制备D-赤藓糖的方法技术

本发明专利技术涉及制备Ｄ－赤藓糖的方法，其特征在于，在一种选自钴、镍和钌的金属的盐参与下将一和葡糖酸盐的水溶液与过氧化氢相接触。本发明专利技术也涉及通过氢化这样得到的Ｄ－赤藓糖制备赤藓醇的方法。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制备D-赤藓糖的方法。更具体的说，本专利技术的主题是从葡糖酸制备D-赤藓糖的方法，该方法用选自钴、镍和钌的一种金属离子催化并且在水相中进行。制备D-赤藓糖的方法是已知的。在这些方法中，可以首先提到由Ruff(Ber.，32，3674(1899)；33，1799(1900)提出的方法，其包括在过氧化氢水溶液参与下氧化D-阿糖酸钙。这样一种方法表现出的主要缺点是使用阿糖酸作为原料，阿糖酸不是一种在市场上常规出售的产品。之后又有其它制备D-赤藓糖的方法，例如已知以Perlin方法命名的在四乙酸铅的参与下氧化D-葡萄糖(Perlin A.S.，MethodsCarbohydr.Chem.，1962，1，64)，或通过4，6-O-亚乙基-D-葡萄糖的高碘酸盐的氧化反应所得到的2，4-O-亚乙基-D-赤藓糖的酸水解(Schaffer R.，J.Am.Chem.Soc.，81(1959)，2838；Barker R.和MacDonald D.L.，J.A.Chem.Soc.，82(1960)，2301)。D-赤藓糖本身并不具有很大价值，如果它能够实现大规模和低成本的生产的话，却会是一个非常重要的合成中间体。这是因为简单地增加一个氢化D-赤藓糖阶段就能够容易地得到赤藓醇，这是一种多元醇，能够在很多食品应用中使用，特别是能够作为蔗糖的非龋性和低卡路里的替代物。由于这个原因，本专利技术的另一个主题是从根据本专利技术的方法得到的D-赤藓糖出发制备赤藓醇的方法。虽然赤藓醇在自然界中广泛存在并且从远古时期就构成人类食物的一部分，但赤藓醇长久以来一直被食品工业界所忽视，因为很难以经济的方法得到赤藓醇。在药物工业中，赤藓醇能够氧化成L-赤藓酮糖，这是一种具有优良官能性的分子，这种优良的官能性能够赋予它在生物学活性化合物合成中使用的可能性。研究制备赤藓醇的方法，整体上看，划分为二条主要路线化学合成和发酵生物合成。但是这些已知的化学合成技术，例如还原内消旋酒石酸盐、氧化/还原4，6-O-亚乙基-D-葡萄糖和氢化淀粉二醛水解物(T.Dola和T.Sasaki，Bio-Industry，(1988)，5，(9)，32)，没有一个能够达到真正的工业规模。发酵技术的研究尽管比化学合成的研究多出许多，但发酵技术在大多数情形中只涉及作为次要构成物的赤藓醇的生产。这些研究致力于采用Debaryomyces(US-A2 986 495)/Pichia(US-A2 986 495)，Candida(US-A3 756 917)，Moniliella(Antonie vanLeeuwenhoek，37(1971)，107-118)和Aureobasidium(Jp-A61/31 091)酵母法生产赤藓醇。然而近来赤藓醇发酵法研究的结果公布了一些缺点，例如在发酵期间产生泡沫、发酵的速度、副产品的含量以及尤其是低产率，后者进一步危害了其工业化的可能性。因此存在一种需求，需要开发一种高效地生产D-赤藓糖的方法(从而通过这样得到的D-赤藓糖的氢化反应生产赤藓醇)，这种方法没有现有技术的局限和缺点。正是在进行这个题目研究的同时，本申请公司开发了一种采用化学路线从葡糖酸或其盐类生产D-赤藓糖的新方法。本专利技术的这种方法又回到了近一个世纪以前由Ruff提出的方法的原理上。这个方法可以用一般的途径，借助于铁离子和过氧化氢水溶液的共同作用，使含有n个碳原子的醛糖酸转化为含有(n-1)个碳原子的醛糖。但是，醛糖的产率非常低。但是，将葡糖酸转化为D-阿糖是根据这种方法进行的。一些改进陆续由R.C.Hockett和C.S.Hudson(J.Amer.Chem.Soc.，56，1632-1633，(1934)和同书72，4546(1950))和US-A3 755 294专利提出。其中描述了从葡糖酸起始，阿糖产率为60％。由V.Bilik(CZ-232647，(1983))通过使用铜离子(Cu(II))作催化剂完成了这个改进。在费力的纯化之后达到约70％的产率。最近使用三价铁和亚铁离子的混合物作为催化剂(CZ-279002，(1994))得到同样的结果。最后，在特殊的条件下，专利EP-A0 716 067报告了醛糖78％的产率。在对Ruff反应的广泛研究中本申请公司已令人惊异地发现，以钴、镍和钌盐催化的葡糖酸与过氧化氢水溶液反应得到的是D-赤藓糖，而不是一直所认为的D-阿糖。这样，相对原料醛糖酸而言失去了二个碳原子。因此，根据本专利技术，制备D-赤藓糖的方法的特征在于，在一种选自钴、镍和钌的金属的盐的参与下，将一种葡糖酸盐的水溶液与过氧化氢相接触。与以前的发酵方法相比较，这种方法的第一个优点显然是它避免了与上述发酵技术相关的所有限制和问题。根据本专利技术的方法的第二个优点在于它极其容易实施，因为原料和试剂都容易得到。根据本专利技术的方法第三个优点是D-赤藓糖是以接近化学计量的非常好的产率获得的。根据本专利技术的方法的另一个优点是它很容易应用到工业中，尤其是食品工业中，因为它使用水作为溶剂，不论是就毒性还是就安全性而言，这是一个无可否认的优点。本专利技术的方法使用葡糖酸盐。在本专利技术中，葡糖酸盐应理解为游离形式的葡糖酸、内酯形式的或以这两种形式的混合物的形式，盐的形式或酯的形式。因此，例如葡糖酸钙、葡糖酸钠和δ-葡糖酸内酯是完全适用的。葡糖酸是用已知的方法通过氧化葡萄糖得到的。这个氧化阶段既可以采用化学路线也可以采用微生物路线进行。在本专利技术的内容中优选的路线包括在碱性介质中使用空气或氧气并且使用钯催化剂氧化葡萄糖。一个特别优选的方法是在美国专利US-A4 845 208(本申请公司是该专利的受让人)中已经描述过的方法，该方法包括使用附着到活性炭上并且掺杂有铋的钯作为氧化催化剂。也可以设想采用电解路线或使用次溴酸盐氧化葡萄糖。还可以采用微生物路线使用Gluconobacter或Aspergillus菌氧化葡萄糖。本专利技术的方法，优选在葡糖酸盐(干物质)的浓度是1-60％、优选5-50％、而更优选10-30％的水中进行。规定干物质的下限明显地是由于在蒸发水的方面和减小反应器的尺寸的方面的经济原因。干物质的上限主要被反应混合物溶解度问题或粘度问题所限制。在本说明书中，所有的百分比都是相对于葡糖酸表示的(例如50％摩尔X是指每100摩尔葡糖酸50摩尔的X，而50％X是指每100g原料葡糖酸50g的X)。在根据本专利技术的方法中，催化剂是由选自钴、镍和钌的金属的离子构成的，这些离子可以按照任何二价或三价估、镍和钌的盐的形式加入。优选使用钴盐例如乙酸钴、乙酰丙酮酸钴、钴的卤化物、硝酸钴、硫酸钴等都完全适用。相对于所使用的葡糖酸盐而言，催化剂(钴、镍或钌盐)的量为0.001-50％，优选0.002-20％，而更优选0.005-5％，在根据本专利技术的方法中得到的D-赤藓糖无论在产率上还是在纯度上，都获得良好的结果。然后，将过氧化氢，优选以浓度为30％的过氧化氢水溶液的形式，在搅拌下缓慢加入到葡糖酸盐、催化剂与水的混合物中，以使用的葡糖酸盐计，过氧化氢的比例是1-500％摩尔，优选50-400％摩尔，更优选100-300％摩尔。可以以浓度大于30％的形式，尤其是例如浓度高达70％的形式使用过氧化氢水溶液。过氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备Ｄ－赤藓糖的方法，其特征在于，在一种选自钴、镍和钌的金属的盐参与下将一种葡糖酸盐的水溶液与过氧化氢相接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G弗里切，R塔米恩，
申请(专利权)人：火箭兄弟公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]