一種用於生產糖醇的方法
2023-06-08 10:40:36 1
專利名稱：一種用於生產糖醇的方法
技術領域：
本發明涉及用於生產含有6個碳原子的糖醇(己糖醇)的方法。更具體地，本發明涉及通過在特定催化劑的存在下的氫化反應從己酮糖生產含有6個碳原子的糖醇如塔羅糖醇，alitol，艾杜糖醇等的方法。
背景技術：
糖醇如山梨糖醇，甘露醇等已經用於多種用途。儘管塔羅糖醇，alitol，艾杜糖醇等是在自然界中幾乎不存在的糖醇，它們被認為可用於食品，化妝品，藥用產品，化學產品，農藥，植物生長調節劑等。D-塔羅糖醇和alito分別由下列式[1]和[2]表示。
作為用於生產這些糖醇的方法的實例，迄今為止報導了從Himanthaliaelongate分離和鑑定D-塔羅糖醇，從Iteailicifolia分離和鑑定alitol等。然而，依照該方法大量生產D-塔羅糖醇和alitol是非常困難的。
另外，還已知包括用無名假絲酵母(Candida famata)從D-阿洛酮糖，一種由下式[3]表示的己酮糖，發酵和生產D-塔羅糖醇，用出芽短梗黴(Aureobasidium Pullulans)從D-塔格糖發酵和生產D-塔羅糖醇，用聚團腸桿菌(Enterobacter agglomerans)從D-阿洛酮糖發酵和生產alitol(Journalof Fermentation and Bioengineering，79，323-327，1995)。然而，在使用微生物的這些發酵和生產中定量生產率是低下的。因此，該技術完全不能被評價為用於大量生產D-塔羅糖醇和alitol的有價值的方法。
用於大量生產的典型方法還包括其中使用硼氫化鈉還原(氫化)D-阿洛酮糖的一種方法。然而，該方法涉及在完成反應後從產物分離和回收硼氫化鈉困難的一個問題。
還已知利用微生物生產除了D-塔羅糖醇和alitol之外的含有六個碳原子的糖醇，如L-塔羅糖醇和艾杜糖醇的生產方法。然而，與生產D-塔羅糖醇和alitol同樣，依照該方法，大量獲得該糖醇是困難的。
本發明的一個方面是解決如上所述的現有技術中的問題，並提供一種通過己酮醣的氫化反應大量高效生產含有六個碳原子的糖醇的方法，該反應能夠在反應完成後易於進行催化劑的分離和回收。
通過現有技術，從立體異構體的混合物如D-或L-塔羅糖醇，alitol，半乳糖醇等選擇性地獲得預期的糖醇是困難的。
本發明的另一個方面是提供一種容易地獲得兩種或多種預期的糖醇的混合物的方法，所述混合物含有極低含量的除了預期的糖醇之外的雜質，並且在兩種或多種糖醇中具有期望的比例。
作為對於用於從己酮糖如D-阿洛酮糖通過氫化反應生產糖醇如D-塔羅糖醇和alitol的方法的詳細研究的結果，本發明人發現通過在一種特定的金屬催化劑的存在下進行氫化反應可以解決上述問題。從而完成了本發明。
發明內容
因此，本發明提供一種用於生產含有六個碳原子的糖醇的方法，其包括在含有一種選自屬於周期表中第八族元素的金屬的催化劑的存在下氫化一種己酮糖。
實現本發明的最好方式在用於生產糖醇的本發明方法中用作原材料的己酮糖實例包括D-阿洛酮糖，L-阿洛酮糖，D-塔格糖，L-塔格糖，D-山梨糖，L-山梨糖和L-果糖。也可使用選自它們的兩種或多種的混合物。
己酮糖如阿洛酮糖，塔格糖等在過去是一種稀有糖，其難以大量獲得。然而，通過使用目前的一種差向異構酶的反應使能夠大量生產具有高純度的該己酮糖。例如，能夠使用D-己酮糖3-差向異構酶從D-果糖高效生產D-阿洛酮糖，因此在高效液相色譜上(HPLC)允許以大約100％的純度大量生產(Journal of Fermentation and Bioengineering，80，101-103，1995)。
在本發明的生產方法中，以該方法生產的己酮糖可以用作原材料。
依照本發明生產方法生產的糖醇含有六個碳原子。
D-塔羅糖醇和alitol可以用D-阿洛酮糖生產。L-塔羅糖醇和alitol可以用L-阿洛酮糖生產。D-塔羅糖醇和半乳糖醇可以用D-塔格糖生產。L-塔羅糖醇和半乳糖醇可以用L-塔格糖生產。D-艾杜糖醇和L-山梨糖醇可以用D-山梨糖生產。L-艾杜糖醇和D-山梨糖醇可以用L-山梨糖生產。
在用於生產按照本發明的糖醇的方法中使用的金屬催化劑是一種含有選自屬於周期表中第八族元素的金屬的催化劑。
屬於周期表第八族的元素意指屬於鐵，鈷，鎳和鉑族的元素。屬於鉑族的元素意指六種元素釕，銠，鈀，鋨，銥和鉑。在選自屬於周期表中第八族的元素的金屬中，將選自屬於鎳和鉑族元素的金屬在本發明中優選用作催化劑。更優選一種選自鎳，釕，鉑和鈀的金屬。
在這些中，關於羥基化能力，優選釕和鉑。在從D-阿洛酮糖生產D-塔羅糖醇和alitol的方法中，釕和鉑顯示比鈀更高的羥基化能力。另外，在低溫和低壓的條件下可以實施氫化。它們被證明具有比銅鉻，阮內鈷等更強的催化能力。
為了證實，本發明人使用銅鉻催化劑N203(由Nikki Chemical Co.，Ltd製備)，並且發現該催化劑的催化活性幾乎不被證實。
另外，在還原反應中使用的催化劑的特性不僅只由該金屬的種類確定，而且受其上承載金屬的載體的影響。
在本發明中使用的其上承載金屬催化劑的載體的實例包括活性炭，金屬氧化物如氧化鈦，氧化鋁等，硫酸鋇，硅藻土等。
另外，因為它通過增加表面積能夠促進反應速率，即，因為它的高催化活性，優選所謂的阮內鎳催化劑，其是通過用苟性鹼處理一種鎳和鋁的合金等獲得的。
不具體限制實施用於生產按照本發明糖醇的方法的模式。然而，通常，將己酮糖溶解於溶劑如水等中，此後往那裡加入如上所述的金屬催化劑。將如此產物混合物放置於壓力容器中，然後通過將氫氣壓入容器實施己酮糖的氫化反應。
在該情形中，使用的溶劑通常是水。然而，也可以使用醇溶劑如乙醇等，乙酸甲酯，乙酸乙酯和其混合物以及水和它的混合溶劑。
在反應混合物中己酮糖的濃度通常是1-60重量/體積(w/v)％，優選5-50重量/體積(w/v)％。
而且，為了防止反應副產物的出現，反應溫度通常是10-150℃，優選10-70℃，更優選30-60℃。
反應壓力通常是在1-200kg/cm2(表壓)，優選5-100kg/cm2的條件下。
通過分析在規則時間間隔從反應混合物中提取的樣品中的己酮糖和生產的糖醇可以證實反應的進行。為了分析己酮糖和生產的糖醇，優選使用HPLC等。
在完成反應後，通過過濾，傾析，離心分離等可以容易地去除催化劑。通過以該方法去除催化劑，可以獲得含有預定糖醇的溶液。
在用於生產按照本發明的糖醇的方法中，生產的糖醇的產物比率，例如D-塔羅糖醇和alitol的產物比率可以通過加入用於引入非對映異構體的旋光物質，即不對稱源而改變。該不對稱源的實例包括硼酸，辛可尼定，辛可寧，麻黃鹼，奎尼定，番木鱉鹼等；生物鹼如奎寧，馬錢子鹼等；糖和其衍生物如D-甘露醇等；薄荷醇，樟腦，萜，羥基酸如L-酒石酸，L-乳酸，L-蘋果酸等；和胺基酸如L-亮氨酸，L-胱氨酸，L-半胱氨酸等。另外，糖醇的產物比率還可以通過使用合成的不對稱源和一種含有選自鎳，釕，鉑和鈀的一種金屬的催化劑而改變，所述不對稱源是針對非對映異構體還原而設計的分子。該合成的不對稱源的實例包括不對稱膦如現有的BINAP等。
而且，在用於生產按照本發明的糖醇的方法中，根據使用金屬催化劑的種類生產的糖醇，D-塔羅糖醇和alitol的產物比率例如也可以改變。更具體地，兩種或多種糖醇的產物比率根據條件如催化劑金屬的種類，載體的種類等而變化。
在生產D-塔羅糖醇和alitol中，通常為了提供大約50∶50-40∶60的D-塔羅糖醇∶alitol的產物比率優選使用阮內鎳，有時為了提供大約30∶70-42∶58的D-塔羅糖醇∶alitol的產物優選使用鉑。
在用D-塔格糖生產D-塔羅糖醇和半乳糖醇中，通常為了提供大約30∶70-40∶60的D-塔羅糖醇∶半乳糖醇的產物優選使用釕，有時為了提供大約60∶40-80∶20的D-塔羅糖醇∶半乳糖醇的產物優選使用鉑。
在用L-塔格糖生產L-塔羅糖醇和半乳糖醇中，為了提供大約30∶70-40∶60的L-塔羅糖醇∶半乳糖醇的產物優選使用釕。
在用D-山梨糖生產D-艾杜糖醇和L-山梨糖醇中，為了提供大約70∶30-50∶50的D-艾杜糖醇∶L-山梨糖醇的產物優選使用釕以及鈀。
在用L-山梨糖生產D-山梨糖醇和L-艾杜糖醇中，為了提供大約40∶60-50∶50的D-山梨糖醇∶L-艾杜糖醇的產物優選使用釕以及鉑。
因此，可以容易地獲得大量的含有一種特定糖醇如alitol，半乳糖醇等的混合物，因此獲得純的特定的糖醇變得容易。
本發明人發現其中通過濃縮等將晶體從D-塔羅糖醇和alitol的水溶液沉澱的結晶操作產生含有比結晶前物質的更高alitol比率的混合物。通過重複該結晶操作，或通過使用alitol溶液洗滌如此結晶的含有更高alitol比率的晶體可以獲得純alitol。依照類似的方法，可以從L-塔羅糖醇和alitol混合物的水溶液中獲得含有更高alitol比率的晶體。另外，其中通過濃縮等將晶體從半乳糖醇和D-或L-塔羅糖醇混合物的水溶液中沉澱的結晶操作產生含有比結晶前物質更高半乳糖醇比率的混合物，並且通過重複該結晶操作，可獲得純半乳糖醇。
在該情形中，當將通過按照本發明的方法獲得的大量含有alitol或半乳糖醇的混合物用作原混合物，可以降低晶體操作的頻率。另外，可以取得例如關於產率和易化其它操作的的益處。
從D-或L-塔羅糖醇和alitol的混合物，或半乳糖醇和D-或L-塔羅糖醇的混合物通過色譜法可以分別純化和分離D-塔羅糖醇，alitol，L-塔羅糖醇和半乳糖醇。然而，通過本發明的方法和晶體操作能夠更容易地獲得純alitol或半乳糖醇。
另外，在按照上述方法獲得純alitol或含有更大比例alitol的混合物之後，將剩餘物，即alitol和D-塔羅糖醇的混合溶液，通過色譜法分離以高效地獲得純D-塔羅糖醇。類似地，在獲得純半乳糖醇或含有更大比例的半乳糖醇的混合物之後，將剩餘物，即D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇和半乳糖醇的混合溶液，通過色譜法分離以高效地獲得純D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇。即，通過從混合溶液分離純alitol或半乳糖醇，或含有其更大比例，與分離前在混合溶液中的那些相比，D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇的含量變得更高並且alitol或半乳糖醇的含量變得更低。
Alitol或半乳糖醇和D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇可以通過色譜法從Alitol或半乳糖醇和D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇的混合溶液分離。當混合物中alitol或半乳糖醇的含量大時，只含有D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇的洗脫級分少。因此，利用在分離純alitol或半乳糖醇或含有其更大比例的混合物之後混合溶液的剩餘物，含有純D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇的洗脫級分的量變得更大，並且通過利用該級分，可以高效生產純D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇。
即，本發明還提供一種用於生產D-塔羅糖醇的方法，其包括其中將alitol從D-或L-塔羅糖醇和alitol的混合水溶液沉澱的一種操作，和將在該沉澱後混合溶液的剩餘物通過色譜柱以獲得不含alitol的D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇級分；和一種用於生產D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇的方法，其包括其中將半乳糖醇從半乳糖醇和D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇的混合水溶液沉澱的一種操作，和將在該沉澱後混合溶液的剩餘物通過色譜柱以獲得不含半乳糖醇的D-塔羅糖醇或L-塔羅糖醇級分。
可以採用色譜的相同條件作為通常分離採用的條件。
通過下面實施例具體地描述本發明。然而，本發明不限於這些實施例。
具體實施例方式
實施例1(1)阮內鎳的活化將100g 20％NaOH水溶液加入到10g 50％阮內鎳(由Wako PureChemicals Inc.製備)中。加入後，將混合物加熱至90℃一小時。在證實氣泡發生終止後，通過傾析用蒸餾水洗滌催化劑。進行洗滌直至衝洗液的pH值變成9.2。
(2)生產D-塔羅糖醇和alitol向裝有攪拌器和溫度計的1L玻璃壓熱器中，加入300g含有100g D-阿洛酮糖的水溶液，向其中加入通過上述方法獲得的24g阮內鎳。另外加入水以調節反應混合物的總體積為600g。然後，向其中加入碳酸鈣以調節反應混合物的pH值為7。保持在50℃的溫度下，在12kg/cm2(表壓)的氫氣壓力下和在700rpm的攪拌速度下的條件進行反應。在規則時間間隔從反應混合物取樣，對其進行D-阿洛酮糖，D-塔羅糖醇和alitol的分析以證實反應的進行狀態。為了進行D-阿洛酮糖，D-塔羅糖醇和alitol的分析採用HPLC。分析條件是使用Hitachi HPLC填充柱Gelpack GL-C611的柱子；在60℃的柱溫下；在1.0ml/min的流速下；使用RI檢測器檢測。通過適當地稀釋來源於隨時間提取的反應混合物的樣品，接著通過加入一種陰離子交換樹脂和一種陽離子交換樹脂脫鹽而製備進行分析的樣品。結果，在8小時的反應中D-阿洛酮糖降低至1％，並且得到的D-塔羅糖醇和alitol的產物比率為55∶45。此後，將反應混合物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾。在如此生成的濾液的分析上，顯示濾液含有53g D-塔羅糖醇和42g alitol，其在液相色譜法分析中顯示兩種糖，D-塔羅糖醇和alitol組合的98％的糖醇純度。
實施例2向裝有攪拌器和溫度計的1L玻璃壓熱器中，加入含有50g D-阿洛酮糖的水溶液，向其中加入30g鉑活性炭粉末N1093C3(由Nikki ChemicalCo.，Ltd.製備)。此後加入水以調節反應混合物的總體積為250g。然後，向那裡加入碳酸鈣以調節反應混合物的pH值為7。保持在40℃的溫度下，在12kg/cm2(表壓)的氫氣壓力下和在600rpm的攪拌速度下的條件進行反應。在與實施例1中的那些類似的條件下使用HPLC進行D-阿洛酮糖，D-塔羅糖醇和alitol的分析。結果，D-阿洛酮糖在17小時的反應中降低至13，在68小時的反應中降低至0.3％。得到的D-塔羅糖醇和alitol的產物比率為35∶65。此後，將反應混合物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾。在如此生成的濾液的分析上，顯示濾液含有16g D-塔羅糖醇和32g alitol，其在液相色譜法分析中顯示兩種糖，D-塔羅糖醇和alitol組合的99％的糖醇純度。
實施例3向裝有攪拌器和溫度計的1L玻璃壓熱器中，加入含有10g D-阿洛酮糖的水溶液，向其中加入2g 5％的釕碳粉末(由NE Chemcat Corporation製備)。此後加入水以調節反應混合物的總體積為200g。然後，向那裡加入碳酸鈣以調節反應混合物的pH值為7。保持在40℃的溫度下，在12kg/cm2(表壓)的氫氣壓力下和在400rpm的攪拌速度下的條件進行反應。在與實施例1中的那些類似的條件下使用HPLC進行D-阿洛酮糖，D-塔羅糖醇和alitol的分析。結果，在7.5小時的反應中D-阿洛酮糖降低至63％。得到的D-塔羅糖醇和alitol的產物比率為62∶38。此後，將反應混合物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾。在如此生成的濾液的分析上，顯示濾液含有2.2g D-塔羅糖醇和1.1g alitol。
實施例4向裝有攪拌器和溫度計的1L玻璃壓熱器中，加入含有10g D-阿洛酮糖的水溶液，向其中加入30g鉑活性炭粉末N1093C3(由Nikki ChemicalCo.，Ltd.製備)和0.05g辛可尼定。此後加入水以調節反應混合物的總體積為200g。然後，向那裡加入碳酸鈣以調節反應混合物的pH值為7。保持在40℃的溫度下，在12kg/cm2(表壓)的氫氣壓力下和在600rpm的攪拌速度下的條件進行反應。在與實施例1中的那些類似的條件下使用HPLC進行D-阿洛酮糖，D-塔羅糖醇和alitol的分析。結果，D-阿洛酮糖在17小時的反應中降低至17％，在44小時的反應中降低至1.7％。得到的D-塔羅糖醇和alitol的產物比率為31∶69。此後，將反應混合物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾。在如此生成的濾液的分析上，顯示濾液含有3g D-塔羅糖醇和6.7g alitol，其在液相色譜法分析中顯示D-塔羅糖醇和alitol組合的99％的糖醇純度。
實施例5進行2050g alitol和D-塔羅糖醇的混合溶液的濃縮和結晶，所述混合溶液是通過使用阮內鎳作為催化劑100％還原270g D-阿洛酮糖而獲得的。為了從母液中分離以回收晶體將混合物進行真空吸濾。生成的晶體稱為初凝晶。將初凝晶再結晶，接著重複相似方法以給出次級結晶和第三級結晶。通過重複三次的結晶操作獲得48g alitol。與實施例1中的那個類似的分析顯示產生的第三級結晶具有100％純度的alitol。在另一方面，從在上述操作中分離晶體產生的母液混合物溶液中獲得217g的alitol和D-塔羅糖醇的混合糖醇。
進行HPLC分析以獲得在結晶水中以及在母液中的alitol和D-塔羅糖醇的比率，其結果在表1中顯示錶1
從在上述表中的結果是清楚的，可以優選結晶alitol，並且可以通過從alitol和D-塔羅糖醇的混合水溶液重複結晶操作而獲得純alitol。Alitol和D-塔羅糖醇的混合水溶液，其是使用鉑催化劑等通過按照本發明的方法獲得的，具有更大含量的alitol，從而能夠以一種更容易的方式生產純alitol。另外，類似於下面實施例11中顯示的半乳糖醇結晶實驗，通過用alitol溶液洗滌從alitol和D-塔羅糖醇混合水溶液獲得的初凝晶可以獲得高純度的alitol。
實施例6向裝有攪拌器和溫度計(TES-1類型，由TAIATSU TECHNOCORPORATION製備)的1L玻璃壓熱器中，加入含有1.35g L-山梨糖的水溶液，向其中加入13.0g鉑活性炭粉末N1093B3(由Nikki ChemicalCo.，Ltd.製備)。此後加入水以調節反應混合物的總體積為150g。然後，向那裡加入碳酸鈣以調節反應混合物的pH值為7。
然後，將氫氣吹入反應容器中，並且保持在40℃的溫度下，在12kg/cm2(表壓)的氫氣壓力下和在500rpm的攪拌速度下的條件進行反應。在開始反應前，用氫氣置換在容器中的氣氛。
在與實施例1中的那些類似的條件下使用HPLC進行L-山梨糖，L-艾杜糖醇和D-山梨醇的分析。通過適當地稀釋反應混合物，接著通過加入CO32-類型的陰離子交換樹脂，Amberlite IRA411S，和H+類型DIAISONSK1B脫鹽而製備進行分析的樣品。
結果顯示在2小時的反應後的反應比率為4.0％。在完成反應後，將反應混合物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾以去除催化劑。在HPLC分析上，L-艾杜糖醇和D-山梨醇的產物比率為55∶45。
實施例7向裝有攪拌器和溫度計(TES-1類型，由TAIATSU TECHNOCORPORATION製備)的1L玻璃壓熱器中，加入含有1.35g L-山梨糖的水溶液，向其中加入3.0g 5％釕碳粉末(由NE Chemcat Corporation製備)。此後加入水以調節反應混合物的總體積為150g。然後，向那裡加入碳酸鈣以調節反應混合物的pH值為7。
然後，將氫氣吹入反應容器中，並且保持在40℃的溫度下，在12kg/cm2(表壓)的氫氣壓力下和在500rpm的攪拌速度下的條件進行反應。在開始反應前，用氫氣置換在容器中的氣氛。
在與實施例1中的那些類似的條件下使用HPLC進行L-山梨糖，L-艾杜糖醇和D-山梨醇的分析。通過適當地稀釋反應混合物，接著通過加入CO32-類型的陰離子交換樹脂，Amberlite IRA411S，和H+類型DIAISONSK1B脫鹽而製備進行分析的樣品。
結果顯示在2小時的反應後的反應比率為100％。在完成反應後，將反應混合物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾以去除催化劑。在HPLC分析上，L-艾杜糖醇和D-山梨醇的產物比率為58∶42。
實施例8(分離和純化D-塔羅糖醇)將通過按照與實施例5類似的方法從alitol∶D-塔羅糖醇的混合物除去部分alitol而獲得的alitol∶D-塔羅糖醇以11∶89比率的混合物通過一個液相色譜柱。考慮到微生物繁殖和糖醇的沉澱的發生，將柱溫調整在60℃並且將流速調整在SV＝0.5(h-1)的空體積(space volume)。將其中沒有將alitol從塔羅糖醇完全分離的開始的2.7L洗脫級分去除，而獲得下面的含有純D-塔羅糖醇的級分。通過濃縮純D-塔羅糖醇的級分，獲得具有99％或更大純度的D-塔羅糖醇晶體。
實施例9向裝有攪拌器和溫度計(TES-1類型，由TAIATSU TECHNOCORPORATION製備)的1L玻璃壓熱器中，加入含有0.18g D-塔格糖的水溶液，向其中加入17.3g鉑活性炭粉末N1093B3(由Nikki ChemicalCo.，Ltd.製備)。此後加入水以調節反應混合物的總體積為150g。然後，向那裡加入碳酸鈣以調節反應混合物的pH值為7。
然後，將氫氣吹入反應容器中，並且保持在40℃的溫度下，在12kg/cm2(表壓)的氫氣壓力下和在500rpm的攪拌速度下的條件進行反應。在開始反應前，用氫氣置換在容器中的氣氛。
在與實施例1中的那些類似的條件下使用HPLC進行D-塔格糖，D-塔羅糖醇和半乳糖醇的分析。
結果顯示在2小時的反應後的反應比率為5.0％。在完成反應後，將反應混合物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾以去除催化劑。在HPLC分析上，D-塔羅糖醇和半乳糖醇的產物比率為67∶33。
實施例10向裝有攪拌器和溫度計(TES-1類型，由TAIATSU TECHNOCORPORATION製備)的1L玻璃壓熱器中，加入含有0.18g D-塔格糖的水溶液，向其中加入0.4g 5％釕碳粉末N1093B3(由NE ChemcatCorporation製備)。此後加入水以調節反應混合物的總體積為150g。然後，向那裡加入碳酸鈣以調節反應混合物的pH值為7。
然後，將氫氣吹入反應容器中，並且保持在40℃的溫度下，在12kg/cm2(表壓)的氫氣壓力下和在500rpm的攪拌速度下的條件進行反應。在開始反應前，用氫氣置換在容器中的氣氛。
在與實施例1中的那些類似的條件下使用HPLC進行D-塔格糖，D-塔羅糖醇和半乳糖醇的分析。
結果顯示在2小時的反應後的反應比率為100％。在完成反應後，將反應混合物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾以去除催化劑。在HPLC分析上，D-塔羅糖醇和半乳糖醇的產物比率為34∶66。
實施例11(結晶和純化半乳糖醇)將通過溶解3.4g D-塔羅糖醇和6.6g半乳糖醇於250ml蒸餾水獲得的溶液在60℃減壓下濃縮至40g。在讓它在5℃三小時之後，將生成物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾以回收濾液1。用15ml5％半乳糖醇溶液洗滌過濾器上的混合晶體。洗滌進行兩次，分別獲得衝洗液2與衝洗液3，和4.5g晶體4。生成晶體HPLC的純度是99.2％。HPLC分析的結果在表2中顯示。
表2
從上表中的結果清楚地看出，具有高純度的半乳糖醇可以通過用半乳糖醇溶液洗滌從半乳糖醇和D-塔羅糖醇的混合溶液結晶的晶體獲得。利用按照上述方法獲得的含有高半乳糖醇含量的混合溶液，可以以一種容易的方式獲得半乳糖醇。
期望優選按照如上的相同方法從L-塔羅糖醇和半乳糖醇的混合溶液結晶半乳糖醇。
實施例12向裝有攪拌器和溫度計(TES-1類型，由TAIATSU TECHNOCORPORATION製備)的1L玻璃壓熱器中，加入含有0.18g L-塔格糖的水溶液，向其中加入0.41g 5％釕碳粉末N1093B3(由N E ChemcatCorporation製備)。另外加入水以調節反應混合物的總體積為150g。然後，向那裡加入碳酸鈣以調節反應混合物的pH值為7。
然後，將氫氣吹入反應容器中，並且保持在40℃的溫度下，在12kg/cm2(表壓)的氫氣壓力下和在500rpm的攪拌速度下的條件進行反應。在開始反應前，用氫氣置換在容器中的氣氛。
在與實施例1中的那些類似的條件下使用HPLC進行L-塔格糖，L-塔羅糖醇和半乳糖醇的分析。
結果顯示在2小時的反應後的反應比率為100％。在完成反應後，將反應混合物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾以去除催化劑。在HPLC分析上，D-塔羅糖醇和半乳糖醇的產物比率為32∶68。
實施例13向裝有攪拌器和溫度計(TES-1類型，由TAIATSU TECHNOCORPORATION製備)的1L玻璃壓熱器中，加入含有0.18g D-山梨糖的水溶液，向其中加入17.3g鉑活性炭粉末N109383(由Nikki ChemicalCo.，Ltd.製備)。另外加入水以調節反應混合物的總體積為150g。然後，調節反應混合物的pH值為7。
然後，將氫氣吹入反應容器中，並且保持在40℃的溫度下，在12kg/cm2(表壓)的氫氣壓力下和在500rpm的攪拌速度下的條件進行反應。在開始反應前，用氫氣置換在容器中的氣氛。
在與實施例1中的那些類似的條件下使用HPLC進行D-山梨糖，L-山梨醇和D-艾杜糖醇的分析。
結果顯示在2小時的反應後的反應比率為2.5％。在完成反應後，將反應混合物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾以去除催化劑。在HPLC分析上，L-山梨醇和D-艾杜糖醇的產物比率為38∶62。
實施例14向裝有攪拌器和溫度計(TES-1類型，由TAIATSU TECHNOCORPORATION製備)的1L玻璃壓熱器中，加入含有0.18g D-山梨糖的水溶液，向其中加入0.4g 5％釕碳粉末(由NE Chemcat Corporation製備)。另外加入水以調節反應混合物的總體積為150g。然後，調節反應混合物的pH值為7。
然後，將氫氣吹入反應容器中，並且保持在40℃的溫度下，在12kg/cm2(表壓)的氫氣壓力下和在500rpm的攪拌速度下的條件進行反應。在開始反應前，用氫氣置換在容器中的氣氛。
在與實施例1中的那些類似的條件下使用HPLC進行D-山梨糖，L-山梨醇和D-艾杜糖醇的分析。
結果顯示在2小時的反應後的反應比率為100％。在完成反應後，將反應混合物通過5C過濾器(由ADVANTEC，Inc.製備)過濾以去除催化劑。在HPLC分析上，L-山梨醇和D-艾杜糖醇的產物比率為36∶64。
依照按照本發明用於生產糖醇的方法，可以從己酮糖大量地高效生產預期的糖醇。
另外，不同於其中通過硼氫化鈉進行還原的情形，通過過濾從含有糖醇的溶液可以容易地分離和回收催化劑。
此外，當獲得兩種或多種糖醇的混合物時，通過改變金屬催化劑的種類和不對稱源的種類也可以改變在糖醇中的產物比率。
通過按照本發明的方法獲得的糖醇含有極其低含量的雜質，因此可以用於食品，化妝品，藥品，化學產品，農藥，植物生長調節劑等。
因此，用於生產按照本發明的糖醇的方法不僅在糖製造工業中，而且在相關工業如食品，化妝品，藥物工業中具有突出的工業意義。
權利要求
1.一種用於生產含有六個碳原子的糖醇的方法，其包括在一種含有選自屬於周期表中第八族元素的金屬的催化劑的存在下氫化己酮糖。
2.依照權利要求1用於生產糖醇的方法，其中所述屬於周期表中第八族的元素是選自屬於鎳和鉑族的元素。
3.按照權利要求2的用於生產糖醇的方法，其中所述屬於鎳和鉑族的元素是選自鎳，釕，鉑和鈀。
4.按照權利要求2的用於生產糖醇的方法，其中所述屬於鎳和鉑族的元素是選自釕和鈀。
5.按照權利要求1的用於生產糖醇的方法，其中所述含有金屬的催化劑是阮內鎳。
6.按照權利要求1至5中任何一項的用於生產糖醇的方法，其中所述氫化反應是在己酮糖水溶液中進行。
7.按照權利要求6的用於生產糖醇的方法，其中反應溫度是10-150℃，反應壓力是1-200kg/cm2。
8.按照權利要求1至7中任何一項的用於生產糖醇的方法，其中所述氫化反應是在一種不對稱源的存在下進行。
9.按照權利要求1至8中任何一項的用於生產糖醇的方法，其中所述己酮糖是選自D-阿洛酮糖，L-阿洛酮糖，D-塔格糖，L-塔格糖，D-山梨糖，L-山梨糖和L-果糖中的至少一種。
10.按照權利要求1至9中任何一項的用於生產糖醇的方法，其中所述己酮糖是D-阿洛酮糖，並且所述糖醇是D-塔羅糖醇和alitol。
11.一種用於生產alitol的方法，其包括從alitol和D-或L-塔羅糖醇的混合水溶液沉澱alitol的操作。
12.一種用於生產半乳糖醇的方法，其包括從半乳糖醇和D-或L-塔羅糖醇的混合水溶液沉澱半乳糖醇的操作。
13.一種用於生產D-或L-塔羅糖醇的方法，其包括一種操作，其中中通過從alitol和D-或L-塔羅糖醇的混合溶液沉澱和去除alitol而獲得一種混合水溶液，接著將剩餘的混合水溶液通過色譜柱以獲得不含有alitol的D-或L-塔羅糖醇級分。
14.一種用於生產D-或L-塔羅糖醇的方法，其包括一種操作，其中通過從半乳糖醇和D-或L-塔羅糖醇的混合溶液沉澱和去除半乳糖醇而獲得一種混合水溶液，接著將剩餘的混合水溶液通過色譜柱以獲得不含有半乳糖醇的D-或L-塔羅糖醇級分。
全文摘要
提供一種用於生產含有六個碳原子的糖醇的方法，其包括在一種含有選自屬於周期表中第八族元素的一種金屬，如鎳，釕，鉑，鈀等的催化劑的存在下氫化己酮糖如阿洛酮糖，塔格糖，山梨糖等。依照這種方法，可以大量地高效生產含有六個碳原子的糖醇，並易於分離和回收催化劑，並且可以高效生產具有期望產物比率的兩種或多種糖醇的混合物。
文檔編號C07C29/145GK1507428SQ0280958
公開日2004年6月23日 申請日期2002年5月10日 優先權日2001年5月11日
發明者吉野彰, 何森健, 高橋武雄, 雄 申請人:株式會社伏見製藥所