigt lösa föreningen i lösningen. Därtill sattes 4,9 mg magnesiumsulfat och den resulterande blandningens pH inställdes till 8,0. Sedan tillsattes jonbytt vatten till en total volym av 2,0 ml varigenom en substratlösning hade framställts.

Två andra substratlösningar som innefattade organogerrnaniumföreningar (18) [en förening som representeras av forrnel (II) vari n=1, R,=R2=H, R3=NH2 och X1=OH] respektive (23) [en förening som representeras av formel (H) vari n=1, R1=H, R2=C6H5, R3=NH2 respektive X1=OH], framställdes på samma sätt som i det föregående med undantag för att organogermaniumföreningarna (18) och (23) användes i mängder om 0,443 g respektive 0,638 g (dessa mängder motsvarar 1,2 M germanium). _ (3) Framställning av enzym Ett isomerisationsenzym (glukosisomeras) som extraherats ur celler av Streptomy- oes griseofuscus S-41 renades enligt ett känt förfarande med användning av en jonbytesko- lonn, en gelfiltrerkolonn eller liknande, tills ett enskilt band erhölls elektroforetiskt. Det resulterande renade enzymet användes som ett standardenzym. (4) Enzymatisk isomerisationsreaktion 0,7 ml av föregående substratlösning, 0,1 ml av en 200 mM MOPS-buffertlösning (pH 8,0) och 0,2 ml av en lösning som innefattade det standardenzym som framställts i det föregående (5,69 mg/ml) sattes till ett litet provrör. Provröret placerades i vattenbad vid 60°C och blandningen i provröret underkastades en reaktion.

Prover om 50 nl av reaktionsblandningen togs och sattes, vid regelbundna intervall, till 50 pil av 0,5 N perklorsyra placerad i ett mikrokärl, för att avsluta reaktio- nen. Mängden bildad fruktos i mikrokärlet bestämdes medelst HPIJC med användning av en kolonn [LC7A, SCR-101 (N) framställd av Shimadzu Corp.] för att undersöka förändringen med tiden, av isomerisationsförhållandet för glukos till fruktos. (5) Resultat Som visas i figur 1, i nollprovet som inte innehöll organogermaniumförening, nådde reaktionen jämvikt efter ca 6 timmar och isomerisationsförhällandet var så lågt som 50%. Då organogermaniumföreningen enligt föreliggande uppfmning tillsattes som en isomerisationsaccelerator var både reaktionshastigheten i begynnelsen och isomerisations- förhållandet vid jämvikt överlägsna dessa för nollprovet. Det vill säga reaktionshastigheten i begynnelsen var 40-50% högre än för nollprovet vid alla tillfällen och där förelåg väsent- ligen inge skillnad i reaktionshastighet i begynnelsen mellan olika organogermaniumföre- Üzo 519 168 18 ningar. Däremot varierade isomerisationsförhållandet vid jämvikt beroende på typerna av organogermaniumförening som användes; och föreningen (23) gav ett isomerisationsför- hållande av 99%, föreningen (18) gav ett isomerisationsförhållande av 80% och före- ningen (1) gav ett isomerisationsförhållande av 75%.

Exempel 2 (1) Framställning av svagt basiskt elektrolysvatten medelst elektrolys Vatten bringades att passera genom en anordning för elektrolys [till exempel en Microclusterø, tillverkad av Asahi Glass Co., Ltd.]. Den basiska delen av de resulterande elektrolytiska vattnet togs till användning som ett svagt basiskt elektrolytiskt vatten. (2) Framställning av glukoslösningar .V 14 g eller 28 g vattenfri glukos löstes i ca 80 ml svagt basiskt elektrolytiskt vatten som framställts i det föregående. Samma elektrolytiska vatten tillsattes vidare till en total volym av 100 ml, varvid en 14-procentig glukoslösning och en 28-procentig glukoslösning framställdes. Den 14-procentiga glukoslösningen hade pH 9,1 och den 28-procentiga glukoslösningen hade pH 8,61 omedelbart efter framställningen. (3) Framstälhiing av lösningar av organogerrnaniumföreningar 1,847 g av organogermaniumföreningen (18) vägdes och sattes till ca 2 ml jonbytt vatten. Blandningen gjordes svagt basiskt (pH 8,00 eller pH 8,53) med en ringa mängd natriurnliydroxid. Samma jonbytavatten tillsattes vidare till en total volym av 3 ml. Den slutliga koncentrationen av föreningen (18) i lösningen var 1,67 M. (4) Isomerisation 200 ul av den 14-procentiga eller 28-procentiga glukoslösningen och-200 ul av organogermaniumföreningslösningen (pH 8,00 eller pH 8,53) sattes i ett litet provrör.

Dessutom sattes 200 ul av den 14-procentiga eller 28-procentiga glukoslösningen och 200 ul av det svagt basiska elektrolytiska vattnet i ett litet provrör. Varje provrör skakades omsorgsfullt och placerades sedan i ett vattenbad vid 80°C för att ge upphov till en reaktion. 1-3 timmar senare sattes 50 ul av reaktionsblandningen till 50 ul 0,5 N HCIO., för att avsluta reaktionen. Därefter utspäddes blandningen 100-faldigt med jonbytt vatten för att bestämma mängden bildad fruktos och mängden återstående glukos medelst HPLC med användning av 7A (en kolonn) tillverkad av Shimadzu Corp.

Resultaten visas i tabell 6. :au i v. . r i a n i. :yàb 519 168 19 Tabell 6 Köming Glukos- Reaktions- Isomerisations- koncentration 1%) blandningens pH förhållande 1%) 1 (Ge) 14 7,17 48,0 2 14 8,75 2,1 3 (Ge) 7 7,52 73,1 4 7 9,03 3,1 (Ge) ' 14 7,81 _6_5,0 6 14 8,74 2,0 7 (Ge) 7 8,15 94,7 8 7 9,03 3,5 9 (Na, Ge) 14 8,61 98,9 (Na) 14 10,62 , 32,3 , Såsom tydligt framgår ur tabell 6 var isomerisationsförhållandet för glukos 2,0 till 3,5% då en glukoslösning löstes i svagt basiskt elektrolytiskt vatten allena. Däremot då en organogermaniumföreningslösning ytterligare tillsattes var isomerisationsförhållandena för glukos 48,0 till 94,7%. Isomerisationsförhållandet för glukos var vidare 323% då natriumhydroxid sattes till en glukoslösning medan isomerisationsförhållandet för glukos var 98,9% då vidare tillsattes en lösning av organogermaniumförening.

För övrigt, i tabell 6, betecknar (Ge) fall då en lösning av organogerrnanium- förening tillsattes; (Na) betecknar ett fall där natriumhydroxid och jonbytt vatten an- vändes; i övriga fall utfördes isomerisationen med användning av endast svagt basiskt elektrolytiskt vatten och utan användning av något av (Ge) och (Na).

Exempel 3 Andra föreningar som representeras av fonneln (I) underkastades 3 timmars isomerisation på samma sätt som i exempel 2, Resultaten visas i tabell 7. Förövrigt uppvisade andra föreningar än de som visas i tabell 7 väsentligen samma isomerisations- förhållanden. 519 168' w w... z ww. www... .. w :www |_ wéw .w .wo w... .. ww. www.. a ...w wwww. n w.w .I .wo www 1 ...w w... .w 1 ...w *www f. .3 mwanwâwwwm .=ëw>=.w..w.2§w.3:w=a .mowzawwäo _... så... >Ea=oZ >8n=oZ -äouawum .fluââ w.w www ww. ...w w.. __... w.. w.w.w.w ww. ...w wé. ...ww ww.. ww :oo0/\/Wö w... ...w .ww www ww .w w.. wwwww w... w.w vw. www www ww =oou/\/\ö ä: www www .ww www www .ww ...ww wwwwww w..w www ...Ä .ww www .w =ooo\I\ö , ëzâ w... www www www ...I ...ww ...ww wwwwwwww. ww.. www www www ww ...o _ :sou o .z www www w... w... w.w .wwíww wgwwww ww. w... www ...vw ...ww ww .öoo ö w i www www w..w ...ww vw. w..ww.ww w.w..w.w..w.ww wo.. ...w ...ww www w.. ä :ooo .ö w... ...ww w.w. w... ww. ww. w... w.w..w.w www www www www www o. ....zou\/\ö ..._ wwww... ...w ...w ww. w.w w....w... ...Z ww. ow. ..ww ...w w ...ooouzmmu www wwwww. www ww wwww... ..w_....w. ...Ä ...w. www www ...vw w 58% ...ww ...ww w... www ..w www w.w wwwww w.. ww www www ...ww w =ooo\/\8 www www w... ...ww o... wwwww. wwwww w... ww. ...ww www www _. =ooo\F\å www ...ww .www ...Å w.. www v... wwwww. ww. w.w w..w www w.ww w :QÜL/Äö ...I ...w www www w.. wwwww. w......w. www __... www www www w =oou\/Tå| www.. ...ww www www ww. wow www wéwww. w.ww...w. wéw ...w www . =ooo\/\ö Gufin> ...Mmfl Eufiff ämfl =0fim> UÉÛ G0flfl> Ü-mfi Eu3n> “Mmfl Gga> U-mfl =U8a> fl-mfl -zšwå .wow z ...åšw mo... z -..Éëw :ow z ...âäw mo. z -wâfiww mowz -waëêm now z -äšå mo.. z 8.22 woš wozwx å wflfßf. »Quiz wSÉO .E uucwšnwowwoouwwtuëow. ucëfiom .annan .wow _ É... .S ._ _ a: _ so.. _ É... _ E., ß :onwk l I u ii i i; .30 1 ß I F I m» 519 168 21 Exempel 4 Samma isomerisationsförsök som i exempel 2 utfördes med ringa modifikationer.

Det vill säga att, 200 nl av en av olika sackaridlösningar och 200 nl av en av olika organogermaniumföreningslösningar sattes i ett litet provrör. Blandningen inställdes till pH 10 med en vattenhaltig natriumhydroxidlösning, varpå provröret placerades i vattenbad vid 80°C för att åstadkomma reaktion. 3 timmar senare avslutades reaktionen och mängden av varje sackarid som isomeriserats bestämdes medelst HPLC med an- vändning av 7A (kolonn) tillverkad av Shimadzu Corp.

Resultaten visas i tabell 8.

Tabell 8 Organogerrnanium Isomerisation (%) förening Galaktos Ribos Maltos Arabinos Xylose Mannos 1 38,67 27,76 78,91 20,87 40,66 37,23 8 40,60 29,60 80,41 22,22 33,26 39,18 17 16,38 27,06 53,84 7,96 25,88 16,53 22 _ 19,72 57,98 49,26 11,49 31,24 38,20 Nollprov 7,60 2,89 12,59 2,75 5,59 12,48 Såsom framgår ur föregående exempel är föreliggande isomerisationförfarande fritt från de problem som vidhäftat teknikens ståndpunkt och kan isomerisera 'en förening med aldosstuktur till en förening med ketosstruktur utan behov av någon särskild anord- ning eller komplicerade operationer.

Detta medför att isomeriserad sackaros av önskad koncentration kan tillhandahål- las i en önskad mängd, till en anläggning för livsmedelsproduktion, till exempel en an- läggning för framställning av svalkande drycker med användning av isomeriserad sacka- ros, genom att där installera en liten enhet för isomerisering, vilken tillämpar förfarandet enligt föreliggande uppfmning. Vidare, då denna isomerisationsenhet är ansluten till en produktionslinje för livsmedelsproduktion kan kostnader anknutna till transport, lagring och imnatning av råmaterial minskas väsentligt.

Vidare kan man medelst föreliggande förfarande isomerisera en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur i närvaro av eller frånvaro av ett isomeri- sationsenzym. Också då inget verksamt isomerisationsenzym påträffats för en särskild 519 168 22 förening med aldosstruktur som skall isomeriseras till motsvarande ketosstruktur, kan medelst föreliggande förfarande, en sådan förening isomerisera till en förening med ketos- struktur utan att tillgripa betingelsen som irmebär upphettning under basiska betingelser (denna betingelse är i vissa fall oförmánlig med avseende på isomerisationsförhållande).

Vidare är föreliggande isomerisationsmedel eller accelerator, vilka är verksamma för och används vid utförandet av föreliggande förfarande, mycket säkra och mycket stabila.

Claims (1)

10 15 20 25 30 Patentkrav l. Förfarande för isomerisation av en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur, k ä n n e t e c k n at av, att förfarandet utförs med användning av en organogerrnaniumförening med en strukturell del som representeras av formeln (II) 01/2 R1 Rs I I I om-Ge- (c) n-ca-coxi I 01/2 Rz (II) vari R1 R; och Rg, vilka kan varafllika eller olika, oberoende av varandra representerar en väteatom, en lågalkyl, en osubstituerad fenylgrupp, en karboxylgrupp, en karboxi alkylgrupp eller en osubstituerad aminogrupp; X1 representerar en hydroxylgrupp, en O- lågalkylgrupp, en aminogrupp eller ett salt som representeras av OYI (Yl representerar en metall eller en Förening som innefattar en basisk grupp); och n är ett heltal l eller större. 2. Förfarandekännetecknat av, att organogermaniumföreningen representeras av formel (II”) OH RI R3 I I I oH-Ge- (c) a-cn-coxi I OH R2 i en vattenhaltig lösning, eller formel (II”) RI RB I I Ge-(c)n-ca-coxi I R2 i kristallforrn, vari Rl, RZ, R3, X1 och n är såsom definierats i det föregående. 203 ._ I.. _ .i .A i 1^n~nnn^^__\n-.__n._...l\1f\011 AA- 10 15 20 25 30 a os: n 519 168 24 *i 3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n et e c k n at av, att organogermnaniumföreningen representeras av formel (III) O1/2R4R6 I I I 01/z-Ge-C-CH-C0X2 I I 0112125 (III) vari R4, RS och Ró, vilka kan vara. lika eller olika, oberoende av varandra representerar en väteatom, en lågalkylgrupp, en osubstituerad fenylgrupp, en karboxylgrupp, en karboxialkyl grupp eller en osubstituerad aminogrupp; och X2 representerar en hydroxylgrupp, en O-lågalkylgrupp, en aminogrupp eller ett salt som representeras av OY; (Yg representerar en metall eller en förening som innefattar en basisk grupp). 4. Förfarande enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n at av, att isomerisationen av en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur utföres utan användning av något enzym verksamt för den ifrågavarande isomerisationen. 5. Förfarande enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n at av, att isomerisationen av en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur utföres vid ett pH inom intervallet ca 7 till ca 9, lärnpligen ca 7 till ca 8. 6. F örfarande enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n at av, att isomerisationen av en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur utföres i svagt basiskt vatten som erhållits medelst elektrolys. 7. Förfarande enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n a t av, att föreningen med aldosstruktur är en monosackarid. 8. Förfarande enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n at av, att föreningen med aldosstruktur är glukos och att den isomeriseras till fruktos. K:\Patent\l O-\l 03280300se\Patentlcrav0208 l 3 .doc 10 15 20 25 30 :en nu 519168 2, 9. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n at av, att isomerisationen av glukos till fruktos utföres vid ett pH inom intervallet ca 7 till ca 9, lämpligen ca 7 till ca 8, samt vid en temperatur av 60-90°C. 10. F örfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n at av, att isomerisationen av glukos till fruktos utföres under styming av tiden för isomerisationsreaktion för att styra isomerisationsförhållandet. 11. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n at av, att isomerisationen av glukos till fruktos utföres tills isomerisationsförhållandet till fruktos når åtminstone ca 55%. 12. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n at a v, att isomerisationen av glukos till fruktos utföres i en lösning som är en blandning av (1) en glukoshaltig lösning, (2) en organogermaniumförening och (3) ett isomerisationsenzym. 13. Förfarande enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n at av, att föreningen med aldosstruktur är en disackarid. 14. Förfarande enligt krav 13, k ä n n e t e c k n at av, att föreningen med aldosstruktur är laktos och isomeriseras till laktulos. 15. Förfarande enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n at av, att föreningen med aldosstruktur är en oligosackarid eller en polysackarid. 16. Användning av en organogerrnaniumförening med en strukturdel representerad av formeln (II) f 01/2 Rl R3 II) 0llz-Gef(c)n"cfl'coxl ( 01/2 R2 vari Rl , R2, och Rg, vilka kan vara lika eller olika, oberoende av varandra representerar en väteatom, en lågalkylgrupp, en osubstituerad fenylgrupp, en karboxylgrupp, en karboxialkylgrupp eller en osubstituerad aminogrupp; X1 representerar en hydroxylgrupp, K:\Patent\l0-\l03280300se\Patentkrav020813.doc 10 15 20 s 1 9 1 e s šfiëïlší- ëíš- 26 en O-lågalkylgrupp, en arninogrupp eller ett salt som representeras av OYI (Yl representerar en metall eller en förening som innefattar en basisk grupp); och n är ett heltal från l eller större, som isomerisationsmedel eller accelerator för isomerisation av en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur. 17. Användning av en organogermaniumíörening med en strukturdel representerad av formeln (III) 01/2R4R6 I I I OI/z-Ge-C-CH-COXZ I I

1. /2R5 (III) vari R4, R5 och RÖ, vilka kan vara lika eller olika, oberoende av varandra representerar en väteatom, en lågalkylgrupp, en osubstituerad fenylgrupp, en karboxylgrupp, en karboxialkylgrupp eller en osubstituerad aminogrupp; och X2 representerar en hydroxylgrupp, en O-lågalkylgrupp, en aminogrupp eller ett salt som representeras av OY; (Yz representerar en metall eller en förening som innefattar en basisk grupp), som isomerisationsmedel eller accelerator för isomerisation av en förening med aldosstruktur till en förening med ketosstruktur. v.\n........\1n \|n11on1nn...\n..»....n,.....lnnQI'x AM