CS231686B1 - Spósob přípravy 4-0-metyl-D-glukoróno-D-xylánov - Google Patents

Abstract

Vynález sa týká sposobu přípravy 4-0-metyl-D-glukoróno-D-xylanov. Podstata přípravy spočívá v tom, že z delignifikovaných pilin listnatých dřevin sa po odstranění kontaminujúcich polysacharidov použitím 1 až 5 % vodného roztoku hydroxidu amónneho extrahujú D-xylány v dvoch následných exstrakčných stupnoch 3 až 8 , a 10 až 18 % vodnými roztokmi hydroxidu sodného alebo 3 až 12 X a 15 až 24 % vod- , nými roztokmi hydroxidu draselného pri ' teplote 15 až 30 °C po dobu 1 až 5 h. ® Z alkalických extraktov sa D-xylány izolujú zrážením v dvojnásobnom objemovom množstve etylalkoholu a neutralizujú až po prvej dekantácii. Vynález má použitie v priemysle celuΐδζο-papierenskom, potravinárskom, chemickom a farmaceutickom.

Description

(54) Spósob přípravy 4-0-metyl-D-glukoróno-D-xylánov

Vynález sa týká sposobu přípravy 4-0-metyl-D-glukoróno-D-xylanov. Podstata přípravy spočívá v tom, že z delignifikovaných pilin listnatých dřevin sa po odstranění kontaminujúcich polysacharidov použitím 1 až 5 % vodného roztoku hydroxidu amónneho extrahujú D-xylány v dvoch následných exstrakčných stupnoch 3 až 8 , a 10 až 18 % vodnými roztokmi hydroxidu sodného alebo 3 až 12 X a 15 až 24 % vod, nými roztokmi hydroxidu draselného pri ' teplote 15 až 30 °C po dobu 1 až 5 h.

® Z alkalických extraktov sa D-xylány izolujú zrážením v dvojnásobnom objemovom množstve etylalkoholu a neutralizujú až po prvej dekantácii.

Vynález má použitie v priemysle celuΐδζο-papierenskom, potravinárskom, chemickom a farmaceutickom.

231 686

231 686

Vynález sa tyká spósobu pripravy 4-0-metyl-D-glukurónoD-xylánov.

Postupy pripravy D-xylánov z rastlinných materiálov predstavujú zložitý komplex operácii, zahrňujúci delignifikáciu východiskovéj suroviny, viacstupňové extrakcie róznymi chemikáliemi a izoláciu polysacháridov z extraktov. Získané preparáty sú do rózneho stupňa kontaminované inými, v póvodnom materiáli přítomnými polysacharidmi. Technicky náročnými purifikačnými sposobmi, napr. krátkodobým termickým predspracovaním východiskovéj suroviny, použitím dusíkovej atmosféry pri extrakciách, připadne opakovaným prezrážaním róznymi činidlami, sa sice dosiahne vačšia čistota D-xylánových prepařátov, avšak často na úkor ich výtažku ^T. E. Timell; Adv. Carbohydrate Chem. 255,(1964); AO 195 527]. Příprava D-xylánov týmito sposobmi je náročná nielen na chemikálie a energiu, ale aj na čas a technické zariadenie, čo nepriaznivo ovplyvňuje ekonomiku výrobního procesu.

Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje spósob přípravy 4-0-metyl-D-glukuróno-D*xylánov podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že sa z delignifikovaných pilin listnatých dřevin odstránia kontaminujúce polysacharidy použitím 1 až 5 % vodného roztoku hydroxidu amonného pri teplote 15 až 30 °C po dobu 1 až 5 h. D-xylány sa extrahujú v dvoch následných extrakčných stupňoch za použitia 3 až 8 % a 10 až 18 % vodných roztokov hydroxidu sodného alebo 3 až 12 % a 15 až 24 % vodných roztokov hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 °C po dobu 1 až 5 h za miešania. Z alkalických extraktov sa D-xylány izolujú výzrážaním v dvojnásobnom objemovom množstve etylalkoholu a po prvej dekantácii sa suspenzia neutralizuje kyselinou octovou alebo solnou. Vyzrážané D-xylány sa po premývaní 75 až 80 % zregenerovaným

231 686 alkoholem, vysusia buS následným premývanim 96 % etylalkoholom a acetónom, lyofilizáciou alebo iným spósobom·

Výhodou navrhovaného spósobu pripravy 4-0-metyl-D-glukuróno-D-xylánov oproti doterajším postupom pripravy je, že předmětný spósob je ekonomicky efektivnější, pretože už v dvoch extrakčných stupňoch sa vodnými roztokmi hydroxidu sodného alebo draselného izolujú D-xylány chemicky čisté, lišiace sa obsahom kyseliny 4-0-metyl-D-glukurónovej a molekulovou hmotnosťou, vo výťažkoch 60 až 85 % povodně přítomných psntózanov bez použitia dusikovej atmosféry a termického predspracovania. Postup je tiež menej náročný na chemikálie, čas a prevádzkové zaradenie a je možné ho aplikovat na piliny a dřev nú mučku róznych listnatých dřevin, připadne na polobuničiny s vysokým obsahom hemicelulóz. Extrahovaný zbytok pilin představuje celulózový materiál s vlastnosťami, vhodnými na použitie v papierenskom priemysle.

Přiklad 1

Suspenzia vzduchosuchých pilin bukového dřeva (30 kg)

27,5 % pentózanov v 330 1 vody sa za miešania v 500 1 reaktore ohřeje na teplotu 50 °C a postupné sa v troch rovnakých dávkách přidává 4,5 1 98 % kyseliny octovej a 20 kg chloritanu sodného. Reakčná zmes sa zahraje na teplotu 70 °C a udržuje po dobu 1 h pri tejto teplote chladenim vodou. Po přidáni 100 1 vody sa reakcia ukonči, roztok sa odpustí a delignifikovaný materiál sa premyje čtyřikrát 300 1 vody. Potom sa vlhké piliny za miešania extrahujú 200 1 1 % vodného roztoku hydroxidu amonného pri teplote 20 °C po dobu 2 h, potom sa extrakt odpustí a kanalizuje. K extrakčnému zbytku sa přidá 200 1 5 % vodného roztoku hydroxidu sodného a suspenzia sa mie ša pri teplote 20 °C po dobu 2 h. Extrakt sa odpustí a piliny sa premyjú 200 1 5 % vodného roztoku hydroxidu sodného a spojené extrakty sa po filtrácii na kameninových nučoch cez silonová tkaninu zrážajú do 800 1 96 % etylalkoholu. Rýchlo sedimentujúca zrazenina po prvej dekantácii vodnoalkoholického roz toku alkálii filtruje v kameninových nučoch a premýva zregenerovaným 75 až 80 % etylalkoholom, obsahujúcim 2 % kyseliny octovej na neutralizáciu přítomných alkálii a potom Sálej premýva 80 % etylalkoholom do konštantného obsahu popola. Vlhká zrazenina sa suspenduje vo voda a lyofilizuje. Získá sa 4-03

231 686 metyl-D-glukuróno-O-xylán I vo výtažku 16,9 vtahované na a.s. piliny, ktorý obsahuje z neutrálnych cukrov 98 % D-xylozy a 19,3 % urónových kyselin a má priemernú molekulová hmotnost (M) 18 610. Chemická struktura izolovaného D-xylánu sa

Π *1 Z potvrdila metylačnou analýzou a °C-NMR spektroskópiou. Extrahované piliny sa následné miešajú s 200 1 10 vodného roztoku hydroxidu sodného pri teplote 20 °C po dobu 2 h. Získaný extrakt sa₅spracuje ako v predchádzajúcom stupni a na zrážanie sa použije zregenerpvaný etylalkohol. Získaný izolovaný 4-0-metyl-D-glukuróno-D-xylán II (vo výtažku 5,6 % na a.s. piliny obsahuje z neutrálnych cukrov 93 % D-xylózy a 13,4 % urónových kyselin a má priemernú raolekulovú hmotnosť (M_p)

460. Oeho chemická štruktúra bola potvrdená metylačnou analýzou a ^JC-NMR spektroskópiou.

Příklad 2

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že ako východiskový materiál sa použijú piliny dřeva hrabu (26,5 % pentózanov) a ako extrakčné činidlá v druhom a treťom stupni frakčnej extrakcie 3 % a 10 % vodný roztok hydroxidu sodného, extrakcie sa uskutočnia pri teplote 15 °C po dobu 5 h. Výťažok 4-O-metyl-O-glukuróno-D-xylánu I je 13,9 % a frakcie II je 7,4 % vztahované na a.s. piliny.

Příklad 3

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa ako východiskový materiál použijú piliny dřeva brezy (30,6 % pentózanov), ako extrakčné činidlá 5 % vodný roztok hydroxidu amonného, 8 % a 18 % vodný roztok hydroxidu sodného a extrakcie sa uskutočnia pri teplote 30 °C po dobu 1 h. Výtažok 4O-metyl-D-glukuróno-D-xylánu je 15,3 % a frakcie II 7,2 % vztahované na a.s. piliny.

Přiklad 4

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa ako východiskový materiál použijú piliny dřeva topola (25,1 % pentózanov). Ako extrakčné činidlá sa použije 1 % vodný roztok hydroxidu amonného, 3 % a 15 % vodné roztoky hydroxidu draselného, extrakcie sa uskutočnia pri teplote 15 °C po

231 686 dobu 5 h. Výťažok 4-0-metyl-D-glukuróno-D-xylánu I je 7,6 % a frakcie 11 je 9,3 % vztahované na a.s. piliny.

Přiklad 5

Postupuje sa ako v přiklade 1 s tým rozdielom, že sa ako východiskový materiál použijú piliny zmesi listnatých dřevin (26,6 % pentózanov) a ako extrakčné činidlá 5 % vodný roztok hydroxidu amonného, 12 % a 24 % vodné roztoky hydroxidu draselného. Extrakci© sa uskutočnia pri teplota 30 °C po dobu 1 h. Výťažok 4-0-metyl-D-glukuróno-D-xylánu I je 10,1 % a frakcie II je 9,5 % vztahované na a.s. piliny.

O-xylány majú široké aplikačně možnosti v roznych odvetviach priemyslu. V celulózo-papierenskom priemysle sa móžu použiť ako přídavné činidlo na zlepšenie mletia buničiny, v potravinárstve ako neutrálně plnidlo pri výrobě nízkokalorických potravin, v chemickom priemysle ako surovina pri výrobě D-xylózy, D-xylitu furalu ako aj roznych derivátov, aplikovatelných vo farmaceutickou! priemysle, pri výrobě pracích a čistiacich prostriedkov, flokulantov a pod.

Claims (1)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   231 686

   Spósob přípravy 4-0-metyl-D-glukuróno-D-xylánov vyznačený tým, že sa z delignifikovaných pilin listnatých dřevin po odstránení kontaminujúcich polysacharidov použitím 1 až 5 % vodného roztoku hydroxidu amonného extrahujú D-xylány v dvoch následných extrakčných stupňoch 3 až 8 K a 10 až 18 % vodnými roztokmi hydroxidu sodného alebo 3 až 12 % a 15 až 24 % vodnými roztokmi hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 °C po dobu 1 až 5 h a z alkalických extraktov sa izolujú zrážaním v dvojnásobnom objemovom množstve etylalkoholu a neutralizujú po prvej dekantácii.