DE3939058A1 - Prepn. of epimer-free sugar alcohol(s) for use as sweeteners - Google Patents
Prepn. of epimer-free sugar alcohol(s) for use as sweetenersInfo
- Publication number
- DE3939058A1 DE3939058A1 DE19893939058 DE3939058A DE3939058A1 DE 3939058 A1 DE3939058 A1 DE 3939058A1 DE 19893939058 DE19893939058 DE 19893939058 DE 3939058 A DE3939058 A DE 3939058A DE 3939058 A1 DE3939058 A1 DE 3939058A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- glucopyranosyl
- hydrogenation
- glucopyranose
- sorbitol
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C31/00—Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C31/18—Polyhydroxylic acyclic alcohols
- C07C31/26—Hexahydroxylic alcohols
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Disaccharid-Alkohols 4-O-α-D-Glucopyranosyl-D-sorbitol (Maltit) aus 4-O-α-D-Glucopyranosyl-α-D-glucopyranose (Maltose) durch kontinuierliche katalytische Hydrierung mit Wasserstoff. Der Reaktionsverlauf läßt sich durch das folgende Reaktionsschema veranschaulichen:The invention relates to a method for producing the Disaccharide alcohol 4-O-α-D-glucopyranosyl-D-sorbitol (Maltitol) from 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranose (Maltose) through continuous catalytic hydrogenation with hydrogen. The course of the reaction can be illustrate the following reaction scheme:
Maltit wird im menschlichen Körper durch amylolytische Enzyme nur schwer abgebaut.Maltitol is made in the human body by amylolytic Enzymes difficult to break down.
Daher ist Maltit als Zucker ersatzstoff für kalorienreduzierte Diät und für Diabetiker geeignet (Ullmann′s Encyklopädie der technischen Chemie, Band 24, Weinheim 1983, S. 771).Hence maltitol is considered sugar Substitute for reduced calorie diet and for Suitable for diabetics (Ullmann’s Encyklopadie der technical chemistry, volume 24, Weinheim 1983, p. 771).
Die Süßkraft von Maltit erreicht die Süßkraft von Saccharose. Maltit kann in flüssiger Form mit anderen süß schmeckenden Kohlenhydraten, beispielsweise Fruc tose, Sorbitol, Xylitol und anderen vermischt werden. Besonders der Einsatz in der Getränkeindustrie empfiehlt sich wegen seiner hohen Süßkraft und seiner geringen Neigung zur Kristallisation selbst in hohen Konzentra tionen.The sweetness of maltitol reaches the sweetness of Sucrose. Maltitol can be in liquid form with others sweet-tasting carbohydrates, such as Fruc tose, sorbitol, xylitol and others can be mixed. Especially recommended for use in the beverage industry because of its high sweetness and low Tendency to crystallize even in high concentrations ions.
Zur Herstellung des bisher in der Natur nicht nachge wiesenen Maltits ist aus US 37 41 776 ein diskonti nuierliches Verfahren (Batch-Prozeß) bekannt, bei dem ein pulverförmiger Nickel-Katalysator in einem Suspen sionsverfahren zum Einsatz kam.To manufacture the so far not in nature Maltits is a discount from US 37 41 776 known process (batch process), in which a powdery nickel catalyst in a suspension tion process was used.
Diskontinuierliche Verfahren haben den Nachteil, daß ihre Kapazität, relativ zum Reaktionsvolumen, sehr klein ist und somit ein Bedarf nach großen Reaktionsappara turen und Lagertanks besteht. Der Energieverbrauch ist unökonomisch, und der Personalbedarf ist verhältnismäßig hoch.Batch processes have the disadvantage that their capacity, relative to the reaction volume, is very small is and therefore a need for large reaction apparatus doors and storage tanks. The energy consumption is uneconomical and staffing requirements are proportionate high.
Kontinuierliche Pulverkatalysator-Verfahren, die mit mehreren in Kaskade geschalteten Hydrierreaktoren arbei ten, vermeiden einen Teil der genannten Nachteile. Es bleibt jedoch der umständliche Weg, den pulverförmigen Katalysator gezielt zu aktivieren, umzupumpen und quantitativ vom Reaktionsprodukt abzufiltrieren. Die Katalysatorschlammpumpen unterliegen einer hohen mecha nischen Beanspruchung. Die quantitative Entfernung des pulverförmigen Katalysators ist aufwendig (Grob- und Feinfiltrationsapparate in Wechselausführung). Ferner ist die Gefahr groß, daß der Katalysator durch die zu sätzlichen Operationen verhältnismäßig schnell seine Aktivität verliert (hoher Katalysatorverbrauch). Es ist daher wünschenswert, die Reaktion über fest angeordneten Katalysatoren ablaufen zu lassen, welche eine hohe spe zifische Aktivität besitzen sollen, die auch über einen längeren Zeitraum von 1 bis mehreren Jahren nicht nach lassen soll, weil häufige Katalysatorwechsel auch bei Festbettreaktionen aufwendig sind.Continuous powder catalyst process using several hydrogenation reactors connected in cascade avoid some of the disadvantages mentioned. It remains the cumbersome way, the powdery way Targeted activation, pumping and to be filtered quantitatively from the reaction product. The Catalyst slurry pumps are subject to a high mecha African stress. The quantitative removal of the powdered catalyst is expensive (rough and Fine filtration apparatus in exchangeable version). Further there is a great risk that the catalyst will operations are relatively quick Loses activity (high catalyst consumption). It is therefore desirable to have the reaction over fixed Let catalysts run off, which have a high spe ought to have specific activity that also has a after a long period of 1 to several years should leave because frequent catalyst changes also Fixed bed reactions are expensive.
Aus EP 1 52 779 ist ein Verfahren zur Hydrierung von α-D- Glucopyranosido-1,6-fructose an fest angeordneten Kata lysatoren bekannt. Hierbei wird jedoch ein Gemisch zweier Reduktionsprodukte, nämlich von α-D-Gluco pyranosido-1,6-mannit und α-D-Glucopyranosido-1,6-sorbit erhalten, deren Verhältnis etwa 1:1 beträgt.EP 1 52 779 describes a process for the hydrogenation of α-D Glucopyranosido-1,6-fructose on fixed kata known analyzers. However, this is a mixture two reduction products, namely α-D-gluco pyranosido-1,6-mannitol and α-D-glucopyranosido-1,6-sorbitol obtained, the ratio of which is approximately 1: 1.
Es war daher überraschend, daß im vorliegenden Verfahren aus Maltose nur ein Disaccharid-Alkohol, nämlich der Maltit erhalten werden kann, der nicht von durch eine Epimisierungsreaktion oder durch eine Aldose-Ketose-Iso merisierung verursachten Umlagerungsprodukten begleitet wird und so direkt als Diätetikum eingesetzt werden kann. It was therefore surprising that in the present process only one disaccharide alcohol from maltose, namely the Maltitol can not be obtained by one Epimization reaction or by an aldose-ketose iso relocation products caused by merization will be used directly as a dietetic can.
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von 4-O-α-D- Glucopyranosyl-D-sorbitol (Maltit) aus 4-O-α-D-Gluco pyranosyl-α-D-glucopyranose (Maltose) durch katalytische Hydrierung in wäßriger Lösung mit Wasserstoff unter er höhtem Druck und bei erhöhter Temperatur gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Hydrierung kontinuierlich bei einem Wasserstoffdruck von 100-500 bar und Temperaturen von 60-120°C im Festbettverfahren in einer Reaktionszone über als Hydrierungskatalysa toren dienenden trägerfreien Formkörpern mit einer Druckfestigkeit von mehr als 50 N, vorzugsweise 100-400 N, auf die Formkörperoberfläche und einer inneren Oberfläche von 10 bis 90 m2/g aus Metallpulvern von Elementen der 8. Nebengruppe des Periodensystems durchführt.A process for the preparation of 4-O-α-D-glucopyranosyl-D-sorbitol (maltitol) from 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranose (maltose) by catalytic hydrogenation in aqueous solution was used Hydrogen found under elevated pressure and at elevated temperature, which is characterized in that the hydrogenation is carried out continuously at a hydrogen pressure of 100-500 bar and temperatures of 60-120 ° C. in a fixed bed process in a reaction zone via unsupported shaped bodies serving as hydrogenation catalysts a compressive strength of more than 50 N, preferably 100-400 N, on the molded body surface and an inner surface of 10 to 90 m 2 / g from metal powders of elements of subgroup 8 of the periodic table.
Der Maltit wird im erfindungsgemäßen Verfahren in nahezu quantitativer Ausbeute erhalten. Dies ist von besonderer Bedeutung, da die Entfernung (durch Etherbildung ent standener) höhermolekularer oder (durch Hydrogenolyse entstandener) niedermolekularer störender Verunreini gungen aus dem Reaktionsprodukt durch zusätzliche Reinigungsprozesse, wie Umkristallisation aus Lösungs mitteln, normalerweise einen beträchtlichen ökologischen Aufwand hinsichtlich deren Entsorgung erfordert. Das zum Maltit diastereomere 4-O-α-D-Glucopyranosyl-D-Mannitol ist im Reaktionsprodukt nicht nachweisbar. The maltitol is almost in the process of the invention quantitative yield obtained. This is special Significance because the removal (due to ether formation higher) or (by hydrogenolysis resulting) low-molecular disturbing impurities conditions from the reaction product by additional Cleaning processes, such as recrystallization from solutions means, usually a considerable ecological one Disposal effort required. That for Maltitol diastereomeric 4-O-α-D-glucopyranosyl-D-mannitol is not detectable in the reaction product.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Festbettkatalysatoren neigen im Gegensatz zu trägerhaltigen Katalysatoren nicht zum "Ausbluten", d. h. nicht zum Übergang von Kata lysatorbestandteilen in ionischer oder kolloider Form in die Lösungsphase des Substrats, so daß das Substrat nicht durch Schwermetalle kontaminiert wird, die nor malerweise ebenfalls nur mühsam, beispielsweise mit Hilfe von Ionenaustauschern, unter ökologischem Aufwand aus dem Substrat entfernt werden können. Die einzu setzenden Katalysatoren können nach ihrem Gebrauch leicht aufgearbeitet werden, da die Schwermetalle nicht umständlich von einem Trägermaterial getrennt werden müssen.The fixed bed catalysts to be used according to the invention tend to be in contrast to supported catalysts not to "bleed", i.e. H. not the transition from kata analyzer components in ionic or colloidal form in the solution phase of the substrate so that the substrate is not contaminated by heavy metals that nor sometimes also difficult, for example with Help from ion exchangers, with ecological effort can be removed from the substrate. The one setting catalysts can be used after can be easily worked up because the heavy metals are not cumbersome to be separated from a carrier material have to.
Es ist demnach möglich, im erfindungsgemäßen Verfahren den Maltit in einer Reinheit von über 99% in der Trockenmasse herzustellen. Der Gehalt an nicht umge setzter Maltose erreicht Werte von höchstens 0,1%. Da die glykosidischen Etherbindungen in der Maltose bzw. im Maltit geschont werden, liegen die Gehalte der Monozuckeralkohole Mannitol oder Sorbitol nur bei 0,3% oder darunter. Die handelsüblichen Spezifikationen für Maltit können daher normalerweise ohne weitere Reini gungsvorgänge direkt erfüllt werden.It is therefore possible in the method according to the invention the maltitol in a purity of over 99% in the To produce dry matter. The content of not vice versa set maltose reaches values of at most 0.1%. There the glycosidic ether bonds in maltose or are preserved in maltitol, the contents of Mono sugar alcohols mannitol or sorbitol only at 0.3% or below. The commercial specifications for Maltitol can therefore normally be used without further purification processes are fulfilled directly.
Als Ausgangsverbindung für das erfindungsgemäße Ver fahren wird reine Maltose eingesetzt, die entweder in flüssiger Form oder (in ihrer β-Form) als kristallines Monohydrat vorliegen kann. Der Einsatzstoff wird in Sauerstoff-freiem entionisiertem Wasser so gelöst, daß eine 15-45 gew.-%ige, bevorzugt 35-40 gew.-%ige Lösung entsteht, deren pH-Wert 5,5-10,5, bevorzugt 6,5-7,5 beträgt. Reine Maltose zeigt, gelöst in Wasser mit einem pH-Wert von 7, eine neutrale oder, bedingt durch spuren weise Bildung von Zuckersäure, eine schwach saure Reak tion, kann aber in einer dem Fachmann bekannten Weise, beispielsweise durch Zugabe von Sorbinsäure oder ver dünnter Ameisensäure auf den gewünschten pH-Wert ein gestellt werden.As a starting compound for the Ver pure maltose is used, which either in in liquid form or (in its β form) as crystalline Monohydrate can be present. The feed is in Dissolved oxygen-free deionized water so that a 15-45 wt .-%, preferably 35-40 wt .-% solution arises, whose pH 5.5-10.5, preferably 6.5-7.5 is. Pure maltose shows dissolved in water with a pH of 7, a neutral or due to traces wise formation of sugar acid, a weakly acidic reak tion, but can in a manner known to those skilled in the art, for example by adding sorbic acid or ver thinned formic acid to the desired pH be put.
Für die erfindungsgemäße Hydrierung wird reiner Wasser stoff eingesetzt, der auf einen Druck von 100-500 bar, bevorzugt 150-300 bar, vorkomprimiert wird. Die Hydrie rung erfolgt kontinuierlich im Festbettverfahren an den weiter unten beschriebenen Katalysatoren, indem man die zu hydrierende Lösung entweder im Gleichstrom von unten aufsteigend gemeinsam mit dem vorher zugemischten Was serstoff über den in einem Hydrierreaktor angebrachten Katalysator strömen läßt (Gleichstromverfahren) oder aber, indem man die von unten aufsteigende zu hydrie rende Lösung dem von oben einströmenden Wasserstoff entgegenführt (Gegenstromverfahren).Pure water is used for the hydrogenation according to the invention used to a pressure of 100-500 bar, preferably 150-300 bar, is pre-compressed. The hydrie Fixed bed process takes place continuously catalysts described below by using the Solution to be hydrogenated either in cocurrent from below ascending together with the previously mixed what Hydrogen over the installed in a hydrogenation reactor Catalyst flows (direct current method) or but by taking the ascending to hydrie solution from the inflowing hydrogen counteracts (countercurrent method).
Der Hydrierreaktor kann entweder ein einzelnes Hoch druckrohr aus Stahl oder einer Stahllegierung sein, das mit dem Katalysator ganz oder teilweise gefüllt wird, wobei bei gewissen Rohrquerschnitten auch die Anwendung des Katalysators auf Horden (Drahtkörbe oder ähnliches) nützlich sein kann, oder aber ein ummanteltes Hochdruck rohrbündel, dessen Einzelrohre mit Katalysator ganz oder teilweise gefüllt werden. Weiterhin kann anstelle eines größeren Einzelrohrreaktors eine Anordnung von mehreren kleinen Einzelrohrreaktoren hintereinander in einer Kaskade betrieben werden.The hydrogenation reactor can either be a single high pressure pipe made of steel or a steel alloy, the completely or partially filled with the catalyst, with certain pipe cross sections also the application the catalyst on trays (wire baskets or similar) can be useful, or a coated high pressure tube bundle, the individual tubes with catalyst entirely or partially filled. Furthermore, instead of a larger single-tube reactor an arrangement of several small single tube reactors in a row Cascade operated.
Die trägerfreien Katalysatoren werden aus Metallpulvern der Elemente der 8. Nebengruppe des Periodensystems, insbesondere Nickel, Kobalt und Eisen oder Gemischen von ihnen, besonders bevorzugt aus Nickel oder aus minde stens zu 70% aus Nickel bestehenden Mischungen zu Form körpern verarbeitet. Hierbei können Pulver der einzelnen Metalle oder pulverisierte Legierungen der genannten Me talle zum Einsatz kommen. Die Herstellung von Formkör pern erfolgt nach gebräuchlichen Methoden durch Verpres sen der Metallpulver, beispielsweise auf Tablettier- oder Pelletiermaschinen, unter hohem Druck, wobei zur Verbesserung des Haftvermögens der Metallpartikel auch Graphit und/oder Klebstoffe in Mengen von 0,2-3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der den Katalysator bil denden Bestandteile, zum Einsatz kommen können. Die Herstellung der Formkörper erfolgt in einer Sauerstoff freien Atmosphäre, um Oberflächenoxidationen zu ver meiden. Beispiele für Formkörper sind Tabletten, Kugeln oder Granulate mit Durchmessern von 3-7 mm. Tablettierte Formkörper können weiterhin zur Vergrößerung der äußeren Oberfläche mit einer axialen Durchbohrung (hole core) versehen sein. Solche Formkörper haben makroskopisch eine glatte Oberfläche.The unsupported catalysts are made from metal powders the elements of subgroup 8 of the periodic table, in particular nickel, cobalt and iron or mixtures of them, particularly preferably made of nickel or of minde at least 70% of mixtures consisting of nickel to form bodies processed. Here powder of each Metals or powdered alloys of the mentioned Me talle are used. The production of molded articles pern is made according to common methods by pressing the metal powder, for example on tableting or pelletizing machines, under high pressure, whereby for Improvement in the adhesion of the metal particles too Graphite and / or adhesives in amounts of 0.2-3% by weight, based on the total weight of the catalyst bil components that can be used. The The molded articles are produced in an oxygen free atmosphere to ver surface oxidations avoid. Examples of shaped bodies are tablets, spheres or granules with diameters of 3-7 mm. Tableted Moldings can continue to enlarge the outer Surface with an axial hole (hole core) be provided. Such moldings have macroscopic a smooth surface.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden als Formkörper aus gebildeten Katalysatoren müssen in einer dem Fachmann bekannten Weise so hergestellt werden, daß die dabei entstehenden Formkörper Druckfestigkeiten oberhalb von 50 N, bevorzugt Druckfestigkeiten von 100-400 N, auf die Formkörperoberfläche erhalten. Dies ist wichtig, weil niedrigere Druckfestigkeiten zu einem Zerfall bzw. zu erosivem Abrieb der Formkörper führen, was eine uner wünschte Kontaminierung des Reaktionsproduktes mit Me tallpulver bewirken würde. Die erfindungsgemäß einzu setzenden Katalysatorformkörper haben weiterhin spezi fische innere Oberflächen, die bei Werten von 10-90 m2/g liegen. Die Überprüfung von hergestellten Formkörpern auf solche inneren Oberflächen und damit auf Brauch barkeit für das erfindungsgemäße Verfahren werden nach Methoden durchgeführt, die von F.M. Nelsen und F.T. Eggertsen, Analyt. Chem. 30 (1958), 1387 bzw. von S.J. Gregg und S.W. Sing, Adsorption, Surface Area and Porosity, London 1967, Kap. 2 und 8 beschrieben wurden.The catalysts to be used according to the invention as moldings formed from catalysts have to be produced in a manner known to the person skilled in the art so that the resulting moldings obtain compressive strengths above 50 N, preferably compressive strengths of 100-400 N, on the surface of the shaped body. This is important because lower compressive strengths lead to disintegration or erosive abrasion of the moldings, which would cause undesirable contamination of the reaction product with metal powder. The shaped catalyst bodies to be used according to the invention also have specific internal surfaces which are at values of 10-90 m 2 / g. The inspection of molded articles on such inner surfaces and thus on usability for the process according to the invention are carried out by methods by FM Nelsen and FT Eggertsen, analyte. Chem. 30 (1958), 1387 or by SJ Gregg and SW Sing, Adsorption, Surface Area and Porosity, London 1967, chap. 2 and 8 have been described.
Die Hydrierung wird bei Temperaturen von 60-120°C, be vorzugt 70-115°C durchgeführt. Niedrigere Temperaturen würden hohe Verweilzeiten oder dem Verzicht auf einen weitgehend quantitativen Umsatz der Maltose ergeben. Höhere Temperaturen führen zu unkontrollierbaren Neben reaktionen, wie Karamelisierung, Etherspaltung oder hydrierender Crackung, was zu Verfärbungen sowie zur Bildung unerwünschter Nebenprodukte führen kann.The hydrogenation is carried out at temperatures of 60-120 ° C. preferably carried out 70-115 ° C. Lower temperatures would long dwell times or the waiver of one largely quantitative sales of maltose. Higher temperatures lead to uncontrollable additions reactions such as caramelization, ether cleavage or hydrating cracking, which leads to discoloration and Can lead to the formation of unwanted by-products.
Die stündliche Katalysatorbelastung liegt bei 25-100 g Maltose pro Liter Katalysator. Bei Einhaltung der ge nannten Reaktionsbedingungen sind unerwartet hohe Kata lysatorstandzeiten von 16 000 Stunden und mehr zu er reichen, wobei spezifische Katalysatorverbräuche von höchstens 0,1% oder weniger erreicht werden. Damit liegen die technischen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens außer in der durch den nahezu quantitativen Umsatz bedingten hohen Ausbeute und den ökologischen Vorteilen, die sich aus der Reinheit des hergestellten Produktes ergeben, in der kostensparenden kontinuier lichen Arbeitsweise und dem extrem niedrigen Kataly satorverbrauch.The hourly catalyst load is 25-100 g Maltose per liter of catalyst. If the ge mentioned reaction conditions are unexpectedly high kata analyzer service life of 16,000 hours and more range, with specific catalyst consumption of at most 0.1% or less can be achieved. In order to are the technical advantages of the invention Procedure except in the by the almost quantitative Sales-related high yield and ecological Benefits derived from the purity of the manufactured Product result in the cost-saving continuous working method and the extremely low Kataly sator consumption.
Die den Reaktor verlassende wäßrige Lösung von Maltit kann nach der Entspannung, bei welcher man den über schüssigen Wasserstoff abfangen und nach erfolgter Komprimierung und Ergänzung durch weiteren Wasserstoff erneut zum Einsatz bringen kann, bereits direkt als Zuckeraustauschstoff in flüssiger Form Verwendung fin den.The aqueous solution of maltitol leaving the reactor can after the relaxation, in which one over the intercept hydrogen and after the successful Compression and supplementation with additional hydrogen can be used again directly as Sugar substitute in liquid form Use fin the.
Das Wasser dieser Lösung läßt sich aber auch auf ver schiedene Weise, beispielsweise über Sprühtrockner, Trockenwalzen oder über Gefriertrocknung, entfernen. Als günstig hat sich erwiesen, die erhaltene farblose und glasklare Lösung des Maltits in einem Fallfilmverdampfer oder einem ähnlich arbeitenden Gerät auf einen Zucker alkoholgehalt von etwa 80 bis 100 Gew.-% aufzukonzen trieren und gegebenenfalls anschließend nach weiterer Eindampfung in einem Vakuum-Kristallisationsgerät unter Kühlung zur teilweisen oder vollständigen Kristallisa tion zu bringen. Das Kristallisat läßt sich durch einen nachgeschalteten Mahlungsprozeß und evtl. Siebung auf eine einheitliche Korngröße bringen. The water of this solution can also be used on ver different ways, for example via spray dryers, Remove drying rollers or freeze drying. As the colorless and crystal clear solution of maltitol in a falling film evaporator or a similar device on a sugar alcohol concentration of about 80 to 100 wt .-% to concentrate trieren and, if necessary, then after another Evaporation in a vacuum crystallizer Cooling for partial or complete crystallization to bring. The crystals can be by downstream grinding process and possibly screening bring a uniform grain size.
Wasserfreier Maltit kann aus Lösungen in absolutem Ethanol als amorphes Pulver gewonnen werden. Er schmilzt bei 146°C-148°C und ist hygroskopisch (Helv. Chim. Acta 20, (1937), 86-90).Anhydrous maltitol can be made from solutions in absolute Ethanol can be obtained as an amorphous powder. It melts at 146 ° C-148 ° C and is hygroscopic (Helv. Chim. Acta 20, (1937), 86-90).
Ein senkrecht stehendes, wärmeisoliertes Hochdruckrohr aus nichtrostendem Stahl von 45 mm Innendurchmesser und 1 m Länge wurde mit 1,4 l eines durch Tablettierung von Nickelpulver hergestellten Hydrierungskatalysators ge füllt, der bei einer Zylinderhöhe von 5 mm und einem Durchmesser von 5 mm eine Druckfestigkeit von 174 N auf die Zylindermantelfläche und eine innere Oberfläche von 33 m2/g aufwies. Durch dieses Rohr wurden gemeinsam mit der fünffach molaren Menge von unter einem Druck von 300 bar stehendem, hochreinem Wasserstoff stündlich 250 ml einer 40%igen Lösung von 4-O-α-D-Glucopyranosyl- α-D-glucopyranose in entionisiertem Sauerstoff-freiem Trinkwasser mit einem pH-Wert von 7,0 kontinuierlich gepumpt und zwar von unten nach oben aufsteigend.A vertical, heat-insulated high-pressure pipe made of stainless steel of 45 mm inner diameter and 1 m long was filled with 1.4 l of a hydrogenation catalyst produced by tableting nickel powder, which had a compressive strength of 174 at a cylinder height of 5 mm and a diameter of 5 mm N had on the cylinder surface and an inner surface of 33 m 2 / g. Through this tube together with the five-fold molar amount of high-purity hydrogen under a pressure of 300 bar, 250 ml of a 40% solution of 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranose in deionized oxygen-free hourly Drinking water with a pH of 7.0 is pumped continuously, from the bottom upwards.
Wäßrige Lösung und Wasserstoff wurden vorab gemeinsam durch einen Wärmeaustauscher geführt und so hoch er hitzt, daß sie in das Hochdruckrohr mit einer Temperatur von 80°C eintraten. Das das Hochdruckrohr verlassende Gemisch von wäßriger Lösung und überschüssigem Wasser stoff wurde über einen Kühler in einen Abscheider ge führt, von wo der Wasserstoff nach Ersatz der ver brauchten Menge wieder zusammen mit frischer 4-O-α-D- Glucopyranosyl-α-D-glucopyranose in den Vorwärmer und von da erneut in das Hochdruckrohr gepumpt wurde.Aqueous solution and hydrogen were previously shared passed through a heat exchanger and so high he heats them up in the high pressure pipe at a temperature of 80 ° C occurred. The one leaving the high pressure pipe Mixture of aqueous solution and excess water fabric was placed in a separator via a cooler leads from where the hydrogen after replacing the ver needed again together with fresh 4-O-α-D- Glucopyranosyl-α-D-glucopyranose in the preheater and from there it was pumped again into the high pressure pipe.
Die farblose und klare wäßrige Lösung wurde entspannt und in einem Fallfilmverdampfer auf einen Zuckeralkohol gehalt von ca. 80% aufkonzentriert und anschließend nach weiterer Eindampfung in einem Vakuumkristaller unter Kühlung und gegebenenfalls Hinzufügung von Impfkristallen zur Kristallisation gebracht. Das kristalline 4-O-α-D-Glucopyranosyl-D-sorbitol zeigte einen Reinheitsgrad von 99,6%. Der Gehalt an nicht hydrierter 4-O-α-D-Glucopyranosyl-α-D-glucopyranose lag bei 0,1%. Der Gehalt an Sorbitol betrug 0,3%. Mannitol konnte nicht nachgewiesen werden. Der Ni- Gehalt lag bei < 1 ppm. Der Katalysator war auch nach einer Laufzeit von 6200 Stunden unverändert wirksam.The colorless and clear aqueous solution was let down and in a falling film evaporator on a sugar alcohol concentration of approx. 80% and then after further evaporation in a vacuum crystallizer with cooling and, if necessary, addition of Seed crystals brought to crystallization. The crystalline 4-O-α-D-glucopyranosyl-D-sorbitol showed a purity of 99.6%. The content of not hydrogenated 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranose was 0.1%. The sorbitol content was 0.3%. Mannitol could not be detected. The Ni Content was <1 ppm. The catalyst was also after with a running time of 6200 hours.
Durch ein Hochdruckrohr, wie in Beispiel 1 verwendet, wurde bei einer Temperatur von 85°C und einem Wasser stoffdruck von 150 bar der Wasserstoff im umgekehrten Reaktionsfluß, wie in Beispiel 1 beschrieben, der auf steigenden Lösung von 4-O-α-D-Glucopyranosyl-α-D-gluco pyranose entgegengeführt, wobei stündlich eine gleich große Menge 40%iger wäßriger Lösung von 4-O-α-D-Glu copyranose-α-D-glucopyranose wie im Beispiel 1 hydriert wurde, die einen pH-Wert von 6,5 aufwies. Der Kataly sator wurde durch Tablettierung von Nickelpulver herge stellt. Die Tabletten hatten bei einer Zylinderhöhe von 5 mm und einem Durchmesser von 5 mm eine Druckfestigkeit von 149 N auf die Zylindermantelfläche und eine innere Oberfläche von 62 m2/g. Through a high-pressure tube, as used in Example 1, the hydrogen was at a temperature of 85 ° C and a hydrogen pressure of 150 bar, the hydrogen in the reverse reaction flow, as described in Example 1, based on the rising solution of 4-O-α-D- Glucopyranosyl-α-D-glucopyranose counteracted, with an equal amount of 40% aqueous solution of 4-O-α-D-glu copyranose-α-D-glucopyranose as in Example 1 being hydrogenated every hour, which has a pH of 6.5. The catalyst was manufactured by tableting nickel powder. With a cylinder height of 5 mm and a diameter of 5 mm, the tablets had a compressive strength of 149 N on the cylinder surface and an inner surface area of 62 m 2 / g.
Nach einer Laufzeit von 2500 Stunden mit unverminderter Wirksamkeit lag der Gehalt an 4-O-α-D-Glucopyranosyl- D-sorbitol des in einem Rotationsverdampfer zur Trockne eingedampften Reaktionsgemisches bei 99,4%. Der Gehalt an nicht hydrierter 4-O-α-D-Glucopyranosyl-α-D-gluco pyranose betrug 0,1%. Der Gehalt an Sorbitol lag bei 0,3%. Der Ni-Gehalt lag bei < 1 ppm.After a running time of 2500 hours with undiminished Efficacy was the content of 4-O-α-D-glucopyranosyl D-sorbitol to dry in a rotary evaporator evaporated reaction mixture at 99.4%. The salary on non-hydrogenated 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-gluco pyranose was 0.1%. The sorbitol content was included 0.3%. The Ni content was <1 ppm.
In einem Hochdruckrohr, wie in Beispiel 1 verwendet, wurde bei einer Temperatur von 80°C und einem Wasser stoffdruck von 300 bar in gleicher Weise wie in Beispiel 1 stündlich eine gleich große Menge einer 40%igen wäßrigen Lösung von 4-O-α-D-Glucopyranosyl-α-D-gluco pyranose hydriert, die einen pH-Wert von 7,5 aufwies. Der Katalysator wurde durch Tablettierung einer pulveri sierten Nickel-Eisenlegierung gewonnen. Die Legierung enthielt einen Eisenanteil in Nickel von 15%. Die Tabletten hatten bei einer Zylinderhöhe von 5 mm und einem Durchmesser von 5 mm eine Druckfestigkeit von 137 N auf die Zylindermantelfläche und eine innere Oberfläche von 83 m2/g. Das in einem Vakuumverdampfer gewonnene 4-O-α-D-Glucopyranosyl-α-D-sorbitol hatte einen Reinheitsgrad von 99,3%. Der Gehalt an nicht um gesetzter 4-O-α-D-Glucopyranosyl-α-D-glucose lag bei 0,1%. Der Sorbitolgehalt betrug 0,3%. Ni- und Fe- Gehalt lagen bei < 1 ppm. Der Katalysator war nach einer Laufzeit von 4200 Stunden noch unverändert wirksam. In a high-pressure tube, as used in Example 1, an equal amount of a 40% aqueous solution of 4-O-α- was hourly at a temperature of 80 ° C and a hydrogen pressure of 300 bar in the same way as in Example 1 D-glucopyranosyl-α-D-gluco pyranose hydrogenated, which had a pH of 7.5. The catalyst was obtained by tableting a powdered nickel-iron alloy. The alloy contained 15% iron in nickel. With a cylinder height of 5 mm and a diameter of 5 mm, the tablets had a compressive strength of 137 N on the surface of the cylinder and an inner surface of 83 m 2 / g. The 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-sorbitol obtained in a vacuum evaporator had a purity of 99.3%. The content of unreacted 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-glucose was 0.1%. The sorbitol content was 0.3%. Ni and Fe contents were <1 ppm. The catalyst was still effective after a running time of 4200 hours.
In einem Hochdruckrohr, wie in Beispiel 1 verwendet, wurde bei einer Temperatur von 100°C und einem Wasser stoffdruck von 200 bar in gleicher Weise wie in Beispiel 1 eine ebenso große Menge einer 30%igen wäßrigen Lösung von 4-O-α-D-Glucopyranosyl-α-D-glucopyranose hydriert, die einen pH-Wert von 6,5 aufwies. Der Katalysator wurde durch Tablettierung von Kobaltpulver gewonnen. Die Ta bletten hatten bei einer Zylinderhöhe von 5 mm und einem Durchmesser von 5 mm eine Druckfestigkeit von 225 N auf die Zylindermantelfläche und eine innere Oberfläche von 19 m2/g. Das in einem Vakuum-Drehrohr gewonnene 4-O-α-D- Glucopyranosyl-α-D-sorbitol hatte einen Reinheitsgrad von 99,1%. Der Gehalt an nicht umgesetzter 4-O-α-D- Glucopyranosyl-α-D-glucopyranose lag bei 0,1%. Der Sorbitolgehalt betrug 0,2%. Der Co-Gehalt lag bei < 1 ppm. Der Katalysator war nach einer Laufzeit von 1000 Stunden noch unvermindert wirksam.In a high-pressure tube, as used in Example 1, was at a temperature of 100 ° C and a hydrogen pressure of 200 bar in the same manner as in Example 1, an equally large amount of a 30% aqueous solution of 4-O-α-D -Glucopyranosyl-α-D-glucopyranose hydrogenated, which had a pH of 6.5. The catalyst was obtained by tableting cobalt powder. With a cylinder height of 5 mm and a diameter of 5 mm, the tablets had a compressive strength of 225 N on the surface of the cylinder and an inner surface of 19 m 2 / g. The 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-sorbitol obtained in a vacuum rotary tube had a purity of 99.1%. The content of unreacted 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranose was 0.1%. The sorbitol content was 0.2%. The Co content was <1 ppm. The catalyst was still undiminished after a running time of 1000 hours.
Durch ein Hochdruckrohr, wie in Beispiel 1 verwendet, wurde bei einer Temperatur von 100°C und einem Wasser stoffdruck von 300 bar in gleicher Weise wie in Beispiel 1 in der gleichen Zeit eine ebenso große Menge einer 40%igen wäßrigen Lösung von 4-O-α-D-Glucopyranosyl- α-D-glucopyranose hydriert, die einen pH-Wert von 7,0 aufwies. Der Katalysator war durch Auftrag einer wäßri gen Nickelsalz-Lösung auf einem inerten kugelförmigen Al2O3-Träger (Kugeldurchmesser: 5 mm) und nachfolgende Überführung des Nickels in den metallischen Zustand durch Reduzierung im Wasserstoffstrom hergestellt worden. Der Nickelgehalt des Katalysators lag bei 20%. Die innere Oberfläche des Katalysators betrug 148 m2/g. Das in einem Vakuumverdampfer gewonnene 4-O-α-D-Gluco pyranosyl-α-D-sorbitol hatte einen Reinheitsgrad von 92,9%. Der Gehalt an nicht umgesetzter 4-O-α-D-Gluco pyranosyl-α-D-glucopyranose lag bei 1,4%. Der Sorbitol gehalt lag bei 3,6%. Zusätzlich wurden unbekannte Ver unreinigungen in einer Höhe von 2,1% festgestellt, so daß das so erhaltene 4-O-α-D-Glucopyranosyl-α-D-sorbitol in dieser Herstellungsform ohne ökologisch aufwendige Reinigungsprozeduren nicht als Zuckeraustauschstoff eingesetzt werden konnte. Ferner wurde schon nach einer Laufzeit von 700 Stunden ein Nachlassen der Katalysator aktivität beobachtet. Durch eine Erhöhung der Reaktions temperatur von 100 auf 120°C konnte zwar der Anteil an nicht umgesetzter 4-O-α-D-Glucopyranosyl-α-D-glucopy ranose auf einen Wert von 0,2% gesenkt werden, gleich zeitig aber stieg der Anteil an Sorbitol auf einen Wert von 4,2% an. Außerdem war das Reaktionsprodukt mit 48 ppm Ni verunreinigt.Through a high pressure tube, as used in Example 1, was at a temperature of 100 ° C and a hydrogen pressure of 300 bar in the same way as in Example 1 in the same time an equally large amount of a 40% aqueous solution of 4-O -α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranose hydrogenated, which had a pH of 7.0. The catalyst had been prepared by applying an aqueous nickel salt solution on an inert spherical Al 2 O 3 support (ball diameter: 5 mm) and then converting the nickel into the metallic state by reducing it in a hydrogen stream. The nickel content of the catalyst was 20%. The inner surface of the catalyst was 148 m 2 / g. The 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-sorbitol obtained in a vacuum evaporator had a purity of 92.9%. The content of unreacted 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranose was 1.4%. The sorbitol content was 3.6%. In addition, unknown impurities were found at a level of 2.1%, so that the 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-sorbitol obtained in this way could not be used as a sugar substitute in this production form without ecologically complex cleaning procedures. Furthermore, a decrease in catalyst activity was observed after a running time of 700 hours. By increasing the reaction temperature from 100 to 120 ° C, the proportion of unreacted 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopy ranose could be reduced to a value of 0.2%, but increased at the same time the proportion of sorbitol to a value of 4.2%. In addition, the reaction product was contaminated with 48 ppm Ni.
Durch ein Hochdruckrohr, wie in Beispiel 1 verwendet, wurde bei einer Temperatur von 100°C und einem Wasser stoffdruck von 300 bar in gleicher Weise wie in Bei spiel 1 stündlich eine ebenso große Menge einer 40%igen wäßrigen Lösung von 4-O-α-D-Glucopyranosyl-α-D-gluco pyranose hydriert, die einen pH-Wert von 6,5 aufwies. Der Katalysator war durch Auftrag von wäßrigen Nickel- und Eisensalz-Lösungen auf einen inerten, kugelförmigen Al2O3-Träger (Kugeldurchmesser: 5 mm) und nachfolgende Überführung des Nickels und Eisens in den metallischen Zustand durch Reduzierung im Wasserstoffstrom herge stellt worden. Der Nickelgehalt des Katalysators lag bei 16%, der Eisengehalt bei 4%. Die innere Oberfläche des Katalysators lag bei 151 m2/g. Das durch Eindampfen in einem Rotationsverdampfer gewonnene 4-O-α-D-Gluco pyranosyl-α-D-sorbitol hatte einen Reinheitsgrad von 93,4%. Der Gehalt an nicht umgesetzter 4-O-α-D-Gluco pyranosyl-α-D-glucopyranose lag bei 1,0%. Der Sorbitol gehalt lag bei 4,3%. Zusätzlich wurden unbekannte or ganische Verunreinigungen in einer Höhe von 1,3% sowie Ni-Verunreinigungen von 31 ppm und Fe-Verunreinigungen von 12 ppm festgestellt, so daß der erhaltene Zucker alkohol nicht ohne ökologisch aufwendige Reinigungs maßnahmen als Zuckeraustauschstoff eingesetzt werden konnte.Through a high pressure tube, as used in Example 1, was at a temperature of 100 ° C and a hydrogen pressure of 300 bar in the same way as in Example 1 an equally large amount of a 40% aqueous solution of 4-O-α -D-Glucopyranosyl-α-D-gluco pyranose hydrogenated, which had a pH of 6.5. The catalyst had been prepared by applying aqueous nickel and iron salt solutions to an inert, spherical Al 2 O 3 support (ball diameter: 5 mm) and then converting the nickel and iron into the metallic state by reducing them in a stream of hydrogen. The nickel content of the catalyst was 16%, the iron content 4%. The inner surface of the catalyst was 151 m 2 / g. The 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-sorbitol obtained by evaporation in a rotary evaporator had a purity of 93.4%. The content of unreacted 4-O-α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranose was 1.0%. The sorbitol content was 4.3%. In addition, unknown organic contaminants of 1.3% and Ni impurities of 31 ppm and Fe impurities of 12 ppm were found, so that the sugar alcohol obtained could not be used as a sugar substitute without ecologically complex cleaning measures.
Claims (4)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893939058 DE3939058A1 (en) | 1989-11-25 | 1989-11-25 | Prepn. of epimer-free sugar alcohol(s) for use as sweeteners |
US07/585,747 US5162517A (en) | 1989-10-14 | 1990-09-20 | Process for the preparation of epimer-free sugar alcohols from the group consisting of xylitol, sorbitol (D-glucitol), 4-O-β-D-galactopyranosyl-D-glucitol and 4-O-α-D-glucopyranosyl-D-sorbitol |
AT90118754T ATE90930T1 (en) | 1989-10-14 | 1990-09-29 | PROCESS FOR PRODUCTION OF EPIMER-FREE SUGAR ALCOHOLS FROM THE GROUP OF XYLITOL, SORBITOL (D-GLUCITOL), 4-O-BETA-DGALACTOPYRANOSYL-D-GLUCITOLAND 4-O-ALPHA-DGLUCOPYRANOSYL-D-SORBITOL. |
EP90118754A EP0423525B1 (en) | 1989-10-14 | 1990-09-29 | Process for the preparation of epimer-free sugaralcohols from the group of xylitol, sorbitol (d-glucitol), 4-0-beta-d-galactopyranosyl-d-glucitol and 4-0-alpha-d-glycopyranosyl-d-sorbitol |
DE9090118754T DE59001858D1 (en) | 1989-10-14 | 1990-09-29 | PROCESS FOR PRODUCING EPIMER-FREE SUGAR ALCOHOLS FROM THE GROUP OF XYLITOL, SORBITOL (D-GLUCITOL), 4-O-BETA-D-GALACTOPYRANOSYL-D-GLUCITOL AND 4-O-ALPHA-D-GLUCOPYRANOSL. |
CA002027478A CA2027478C (en) | 1989-10-14 | 1990-10-12 | Process for the preparation of epimer-free sugar alcohols from the groupconsisting of xylitol, sorbitol (d-glucitol), 4-o-.beta.-d-galactopyranosyl-d-glucitol and 4-o-.alpha.-d-glucopyranosyl-d-sorbitol |
JP2275123A JP2865150B2 (en) | 1989-10-14 | 1990-10-12 | Method for producing epimer-free sugar alcohols |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893939058 DE3939058A1 (en) | 1989-11-25 | 1989-11-25 | Prepn. of epimer-free sugar alcohol(s) for use as sweeteners |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3939058A1 true DE3939058A1 (en) | 1991-05-29 |
Family
ID=6394198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893939058 Withdrawn DE3939058A1 (en) | 1989-10-14 | 1989-11-25 | Prepn. of epimer-free sugar alcohol(s) for use as sweeteners |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3939058A1 (en) |
-
1989
- 1989-11-25 DE DE19893939058 patent/DE3939058A1/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0423525B1 (en) | Process for the preparation of epimer-free sugaralcohols from the group of xylitol, sorbitol (d-glucitol), 4-0-beta-d-galactopyranosyl-d-glucitol and 4-0-alpha-d-glycopyranosyl-d-sorbitol | |
EP0152779B1 (en) | Process for the production of a mixture of alpha-d-glycopyranosido-1,6-mannite and alpha-d-glycopyranosido-1,6-sorbite from alpha-d-glycopyranosido-1,6-fructose | |
EP2361255B1 (en) | Sweetener and method for the production thereof | |
EP0470344B1 (en) | Process for the preparation of saturated alcohols from aldehydes | |
EP0694515B1 (en) | Process for hydrogenation of sugars | |
DE69708395T2 (en) | Process for the preparation of crystallized maltitol and crystalline mixture solids containing it | |
DE19758788B4 (en) | Stereo-selective hydrogenation of sugars to sugar alcohols with good purity - in aqueous solution, at high temperature and pressure, uses catalyst mixture of Raney metal and its alloy with inert core and active shell | |
DE69902737T2 (en) | Process for the preparation of polyols from arabinoxylan-containing material | |
DE19701991A1 (en) | Process for the hydrogenation of sugars | |
EP0684251B1 (en) | Process for the preparation of alpha-D-glucopyranosido-1,6-mannit and -sorbit from alpha-D-glucopyranisido-1,6-fructose | |
DE2658223B2 (en) | Process for the production of D-mannitol | |
DE69815476T2 (en) | Process for the production of trehalose and sugar alcohols | |
EP0855380B1 (en) | Process for the preparation of succinic anhydride | |
EP1223153A1 (en) | Process for the preparation of sugar alcohols using a catalyst formed in-situ | |
DE3939058A1 (en) | Prepn. of epimer-free sugar alcohol(s) for use as sweeteners | |
DE19612826C2 (en) | Process for the production of sorbitol | |
EP1189858B1 (en) | Method for producing mannitol | |
DE3934458A1 (en) | Prepn. of 4-O-beta-D-galacto-pyranosyl-D-glucitol - sugar substitutes by continuous hydrogenation of lactose | |
EP0838468A2 (en) | Method for the preparation of Alpha-D-Glucopyranosido-1,6-mannitol and sorbitol from Alpha-D-Glucopyranosido-1,6-fructose | |
DE3934457A1 (en) | Prepn. of sorbitol - by hydrogenation of alpha-D-glucose in aq. soln. on unsupported metal catalyst of iron gp. | |
DE4000839A1 (en) | Prepn. of epimer-free sugar alcohol(s) for use as sweeteners | |
EP0799817B1 (en) | Process for the preparation of a mixture of amino-methyl-cyclohexane and diamino-methyl-cyclohexane | |
EP0722924A1 (en) | Process for the preparation of succinic anhydride | |
DE69613101T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING PALATINITOL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |