Opis patentowy opublikowano: 15.05.1982 113487 Int Cl.» C67H l/02 CZYlfcLNIA Twórcy wynalazku: Wieslaw Szeja, Andrzej Golek Uprawniony z patentu: Politechnika Slaska im. Wincentego Pstrowskiego, Gliwice (Polska) Sposób otrzymywania uloz 10 Przedmiotem wymalazkiu jest sposób otrzymy¬ wania u/loiz pnzez epimeryzacje aldoz.Znainy jest sposób epimeryizacji cukrów w roz- puiszczaliniilkach z grupy zasad organicznych takich jak pirydyna, chinolina. Stwierdzono, ze eplitme- ryzacja D-gdukozy prowadzona w srodowisku pi¬ rydyny w obecnosci. wodorotlenku wapniowego lub potasowego, prowadzi do mieszaniny produktów, z których jednymi jest Dnpsikoza. W sposobie o- tnzymywania Dntagatozy opracowanymi przez Reichsteina (T. Reichstein, W. Boshard — Helv.Chdm. Acta 17, 753 (19i34)) prowadzi sie epionery- zacje galaktozy w bezwodnej pirydynie stoisujac dodatek tlenku wapniowego. W wyniku epime-. 15 ryzacji aldopehtoz otrzymuje sie takze D-e»ryftro- pemtulloze (C. Glattlhaair, T. Redchistein, Heiv. Chdim.Acta 18, 80 (1835)) i D-lfcreoipenlfculoze (O. Th.Schmidt, R. Treiber, Ber., 66, 17615 (1983)).Reakcja epimeryzaoji jest odwracalna, a wdec 20 po osiagnieciu staniu równowagi zawartosc cu¬ krów w mieszaninie poreakcyjnej zalezy wylacz¬ nie od ich energili swobodnych. W proponowa¬ nych do tej pory warunkach nie udaje sie osiag¬ nac staniu równowagi reakcji. Jest to spowodowa- 25 ne reakcjami ubocznymi zachodzacymi "w oza-sie reakcji. W obecnosci zasad nastepuje elimiinacja griujp woidoiroiUlenowyicih w pozycji fi wzgledem gcnup karbonylowych. Powstajacy nienasycony cukier taiutomeiryzuje do 3HdezoksyaldOisulozy, który la- 30 twto ulega degradacji. W wiieiu wypadkach reak¬ cja ^-eliminacji prowadzi do mieszaniny produk- tów, poniewaz w poprzedzajacymi ja stadliuim gmi- pa kairbcnyflowa migiruje wzdluz lancucha drobi¬ ny. Dlatego reakcji epdimeryzacjli nie udaje sie na ogól doprowadzic do stanu równowagi. Jedy¬ nym efektem zwiejkszenia cizaisu syntezy i pod¬ wyzszenia temperatury jesft zminiejisizeniie ilosci al- doizy w mieszaninie reakcyjnej i wzrost ilosci produktów ubocznych. Ze wzglejdu na skomjpliiko- wany sklad mieszaniny poreakcyjnej wydziele¬ nie uloiz jest procesem wieloetapowymi. Brizy 0- tirzymywaniu D-£agaitozy z D^gaiaktozy (E. L.Toffon, H. A. Lardy, Methods in Carbohydrate Chemistry, vol. I, str. 155) wykorzystujac rózinice roizpuszczalnosci w absolutnymi etanoilu wydziela sie okolo 75% aldozy. Nas-tepnie utlenia sie ga- laktoize bakteryjnie, po cizyrni mieszanine po utle¬ ni eniu rozdziela sie na kaitionlitaoh. Uzyskuje sie w ten sposób D-tagaitoize z wydajnoscia 75%. W metodzie otrzymywania D-tireopemtulozy (L.Hough, R. S. Theobald, Methods in Cambohydiraite Chemiistry^ vol. I, str. 94) przez eplimeryizacje D- -ksylozy odiclestylowuje sie nadmiar pirydyny, po czym wydziela mieprzereagowana D-ksyloze przez krystalizacje z 95% etanolu. Surowy produkt 0- ozyszcza sie przeprowadzaj ajc cukry w pochodne izopropylidenowe. Mieszanine pochodnych podda¬ je sie destylacji frakcjonowanej pod cisnienieni 113 487s 113 487 4 13,33 Pa. Otnzyimaina w jedrnej z frakcji 2,3,0-izo- propylideno-D-treoipentulloze pa oczyszczeniu przez krystalizacje ogrzewa sie z wodnym roz¬ tworem kwasu celem hydrolizy pierscienia ace- taflowego uzyskujac po zobojetnieniu i zawezeniu roztworu uloze z wydajnoscia ll,4P/o w stosunku do D-ksylozy.Wedlug opisanych metod syntezy sa wieloeta¬ powe, a wydajnosc liczona wzgledem wyjsciowego substratu jest niewielka. Znana jest takze me¬ toda epimeryzaeji przy zastosowaniu dwucyklo- heksylioikarbodjwoiimiidiu (S. Passeron, E. Kecbndo, J. Chem. Soc. 813 (1965)). Pirzez ogrzewanie D-ga- laktozy w roztworze metanolowym stwierdzono metoda chiromatogiraflii obecnosc Dniagatoizy i D- Hsoirboizy. D-tagatoze otrzymuje sie z wydajnoscia 2pi°/o w stosunku do D^galaktozy.WedJug wynalazku otrzymywanie uloz przez epiimeryizacje/ aldoz w obecnosci dwuicyikloiheksyio- kaiibodwiulimiiidu prowadzi sie w wysokowrzacych rozpuszczalnikach organicznych, przy czym ko¬ rzystnie stosuje sie rozpuszczalniki polarne takie jak siulfoitlemki, amlidy Illnrzedowe, glikole, eltery gjMkoii, gliceryne lub ich mieszanliny. Analiza mieszaniiny poreakcyjnej metoda chromatografii gazowej wykazala, ze glównymi skladiniikaimi mie¬ szaniiny sa aldoza i keJtoza. Poniewaz reakcje pro¬ wadzi sie w rozpuszczalnikach, których zasado¬ wosc jest niewielka, upraszcza to znacznie wy¬ dzielanie aldoizy i ketoizy przez rozdzial chroma¬ tograficzny na mocno zasadowych zywicach jono- wyimiiiennych w fonmie wodOirosiiairczynowej.Przyklad I. W kolbie zaopatrzonej w'cfoloid- niic^e zwrotna zakonczona riurka chloirowapniowa umiesziczono 5 g Digalaktozy, dodano 5,0 om3 bez¬ wodnego eteru metylowego glikolu etylenowego i . utrzymywano w stanie wrzenia do rozipulsizczenia cukru. Dodano z kolei 8 g dwucyMoheksyiokar- bodwuimidu DOC i ogrzewano w temiperaturze 125° w ciagu 2 godzin. Nastejpnie ochlodzono mde^ szanine poreakcyjna, oddestylowano w rotacyjnej wyparce prózniowej 50 om3 rozpuszczalnika, do po¬ zostalosci dodano l!50 iml wody i ekstrahowano kil- kakroitnie eterem celem oddzielenia DCC.Wairstwe wodna zatezono w rotacyjnej' wyparce prózniowej do ofajejtosbi 800 cm3, po czym wpro¬ wadzono na kolumne zawierajaca 200 cm8 mocno zasadowego anioniltu (Zowex 1) w formie wodo- rosiarczynowej. Eluowano woda zfbierajac frakcje o objetosci 200 cm3. Po zatezenliu wycieku otrzy¬ mano 3 g D-itagatozy co stanowi 60p/o ilosci teo¬ retycznej w stosunku do Digailaktozy. Po krysta¬ lizacji z alkoholu otrzymano 2,8 g ketozy t.t. 129—130° [«]j* — 1 (c - 5,. woda), 15 26 Przyklad II. W kolbie umieszczono 10 g D-galaktozy, dodano 30 ml dwumetyloformamidu (DMF) ogrzewano do rozipulsizczenia culkru, do¬ dano 10 g DOC i utrzymywano w stanie wrze- 5 nlia -w ciagu 1 godiziiny. Nastepnie oddestylowano pod zmniiejiszonym cisnieniem dwulmetyloforma- mid. Dodano 60 ml wody, warstwe wodna eks¬ trahowano eterem po czym wprowadzono na kolumne zawierajaca 600 cm8 anioniltu Dowex 1 10 w formie wodorosiarczynowej. Bluowano wode zbierajac frakcje o objetosci 300 cm8. Po za¬ tezeniu i krystalizacji surowego cukru otrzyma¬ no 5 g D-tagatozy, t.t, 128—129 [a]£° — 1,5 (c = 5, woda).Przyklad III. Roztwór 10 g Digalaktozy W 30 ml mieszaniny dwumetylosulfotlenek (DMSO) — glikol etylenowy (10:1) ogrzewano w ciagu 1 godziny utrzymujac w temperaturze 140°C.Do mieszaniny dodano 50 mil wody, ekstraho¬ wano (trzykrotnie.Warstwe wodna zatezono pod zmniejiszbnym cisnieniem do objetosci 30 ml; i poistepowano jak w przykladzie 1. Po zaitezeniiu eiluaitu i kry- stalizacji cukru otrzymano 4 g D-itagatozy^ t.t. 129—130°C, [«]|° — i (c = 1, woda).Przyklad IV. Roztwór 10 g Dnksylozy w 100 cm8 eteru etylowego glikolu etylenowego u- trzymywano w ciagu 1,5 godziny w teimjpeiratu- 30 rze wrzenia. Przerwano reakcje przez doda/tek 100 cm8 wody i ekstrahowano DCC eterem. Roz¬ twór wodny zatezono do objetosci 50 cm3 i roz¬ dzielono skladniki miieszaniny na drodze chro¬ matografii kolumnowej, stosujac jajko faze stala 35 mocno zasadowa zywlice jonowymienna Dowex 1 w formie .wodorosiiairczynowej.Przemywajac kolumne alkoholem metylowym wymywano D-itreopentoloze. Zebrano 200 cm8 elu- atu z którego po zatezeniu otrzymano 6 g chro- 40 matograficznie czystej ulozy w postaci syropu M* — 33° (c = 1, woda). 45 PLPatent description published: May 15, 1982 113487 Int Cl. » C67H l / 02 CUSTOMERS Inventors: Wieslaw Szeja, Andrzej Golek. Authorized by the patent: Politechnika Slaska im. Wincentego Pstrowskiego, Gliwice (Poland) The method of obtaining ulcers. The subject of the invention is a method of obtaining u / lo and by epimerization of aldoses. Zn is a method of epimerization of sugars in the dissolution of linear lines from the group of organic bases such as pyridine, quinoline. It was found that D-glucose extrusion was carried out in the environment of pyridine in the presence of. calcium or potassium hydroxide leads to a mixture of products, one of which is Dnpsicosis. In the method of Dntagatose neutralization developed by Reichstein (T. Reichstein, W. Boshard - Helv.Chdm. Acta 17, 753 (19-34)), galactose epionerization is carried out in anhydrous pyridine with the addition of calcium oxide. As a result of epime-. 15 aldopehtoses are also obtained De »rftropemtulloze (C. Glattlhaair, T. Redchistein, Heiv. Chdim.Acta 18, 80 (1835)) and D-lfcreoipenlfculoze (O. Th. Schmidt, R. Treiber, Ber., 66, 17615 (1983)) The epimerization reaction is reversible, and even after reaching the equilibrium, the sugar content in the reaction mixture depends solely on their free energies. Under the conditions proposed so far, it has not been possible to achieve equilibrium of the reaction. This is due to side reactions occurring in the reaction process. In the presence of bases, there is an elimination of griujp void loos in the position of the carbonyl gcnups. The resulting unsaturated sugar taiutomeiizes to 3H deoxyaldehyde, which decomposes in the decay. The elimination process leads to a mixture of products, because in the preceding stadliuim, Cairbcnyflg masses migrate along the fine chain. Therefore, the epdimerization reaction is not generally successful to equilibrate. The only effect of increasing the synthesis pressure and lower Due to the complicated composition of the reaction mixture, the separation of the reaction mixture is a multi-stage process. Due to the complicated composition of the reaction mixture, the separation is a multistage process. The reduction of the amount of D-agaitose from D-gaiactose (ELToff HA Lardy, Methods in Carbohydrate Chemistry, vol. I, p. 155) using the differences r About 75% of the absolute solubility of ethanoyl is released. It is intensely oxidized by bacterial lactose, and after oxidation, the mixture is divided into kaitionlites. D-tagaitoize is thus obtained with an efficiency of 75%. In the method for the preparation of D-tireopemtulose (L. Hough, RS Theobald, Methods in Cambohydiraite Chemiistry, vol. I, p. 94), excess pyridine is distilylated by expanding D-xylose, and then reacted D-xylose is separated by crystallization from 95% ethanol. The crude product is purified by converting sugars to isopropylidene derivatives. The mixture of derivatives is subjected to fractional distillation under a pressure of 113,487, 113,487,4, 13.33 Pa. Otnzyimaine in one of the 2,3,0-isopropylidene-D-threoipentullose fraction, purified by crystallization, is heated with an aqueous acid solution to hydrolyze the acetafile ring, and after neutralizing and narrowing the solution, it can be obtained with a yield of 11, 4P / ow According to the methods of synthesis described, they are multistage, and the yield calculated in relation to the starting substrate is low. The epimerization method using dicyclohexylicarbonylidium is also known (S. Passeron, E. Kecbndo, J. Chem. Soc. 813 (1965)). By heating D-galactose in a methanol solution, the presence of Dniagatosis and D-Hsoirbiotic was found by chiromatografly. D-tagatose is obtained in a yield of 2 pounds in relation to D-galactose. According to the invention, the preparation of aldos by epiimerization / aldose in the presence of dicicloihexylkica and bodvulimiiide is carried out in high-boiling organic solvents, preferably using polar solvents such as sulfur solvents. Primary amlides, glycols, glycerol, glycerol or mixtures thereof. The analysis of the reaction mixture by gas chromatography method showed that the main components of the mixture were aldose and keitose. Since the reactions are carried out in solvents whose alkalinity is low, it considerably simplifies the separation of aldosis and ketosis by chromatographic separation on highly basic ion exchange resins in an aqueous, cyanide-based phoneme. Example I. In a flask equipped with a foil. 5 g of Digalactose were added to a terminated chloircalcium reflux tube, and 5.0 ml of anhydrous ethylene glycol methyl ether were added and thereto. boiled until sugar was emulsified. 8 g of DOC-dicycohexylcarbodiimide were then added and the mixture was heated to 125 ° for 2 hours. Then, the reaction mixture was cooled, 50 ml of the solvent was distilled in a rotary vacuum evaporator, the residue was added with 1.10 ml of water and extracted several times with ether to separate the DCC. The water was concentrated in a rotary vacuum evaporator to a 800 cm3 volume. then loaded onto a column containing 200 cc of strongly basic anionylt (Zowex 1) in bisulfite form. Water was eluted, collecting 200 cm3 fractions. After the effluent concentration, 3 g of D-itagatose were obtained, which is 60% of the theoretical amount in relation to Digailactose. After crystallization from alcohol, 2.8 g of ketose were obtained, mp. 129-130 ° [] j * - 1 (c - 5, water), 15 26 Example II. 10 g of D-galactose are placed in the flask, 30 ml of dimethylformamide (DMF) are added, heated to debulsify the cultured, 10 g of DOC are added and kept in a boil for 1 hour. Then, the dimethylformamide was distilled under reduced pressure. 60 ml of water was added, the aqueous layer was extracted with ether and then loaded on a column containing 600 cc of Dowex 10 anionylt bisulfite form. The water was blotted out by collecting fractions with a volume of 300 cm8. After the addition and crystallization of the crude sugar, 5 g of D-tagatose were obtained, mp 128-129 [a] ° -1.5 (c = 5, water). EXAMPLE III. A solution of 10 g of Digalactose In 30 ml of a mixture of dimethyl sulfoxide (DMSO) - ethylene glycol (10: 1), it was heated for 1 hour and kept at 140 ° C. 50 ml of water was added to the mixture, and it was extracted (three times. The aqueous layer was concentrated under a reduced pressure). pressure to a volume of 30 ml, and the procedure was as in Example 1. After the eiluaite assimilation and sugar crystallization, 4 g of D-itagatose were obtained, mp 129-130 ° C, [t] 1 ° - i (c = 1, water). EXAMPLE 4 A solution of 10 g of Dnxylose in 100 cc of ethylene glycol diethyl ether was kept under reflux for 1.5 hours by adding 100 cc of water and extracted with ether with DCC. volume of 50 cc and the mixture components were separated by column chromatography using an egg phase, solid, strong alkaline ion-exchange resin Dowex 1 in hydrogen chloride form. D-itreopentolysis was eluted by washing the column with methyl alcohol. 200 cc of elution from which was collected. so In this process, 6 g of chromatographically pure ammonium chloride were obtained in the form of a M * - 33 ° syrup (c = 1, water). 45 PL