CS232599B1 - A method for preparing 1,6-anhydro-β-D-glucopyranose - Google Patents

A method for preparing 1,6-anhydro-β-D-glucopyranose Download PDF

Info

Publication number
CS232599B1
CS232599B1 CS837594A CS759483A CS232599B1 CS 232599 B1 CS232599 B1 CS 232599B1 CS 837594 A CS837594 A CS 837594A CS 759483 A CS759483 A CS 759483A CS 232599 B1 CS232599 B1 CS 232599B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
stage
glucopyranose
anhydro
acetone
pyrolysis
Prior art date
Application number
CS837594A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS759483A1 (en
Inventor
Juraj Zamocky
Jiri Zemek
Stefan Kucar
Ludovit Kuniak
Original Assignee
Juraj Zamocky
Jiri Zemek
Stefan Kucar
Ludovit Kuniak
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 Juraj Zamocky, Jiri Zemek, Stefan Kucar, Ludovit Kuniak filed Critical Juraj Zamocky
Priority to CS837594A priority Critical patent/CS232599B1/en
Publication of CS759483A1 publication Critical patent/CS759483A1/en
Publication of CS232599B1 publication Critical patent/CS232599B1/en

Links

Landscapes

  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Sposýb přípravy 1,6-anhydro- ňO- glukopyranozy podstata ktoyého spočívá v tom,že ££rob alebo celujoza sa modifikuje sietovaním s 2-chlormetyoxifánom v alkalickom prostředí při pH 12 až 14 za přítomnosti hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného na stupen sietova- nia 0,01 až 0,1, a takto sietovaný produkt sa podrobí vákuovej pyrolýze pri tlaku 1,3 až 5,3nkPa a teplote reakčnej zóny 150 až 220 °C po dobu 15 až 60 mi- nút, pričom plynné produkty pyrolýzy sa kontinuálně vákuovo odtahujú do systému vodných premývačjek, ktorých obsah sa .podrob! trojstupnovej purifikácii; v prvom stupni sa vodný obsah vytrepe do chloroformu alebo benzénu, v druhom stupni sa vodný roztok zahustí a vyzráža přebytkem acetonu a v tretom stupni sa acetonový filtrát zahustí a nechá vykryá- talizoyatl,6-anhydro -D-glukopyranoza z acetonu alebo etylalkoholu. Vynález má použitie’v chemickom, biochemickom a farmaceutickom priemysle ako i vo výskume.The method for preparing 1,6-anhydro-O-glucopyranose, the essence of which consists in the fact that ££rob or cellulose is modified by cross-linking with 2-chloromethyoxyphane in an alkaline environment at pH 12 to 14 in the presence of sodium hydroxide or potassium hydroxide to a cross-linking degree of 0.01 to 0.1, and the thus cross-linked product is subjected to vacuum pyrolysis at pressure 1.3 to 5.3 nkPa and a temperature of the reaction zone of 150 to 220 °C for 15 to 60 minutes, while the gaseous products of pyrolysis are continuously vacuumed into a system of aqueous scrubbers, the contents of which are described in detail! three-stage purification; in the first stage, the aqueous content is shaken into chloroform or benzene, in the second stage, the aqueous solution is concentrated and precipitated with an excess of acetone, and in the third stage, the acetone filtrate is concentrated and allowed to crystallize the isoyl,6-anhydro-D-glucopyranose from acetone or ethyl alcohol. The invention has applications in the chemical, biochemical and pharmaceutical industries as well as in research.

Description

Vynález sa týká sposobu přípravy 1,6-anhydro-/ž-D-glukopyranózy,The invention relates to a process for the preparation of 1,6-anhydro- [beta] -D-glucopyranose,

Doteraz popisované metody přípravy 1,β-anhydro--D-glukopyranózy, nazývanej taktiez levoglukozán, predstavujú buď nereprodukovatelné, připadne zle re pro dukovat el’né postupy, vychádzajúce zo spracovania produktov pyrolýzy kukuřičného škrobu, zemiakového škrobu, resp. celulózy £M. Černý, J. Staněk : Advanoes in Carbohydrate Chemistry 34, 23 (1977)J , alebo viacstupňových syntéz [&.. Micheel, G. Baumj Chemische Berichte 88, 479 (1955)], vychádzajúcich z taško dostupných východzích látok ako/J-1-fluoro-, /í -1-azido-, alebo 4 -1-fenoxy-D-glukopyranózy a vyznačujúcich sa okrem toho časovo náročnými a neefektívnymi postupmi, t poskytujúcimi pri práci s gramovými množstvami iba malé výtažky, nepresahujúce 10 % hmotnostných počítané na hmotnost východzieho . produktu (t.j. D-glukózy), ako to vyplývá z literatúrnych údajov.The methods described to date for the preparation of 1, β-anhydro-D-glucopyranose, also called levoglucosan, are either unrepeatable or difficult to produce, based on the processing of the pyrolysis products of corn starch, potato starch and the like. cellulose £ M. Cerny, J. Stanek: Advanoes in Carbohydrate Chemistry 34, 23 (1977) J, or multistage syntheses [& Micheel, G. Baumj Chemische Berichte 88, 479 (1955)], starting from a bag of starting materials such as [J] - 1-fluoro, / d -1-azido or 4-phenoxy-1-D-glucopyranose and having also a time consuming and inefficient methods, providing the t work with only small gram quantities yields, not exceeding 10% by weight calculated to the initial weight. the product (i.e. D-glucose) as indicated in the literature.

Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje sposob přípravy 1,6-anh.ydro-4-D-glukopyranózy podl’a t.ohto vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že <Z-1,4(6) glukán v prírodných materiáloch ako je škrob alebo celulóza sa najprv modifikuje sietovaním s 2-chlórometyloxiránom v alkalickom prostředí(pH 12 až 14) za přítomnosti hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného na stupeň sietovania 0,01 až 0,1 a takto získaný sietovaný produkt sa podrobí vákuovej pyrolýze pr.·1* tlaku 1,33 až 5,33 kPa a pri teplote reakčnej zóny 150 až 220 °C po dobu 15 až 60 minút, pričom plynné produkty pyrolýzy sa kontinuálně vákuovo odtahujú do systému vodných- premývačiek, ktorých obsah sa podrobí , trojstupňovej purifikácii; v prvom. stupni sa vodný obsah vytrepeThe above disadvantages are substantially eliminated by the process of preparing 1,6-anhydro-4-D-glucopyranose according to the present invention, which is based on the fact that <Z-1,4 (6) glucan in natural materials such as the starch or cellulose is first modified by crosslinking with 2-chloromethyloxirane in an alkaline medium (pH 12-14) in the presence of sodium or potassium hydroxide to a crosslinking degree of 0.01 to 0.1 and the crosslinked product thus obtained is subjected to vacuum pyrolysis for example. 1 * pressure 1.33 to 5.33 bar and a temperature of the reaction zone of 150-220 ° C for 15-60 minutes, the gaseous pyrolysis products are continuously vacuum-stripped to a scrubbing system vodných-, the content of the subject, the three-step purification; in the first. step, the aqueous content is shaken

232 599 do chloroformu alebo benzenu, v druhom stupni sa vodný roztok zahustí a vyzráža prebytkom acetonu a v treťom stupni sa acetonový filtrát zahustí a nechá vykrystalizovat 1,6-anhydro-^-B-glukopyranóza z acetonu alebo etyialkoholu.232 599 in chloroform or benzene, in the second step the aqueous solution is concentrated and precipitated with excess acetone, and in the third step the acetone filtrate is concentrated and crystallized by 1,6-anhydro-4-β-glucopyranose from acetone or ethyl alcohol.

Výhodou navrhovaného postupu je dokonalá reprodukovatelnosť, umožňujúca přípravu levoglukozánu najma vo vačších až kilogramových množstvách v kryštalickom stave o vysokéj čistotě, a to efektívnym sposobom s možnosťou opátovného získania použitých regenerovaných rozpúšťadiel, čo má význam najma pri príprave váč ších množstiev požadovaného produktu. Ďalšou výhodou navrhovaného postupu je, že sa ním dosáhujú podstatné vyššie výtažky hlavného produktu v kryštalickej formě a to v rozsahu 20 až 25 % hmotnostných vzhladom na hmotnost východzieho glukánu.The advantage of the proposed process is the perfect reproducibility, allowing the preparation of levoglucosan at least in larger to kilogram quantities in a crystalline state of high purity, in an efficient manner, with the possibility of recovering the recovered solvents used, which is important in particular for preparing larger quantities of the desired product. A further advantage of the proposed process is that it achieves substantially higher yields of the main product in crystalline form, ranging from 20 to 25% by weight based on the weight of the starting glucan.

Příklad 1 .Example 1.

1200 g zemiakového škrobu s obsahom vlhkosti 10 až 12 % hmotnostných sa sieťuje v 2400 ml vodného roztoku hydroxidu sodného o koncentrácii 0,4 % hmotnostných, v ktorom sa predom rozpustí 6 ml epichlórhydrínu (1-chlórmetyloxirán). Sietovanie prebieha pri teplote 25 °C po dobu 12 až 16 hodin (výhodné cez noc bez premiešavania reakčnej zmesi). Po ukončení sieťovania sa za miešania přidá do reakčnej zmesi 5 litrov vodného roztoku hydroxidu sodného o koncentrácii 0,9 až 1,0 % hmotnostných, pričom zosietovaný škrob želatinuje. Po želatinácii sa přítomný hydroxid sodný neutralizuje ekvivalentným množstvom kyseliny chlorovodíkové j a prebytočný roztok sa odsaje. Vlhký škrob sa přetlačí cez síto s okami o priemere 2 až 3 mm a nechá sa vysušit, čím sa získá rovnoměrný granulát optimálneho zrnenia pre pyrolýzu. Pyrolýzou 1200 g Sletovaného zemiakového škrobu pri tlaku 1,3 až 5,3 kPa a pri teplote reakčnej zóny 150 až 220 °C po dobu 30 minút sa do systému troch vodných premývačiek zachytí surový dešti lát v množstve 820 g (t.j. 68,5 %), pričom množstvo nespálitelného zvyšku je 120 g (t.j. 10 %). Obsah vodných premývačiek sa prenesie do deliaceho lievika o velkosti 5 litrov a doplní vodou na celkový objem 3000 ml. Vo vodě nerozpustné podiely pyro41200 g of potato starch with a moisture content of 10 to 12% by weight are cross-linked in 2400 ml of 0.4% by weight aqueous sodium hydroxide solution, in which 6 ml of epichlorohydrin (1-chloromethyloxirane) are previously dissolved. Crosslinking is performed at 25 ° C for 12-16 hours (preferably overnight without stirring the reaction mixture). After completion of the crosslinking, 5 liters of 0.9 to 1.0% by weight aqueous sodium hydroxide solution are added to the reaction mixture while stirring, while the cross-linked starch gels. After gelation, the sodium hydroxide present is neutralized with an equivalent amount of hydrochloric acid and the excess solution is filtered off with suction. The moist starch is passed through a sieve with a mesh diameter of 2 to 3 mm and allowed to dry to obtain a uniform granule of optimum grain size for pyrolysis. Pyrolysis of 1200 g of Mashed Potato Starch at a pressure of 1.3 to 5.3 kPa and at a reaction zone temperature of 150 to 220 ° C for 30 minutes collects raw rain in an amount of 820 g (ie 68.5%) ), wherein the amount of non-combustible residue is 120 g (i.e. 10%). The contents of the water washers were transferred to a 5-liter separatory funnel and made up to 3000 ml with water. Water insoluble fractions of pyro4

232 599 lyzátu sa extrahujú chloroformom (1 krát 300 ml), pričom do organického rozpúštadla prechádzajú látky aromatickéj povahy o celkovej hmotnosti 60 g (t.j. 5 %). Vodný roztok reakčnej zmesi sa ροΐοφ zahustí na odparke pri tlaku 1,3 kPa na cca 500 ml objem. Zahuštěný objem sa vyzráža acetónom (cca 2 litre), pričom sa vyzrážajú sprievodné látky cukorného. charakteru v množstve 85 g (t.j. 7 %), a přítomnost ktorých bráni vykryštalizovaniu levoglukozánu. Množstvo takýmto spósobom získaného rafinovaného pyrolyzátu je 580 g (t.j. 49%). Po zahuštění acetonového roztoku reakčnej zmesi na 500 ml dochádza k vykryštalizovaniu surového produktu 1, 6-anhydro-/J -D-glukopyranózy v množstve 250 g (t. j. 21 %) a to 12 hodinovým státim reztoku pri laboratórnej teplote. Rekryštalizáciou surového produktu z etylalkoholu sa získá látka s teplotou tavenia 180 až 182 °C a optickou otáčivosťou» -66 0 (HgO ; c= 1)The 232,599 lysates were extracted with chloroform (1 x 300 mL), with an aromatic substance having a total weight of 60 g (ie 5%) being passed into the organic solvent. The aqueous solution of the reaction mixture is concentrated to about 500 ml volume in a evaporator at 1.3 kPa. The concentrated volume is precipitated with acetone (about 2 liters), whereby the concomitant sugar is precipitated. in the amount of 85 g (ie 7%), and the presence of which prevents the crystallization of levoglucosan. The amount of refined pyrolysate obtained in this way is 580 g (ie 49%). After concentrating the acetone solution of the reaction mixture to 500 ml, the crude product 1,6-anhydro- [beta] -D-glucopyranose is crystallized in an amount of 250 g (i.e. 21%) by standing the residue at room temperature for 12 hours. Recrystallization of the crude product from ethyl alcohol gave a melting point of 180-182 ° C and an optical rotation of -66 ° (HgO; c = 1).

Příklad 2Example 2

Tak ako je uvedené v příklade 1 s tým rozdielom, že sa použije mikrokryštalická celulóza o polymeračnom stupni 160 sletovaná 2-chlormetyloxiránom v prostředí hydroxidu draselného na stupeň sietovania 0,1. Pyrolýzou 500 g množstva takto zosietenej mikrokryštálickej celulózy horeuvedeným spósobom pri teplote 220 °C po dobu 15 minút sa po spracovaní reakčnej zmesi podlá návodu z příkladu 1 získalo pri kryštalizácii z etylalkoholu 40 g levoglukozánu t.j. s 8 %-ným výtažkom vzhladom na východzí produkt.As described in Example 1, except that microcrystalline cellulose of polymerization stage 160 crosslinked with 2-chloromethyl oxirane in potassium hydroxide medium to a crosslinking degree of 0.1 is used. Pyrolysis of 500 g of the crosslinked microcrystalline cellulose in the above manner at 220 ° C for 15 minutes after treatment of the reaction mixture according to the procedure of Example 1 yielded 40 g of levoglucosan, i.e. crystallized from ethyl alcohol. with an 8% yield based on the starting product.

Příklad 3Example 3

Tak ako je uvedené v příklade 1 s tým rozdielom, že sa použije kukuřičný škrob, sieťovaný 2-chlórmetyloxiránom na stupeň sietovania 0,01. Pyrolýzou 1200 g množstva takto zosietovaného kukuřičného škrobu horeuvedeným. spósobom pri teplote 150 °G po dobu 45 minút a extrakciou aromatických podielov reakčnej zmesi do benzenu sa po spracovaní reakčnej zmesi podlá postupu z příkladu 1 získalo kryštáli žáciou z acetonu až 300 g surového pro5As described in Example 1, except that corn starch crosslinked with 2-chloromethyl oxirane to a crosslinking degree of 0.01 is used. Pyrolysis 1200 g of the amount of corn starch thus crosslinked as described above. at 150 DEG C. for 45 minutes and extracting the aromatic portions of the reaction mixture into benzene, after working up the reaction mixture according to the procedure of Example 1, up to 300 g of crude product was obtained by crystallization from acetone.

232 599 duktu 1,6-anhydro-/^-D-glukopyranózy t.j. 25 % vzhíadom na východzí produkt (kukuřičný Škrob).232,599 1,6-anhydro- [beta] -D-glucopyranose duct, i. 25% relative to the starting product (maize starch).

Příklad 4Example 4

Tak ako je uvedené v příklade 1 s tým rozdielom, že v purifikacnom stupni pyrolyzných kondenzátov sa tieto vytrepávajú do benzenu (namiesto chloroformu) a v poslednom stupni sa miesto acetonu použije etylalkohol. Výtažky a vlast * nosti hlavného produktu sú podobné ako v příklade 1.As in Example 1, except that in the purification stage of the pyrolysis condensates, these are taken up in benzene (instead of chloroform) and in the last step ethyl alcohol is used instead of acetone. The yields and properties of the main product are similar to those of Example 1.

’ Vynález má použitie.v chemickom, biochemickom a farmaceutickom priemysle a to nielen pri výrobě sámótnej 1,6-anhyd ro-yé -D-glukopyranóžy, ale aj pri přípravě vzácných dezoxycukrov (napr. 4-dezoxy-D-glukózy, 4-dezoxy-D-manózy, 3-dezoxy -D-galaktózy a pod.)., vzácných amínocukrov (napr. 4-amíno-4-dezoxy-D-glukózy a pod.), řóznych dianhydroderivátov D-glukózy atď. Ako samotný levoglukozán, tak uvedené dezoxya amíno cukry nachádzajú jednak použitie ako čisté chemikálie, vhodné pre štúdium metabolizmu a teoretické štúdiá chemie a biochemie sacharidov, a taktiež ako produkty dóležité v lekárskom a farmaceutickom priemysle.The invention has applications in the chemical, biochemical and pharmaceutical industries, not only in the manufacture of self-resolving 1,6-anhydro-γ-D-glucopyranose, but also in the preparation of rare deoxy sugars (e.g. 4-deoxy-D-glucose, 4- deoxy-D-mannose, 3-deoxy-D-galactose and the like), rare amino sugars (e.g., 4-amino-4-deoxy-D-glucose and the like), various dianhydroderivatives of D-glucose, etc. Both levoglucosan and the above deoxy and amino sugars find use both as pure chemicals, suitable for metabolic studies and theoretical studies of carbohydrate chemistry and biochemistry, and also as products of importance in the medical and pharmaceutical industries.

PREDMET VYNÁLEZUOBJECT OF THE INVENTION

Claims (1)

232 599232 599 Spósob přípravy 1,6-anhydro-/ž-D-glukopyranózy vakuovou pyrolýzou škrobu alebó celulózy vyznačený tým, že škrob alebo celulóza sa modifikuje sletováním s 2-chlórmetyl~ oxiránom v alkalickom prostředí pri pH 12 až 14 za přítomnosti hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného na stupeň sieťovania 0,01 až 0,1 a takto sietovaný produkt sa podrobí vakuovéj pyrolýze pri tlaku 1,3 až 5,3 kPa a teplote reakčnej zóny.150 až 220 C po dobu 15 až 60 minut, pričom plynné produkty pyrolýzy sa kontinuálně vákouvo odťahujú do systému vodných premývačiek, ktorých obsah sa podrobí troj stupňovéj purifikáciif v prvom stupni sa vodný obsah vytrepe do chloroformu alebo benzénu, v druhom stupni sa vodný roztok zahustí a vyzráža prebytkom acetonu a v treťom stupni sa acetonový filtrát zahustí a nechá vykrystalizovat 1,6-anhydro-/6 -D-glukopyranóza z acetonu alebo etylalkoholu.Process for the preparation of 1,6-anhydro- [beta] -D-glucopyranose by vacuum pyrolysis of starch or cellulose, characterized in that the starch or cellulose is modified by fusing with 2-chloromethyl-oxirane in an alkaline medium at pH 12 to 14 in the presence of sodium or potassium hydroxide to a crosslinking degree of 0.01 to 0.1 and the crosslinked product is subjected to vacuum pyrolysis at a pressure of 1.3 to 5.3 kPa and a reaction zone temperature of 150 to 220 ° C for 15 to 60 minutes, the pyrolysis gas products being continuously evacuated to a water scrubber system, the contents of which were subjected to a three-stage purification step, in the first stage the aqueous content was shaken out in chloroform or benzene, in the second stage the aqueous solution was concentrated and precipitated with excess acetone; -anhydro- [beta] -D-glucopyranose from acetone or ethyl alcohol.
CS837594A 1983-10-17 1983-10-17 A method for preparing 1,6-anhydro-β-D-glucopyranose CS232599B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS837594A CS232599B1 (en) 1983-10-17 1983-10-17 A method for preparing 1,6-anhydro-β-D-glucopyranose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS837594A CS232599B1 (en) 1983-10-17 1983-10-17 A method for preparing 1,6-anhydro-β-D-glucopyranose

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS759483A1 CS759483A1 (en) 1984-06-18
CS232599B1 true CS232599B1 (en) 1985-02-14

Family

ID=5425405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS837594A CS232599B1 (en) 1983-10-17 1983-10-17 A method for preparing 1,6-anhydro-β-D-glucopyranose

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS232599B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS759483A1 (en) 1984-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1634139A3 (en) Method of preparation 1,6=dichloro=1,6=dideoxy=d=b=fructo- furanosyl=4=chloro=4=deoxy=a=d=galactopyranozide
KR900006218B1 (en) Azithromycin Dihydrate
EP0409549A2 (en) Improved sucrose-6-ester chlorination
IL97890A (en) Production of sucrose-6-esters from a 1,3-di-(6-O-sucrose)-1,1,3,3-tetra (hydrocarbyl) distannoxane
US3375243A (en) Method of producing alkyl glucoside compositions
EP1019443A1 (en) Reactive cellulose and method for making same
Whistler et al. Introduction of 3, 6-Anhydro Rings into Amylose and Characterization of the Products1
US2719843A (en) Method of synthesizing nucleosides and analogous compounds and compounds prepared thereby
HU205374B (en) Process for producing branched chained cyclodextrins
US20090099347A1 (en) Chitosan production
Fujiwara et al. Chemical synthesis of the trisaccharide unit of the species-specific phenolic glycolipid from Mycobacterium leprae
CS232599B1 (en) A method for preparing 1,6-anhydro-β-D-glucopyranose
US2520255A (en) Glucuronic acid synthesis
Todd et al. 656. Deoxynucleosides and related compounds. Part IX. A synthesis of 3′-deoxyadenosine
US5512672A (en) Curdlan sulfate
Irvine et al. CXXX.—Partially methylated glucoses. Part III. Monomethyl glucose
Hill et al. Nucleophilic replacement reactions of sulphonates: Part IV. Transformation of 2-amino-2-deoxy-D-glucose into derivatives of 2-amino-2-deoxy-D-galactose and 2-amino-2, 4, 6-tridoexy-D-xylo-hexose
Kováč et al. The stepwise synthesis of an aldopentaouronic acid derivative related to branched (4-O-methylglucurono) xylans
US2967859A (en) Process for diglucose ureide
US2563884A (en) Mercaptalation of sugar
Willard et al. THE METHYL 2-O-(BENZYLTHIO) CARBONYL DERIVATIVE AS A PRECURSOR TO PARTIAL ESTERS OF METHYL α-d-GLUCOPYRANOSIDE
JPH0565518B2 (en)
NO300638B1 (en) New and improved solvent-free synthesis of ether-substituted, blocked monosaccharides and their selective hydrolysis
JPH08245678A (en) Disaccharide monomer and its oligomer and method for producing oligomer
Hirst et al. S 41. Pear cell-wall cellulose