JPH1084907A - D−エリトロースの製造方法 - Google Patents
D−エリトロースの製造方法Info
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Abstract
D-エリトロースの製造方法を提供する。 【解決手段】コバルト、ニッケル及びルテニウムからな
る群から選択された金属塩の存在の下、グルコン酸塩の
水溶液を、過酸化水素に接触させる。
Description
スの製造方法である。
酸からD-エリトロースを製造する方法であって、該方法
は、コバルト、ニッケル及びルテニウムからなる群から
選択された金属のイオンによって触媒され、水相中で起
こるものである。
られている。
3,1799(1900))によって開発されたものがあげられ、こ
れは、過酸化水素の水溶液の存在でD−アラビノ酸カル
シウムを酸化するものである。この方法は通常商業的に
入手できる製品ではないアラビノ酸を用いるという不都
合がある。
ば、Perlin法(Perlin A.S.,MethodsCarbohydr. Chem.,1
962,1,64)としてすでに知られているテトラ酢酸鉛の存
在下でのD−グルコースの酸化、または、4,6-O-エチリ
デン-D-グルコースの過ヨウ素酸塩との酸化により得ら
れた2,4-O-エチリデン-D-エリトロースの酸による加水
分解である(Schaffer R., J. Am. Chem. Soc., 81(195
9),2838; Barker R.and MacDonald D.L., J. A. Chem.
Soc., 82(1960),2301)。
いが、もしそれが低コストで大量生産できるならば、D-
エリトロースは特別で極めて重要な合成の中間物質であ
る。
う簡単な工程の付加で、エリトリトールを容易に得るこ
とができるからであり、エリトリトールは多くの食品用
途に、特に、カリエス性がなく、低カロリーの砂糖の代
用品として用いることができる多価アルコールである。
明の方法によりD-エリトロースから出発するエリトリト
ールの製造方法である。
在し、人間の食糧の一部として使われていたとはいえ、
エリトリトールは経済的可能な方法で、エリトリトール
を得ることが困難であるため、長年食品産業に無視され
ていた。
させることにより、L-エリトルロースを作ることがで
き、その分子は生物活性化合物を合成のに用いることを
可能にする好ましい機能を持つ。
た研究は、全体的には、次の二つの主要経路に分かれ
る。すなわち、化学的合成と発酵による生合成である。
酸塩の還元、4,6-O-エチリデン-D-グルコースの酸化/
還元及び澱粉ジアルデヒドの加水分解産物の水素化は
(T.Dola and T. Sasaki, Bio-Industry, (1988), 5,
(9), 32)、実際の工業の分野で実用化されていない。
え、発酵技術についてなされた研究はその大多数が二次
的成分としてのエリトリトールの生産に関係するもので
ある。
6,495),Pichia(US-A 2,986,495),Candida(US-A 3,756,9
17),Moniliella(Antonie van Leeiwenhoek, 37(1971),1
07-118,及びAureobasidium(JP-A 61/31,091)のイースト
によるエリトリトールの生産に費力された。
究によって今日までにもたらされた結果は、いくつかの
欠点、例えば、発酵時の発泡、発酵速度、副産物の量、
特に貧弱な収率をもたらし、これがさらに工業化の可能
性を阻害している。
限及び/または欠点を示さない高性能のD-エリトロース
の製造する方法(及びこのように得られたD-エリトロー
スの水素化よるエリトリトールの製造方法)を開発する
必要性が存在した。
究を進めている本出願人の会社は、グルコン酸またはそ
の塩類からの、化学合成によるD-エリトロースの新しい
製造方法を開発した。本発明に係る方法は前述した一世
紀近く前のRuff法の原理に基づくものである。
酸化水素の水溶液の併せた作用により、n個の炭素を含
むアルドン酸をn−1個の炭素を含むアルドースに転化
させることを可能にする。しかし、アルドースの収率が
それほど高くない。
への転化はこの方法に従って行われる。
ett 及びC. S. Hudson (j. Amer.Chem. Soc., 56, 1632
-1633, (1934)及び同誌72, 4546, (1950))及び米国特許
US-A3,755,294によって紹介された。その中に、アラビ
ノースの収量は60%で、グルコン酸を原料としたもの
が記述されている。V. Bilik(CZ-232647,(1983))によっ
て、銅(Cu(II))イオンを触媒として利用して改良され
た。面倒な精製の後に70%程度のの収率が達成され
た。
を触媒として同様の結果が得られた(CZ-279002,(199
4))。
0,716,067により78%のアルドースの収率が報告され
た。
社は次のことを発見した。過酸化水素の水溶液とのグル
コン酸の反応を、コバルト、ニッケル、及びルテニウム
塩が触媒し、驚くべきことにD-エリトロースを生成し、
予想していたD-アラビノースではないことを発見した。
このように、アルドン酸原料に対し、炭素原子が二つ減
少した。
スの製造方法は、コバルト、ニッケル、ルテニウムから
なる群から選択される金属の塩の存在下で、グルコン酸
塩の水溶液を過酸化水素に接触させることを特徴とす
る。
の第一の利点は、本方法では、前述した発酵方法に関連
する種々の制限及び問題を防止できることである。
法では、原料も試薬も入手しやすいので、実施が極めて
容易であるという点にある。
法では、化学量論量に近い、非常に良い収率でD-エリト
ロースが得られることである。
水を溶媒として使用し、毒性の面でも、安全性の面でも
否認できない利点を有するから、産業、特に食品工業へ
の用途が容易に発見できることである。
は、フリー状態のグルコン酸、ラクトン化された状態、
またはこれら両者が混在している状態、塩の状態もしく
はエステルの状態のグルコン酸を意味する。従って、例
えば、グルコン酸カルシウム、グルコン酸ナトリウム、
またはδ−グルコノラクトンも全く適用している。
化より得られる。この酸化工程は化学的な経路または微
生物的な経路によって行われる。
は、アルカリ性の媒体中で空気または酸素を用い、パラ
ジウム触媒を用いて、グルコースを酸化するものであ
る。
人であり、米国特許US-A 4,845,208に記載されたもので
ある。酸化触媒として、活性炭に吸着され、ビスマスに
ドープされたパラジウムを使用することからなる。
グルコースの酸化を考えることもできる。Gluconobacte
rまたはAspergillusを用いた微生物経路によりグルコー
スを酸化することも可能である。
乾燥物質として、1から60%の間、好ましくは5から
50%の間、さらに好ましくは10から30%の間のグ
ルコン酸塩の含有量で実施される。
せ、反応器のサイズを小さくするという明らかな経済的
理由によるものである。
反応産物の溶解度及び粘度の問題によって課されたもの
である。
ン酸に対して表したものである(例えば、50mol%と
は、100molのグルコン酸に対し、物質Xの量が50m
olであることを意味し、50%とは、100gのグルコ
ン酸原料に対し、物質Xの量が50gであることを意味
する)。
ルまたはルテニウムからなる群から選ばれる金属のイオ
ンからなり、該イオンは任意の二価または三価のコバル
ト、ニッケルまたはルテニウム塩の形態で導入し得る。
一番有利なものは、コバルト塩:酢酸、アセチルアセト
ン、ハロゲン化物、硝酸、硫酸のコバルト塩などが全く
適している。
から50%の間、好ましくは0.002から20%の
間、さらに好ましくは0.005から5%の間の触媒
(コバルト、ニッケルまたはルテニウム塩)の量とする
と、本発明の方法において得られるD−エリトロースの
収率、純度の双方について良好な結果が得られる。
過酸化水素水溶液の形態であるが、このように生成され
たグルコン酸塩、触媒及び水の混合物に撹拌しながら、
ゆっくり添加される。ここで、過酸化水素は用いるグル
コン酸塩に対して、1から500mol%、好ましくは5
0から400mol%、さらに好ましくは100から30
0mol%の割合である。
に、例えば、70%までの濃度の過酸化水素水溶液の状
態で用いることができる。
好ましくは、50℃、さらに好ましくは35℃を超えな
いような導入速度で添加する。従って、過酸化水素水溶
液の添加速度は一般に30分から2時間になる。
℃、優位には、10℃から50℃の温度で実施される。
とするという点は別にして、反応時間が長くより高温と
なり、その結果、反応生産物が劣化することになる。
に適合している。
pH、好ましくは5から8のpH、さらに好ましくは6
から7のpHで実施される。
スは粗成の形態であり、触媒作用による水素化が容易で
ある。
ースからソルビットを生産する従来の方法に従い、実施
される。
ニッケル触媒も、これらの過程に使用することができ
る。
が好ましい。
物質を基準に、1から10重量%の触媒を用いる。水素
化反応は、好ましくは、15から50%、現実には30
から45%の範囲内の乾燥物質含有量のシロップで20
から200Barの水素圧下で実施される。水素化は連続
的またはバッチで実施し得る。
的に30から60Bar、水素化を実施する温度は100
から150℃の間である。水酸化ナトリウムまたは炭酸
ナトリウムを添加することによって水素化混合物のpH
を維持する、例えば、pHが9.0を超えないようにす
ることに注意する。このように水素化反応を行うと、ク
ラッキングの発生、または産物の異性化を防ぐことがで
きる。
0.5%未満で、さらに好ましくは0.1%未満にまで
減少すると反応を停止させる。
り除去され、このようにして得られたD-エリトロースは
陽イオンまたは陰イオン樹脂により脱塩される。
%のD-エリトリトールを含み、溶液を濃縮させ、冷却さ
せた後、最終産物を結晶化させることにより容易に精製
される。
解されるであろう。なお、実施例の唯一の目的は、発明
を記載した実施態様、並びに用いたグルコン酸塩カルシ
ウムにまで減縮しないで、例示することにある。
55mol)、塩化コバルト六水和物(0.58g,2.
4mmol)及び水(1000ml)をジャケット付きの反
応器に投入する。
ナトリウム溶液を添加して、pHを6.5にする。
ウムを用いて、pHを6.5に維持しつつ、過酸化水素
の水溶液(130ml,1.28mol)を70分かけて添
加する。
る。濃硫酸(14ml)を添加し、pHを2.5から3に
なるようにし、カルシウム塩を沈殿させる。
を有する:D-エリトロース(87%)、D-アラビノース
(2%)及びグルコン酸(7%)である。
合計値が100になっていないのは、少量のアラビノ酸
(2%)及びその他の副産物ができる場合があるからで
ある。
二酸化炭素である。
5mol)、塩化ニッケル六水和物(2.24g,9.5
mmol)及び水(1000ml)をジャケット付きの反応
器のに投入する。温度を40℃に2N水酸化ナトリウム
を添加して、pHを6.5にする。温度を40から45
℃に、2N水酸化ナトリウムで、pHを6.5に維持し
つつ、過酸化水素の水溶液(130ml,1.28mol)
を70分かけて添加する。添加終了後、水溶液をさらに
3時間撹拌する。濃硫酸(14ml)を添加して、pHを
2.5から3になるようにし、カルシウム塩を沈殿させ
る。濾過した後、緑の水溶液は、次の組成を有する:D-
エリトロース(40%)及びグルコン酸(45%)であ
る。
合計値が100になっていないのは、組成物の中に、グ
リセルアルデヒド(6%)及びアラビノース(2%)が
できるからである。
る。
Claims (9)
- 【請求項1】コバルト、ニッケル及びルテニウムからな
る群から選択された金属塩の存在の下、グルコン酸塩の
水溶液を、過酸化水素に接触させることを特徴とするD-
エリトロースの製造方法。 - 【請求項2】上記水溶液が乾燥物質として1から60%
の間のグルコン酸塩の含有量を有することを特徴とする
請求項1記載のD-エリトロースの製造方法。 - 【請求項3】コバルト、ニッケル及びルテニウムからな
る群から選択された金属塩がグルコン酸塩に対して表し
て0.001から50%の間の量で存在することを特徴
とする請求項1または請求項2記載のD-エリトロースの
製造方法。 - 【請求項4】過酸化水素が、好ましくは30%の過酸化
水素の水溶液の形態で、グルコン酸塩に対して表して濃
度は1mol%から500mol%の間の量で用いられること
を特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のD-
エリトロースの製造方法。 - 【請求項5】反応が0℃から100℃の間、好ましくは
10℃から50℃の間の温度で行われることを特徴とす
る請求項1から4のいずれか1項に記載のD-エリトロー
スの製造方法。 - 【請求項6】反応が2から12の間のpH、好ましくは
5から8の間のpHで行われることを特徴とする請求項
1から5のいずれか1項に記載のD-エリトロースの製造
方法。 - 【請求項7】グルコン酸がアルカリ性の媒体中で、パラ
ジウム触媒の存在下、空気または酸素を用いて実施され
るグルコースの酸化によって得られることを特徴とする
請求項1から6のいずれか1項に記載のD-エリトロース
の製造方法。 - 【請求項8】グルコン酸塩が微生物の経路を経由したグ
ルコースの酸化することによりを得られることを特徴と
する請求項1から6いずれか1項に記載のD-エリトロー
スの製造方法。 - 【請求項9】D-エリトロースの水素化によるエリトリト
ールの製造方法において、D-エリトロースが請求項1か
ら8のいずれか1項の方法によって得られることを特徴
とする製造方法。
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