[发明专利]用于生产含果糖苷的产物的方法

说明书

含果糖苷的产物在以下方法中由富含葡萄糖的原料制造，所述方法中通过使富含葡萄糖的原料与碱性异构化催化剂在醇性介质中在至少75℃的温度接触以生成含果糖产物而将葡萄糖异构化成果糖；且将其中至少部分的由此获得的含果糖产物与醇在酸催化剂存在下反应以生成含果糖苷的产物。

技术领域

本发明涉及由富含葡萄糖的原料生产含果糖苷的产物的方法，其包括将葡萄糖异构化为果糖。

背景技术

碳水化合物作为用于范围广泛的化学物质的生物基起始材料的重要性已日渐增加。一个研发方向是将碳水化合物转化为5-羟甲基糠醛及其醚和酯。用于转化为醚衍生物的方法已描述于WO 2007/104514中。根据该方法，将含果糖和/或葡萄糖的起始材料转化成5-羟基甲基糠醛的醚衍生物，这通过使起始材料在酸催化剂存在下与醇反应来实现。WO2012/091570描述，为了增加该方法的原料流中起始材料的浓度，在碳水化合物转化成醚之前使碳水化合物转化为糖苷是有益的。从该文件也明显的是，葡萄糖的溶解度低于反应物介质(包括醇)中的果糖的溶解度。

因此，如果可能提供可在生产5-羟基甲基糠醛的衍生物的方法中使用的具有高水平果糖的方法，则是有利的。

用于提供富含果糖产物的方法在现有技术中已知的。在US 2010/0006091中公开了下述方法，其中将甜果汁澄清化并去矿物质，然后处理由此获得的产物以使蔗糖水解成果糖和葡萄糖。将果糖与葡萄糖分离。随后将葡萄糖异构化成果糖，并且将两个果糖部份合并。根据该文件，使用具有葡萄糖异构酶活性的酶来实现葡萄糖的异构化。在该已知方法中，异构化在水性环境中进行。这导致产物在大量水中变得可用。然而，如果生产的果糖将在非水性环境中使用，则含水量变为缺点，因为水随后被除去。除去这些水可通过蒸发来实现，但这样的蒸发大大增加了成本。因此，如果起始材料在醇性介质中可用，则WO 2007/104514中所述的用于生产5-羟基甲基糠醛的醚的方法将是有益的。因为很多酶的活性在醇性介质中受负面影响，则根据US 2010/0006091的方法不适于预期目的。

在US 3,431,253中已描述了在氧化铝催化剂上葡萄糖至果糖的异构化。异构化通过使葡萄糖溶液在约35至70℃的温度下与氧化铝接触来实现。在高于70℃的温度下出现有机酸的形成。尽管在US 3431253的说明书中描述了可使用混合的水-低级醇溶液诸如90％甲醇、80％乙醇和75％丙醇溶液，但是在实施例中仅100％葡萄糖水溶液与氧化铝在50℃接触。

类似的过程描述于H.Asaoka的期刊文章，Carbohydrate Research 137(1985)99-109中，其中葡萄糖至果糖的异构化在80％(v/v)甲醇-水溶液中在五硅酸二钠催化剂上于45℃实现。当使用乙醇或1,4-二噁烷替代甲醇时，结果更坏。利用丙醇、丙酮、乙腈和四氢呋喃的所有尝试均得到不令人满意的结果。

类似的教导描述于Lew等人,Ind.Eng.Chem.Res.,51(14)(2012)5364-5366中，公开将葡萄糖在含Sn的路易斯酸沸石β上于乙醇中在90℃转化成果糖。反应在离子交换树脂Amberlyst 131存在下进行，其催化所形成的果糖至羟甲基糠醛的反应以及随后至乙氧基甲基糠醛的反应。在Canlas等人的Chem.Abstr.,2011:336348中描述了将葡萄糖在含Ti或含Sn的Bronsted或路易斯酸沸石上于水或甲醇中在100至160℃转化为果糖。观察到，上文提及的现有技术文件不涉及果糖苷的形成。

在Saravanamurugan等人,J.Amer.Chem.Soc.,135(14)(2013)5246-5249中描述了葡萄糖于甲醇中在酸性沸石上的异构化。陈述了获得的产物生成果糖苷，其随后水解成果糖。在该文章中示出碱性沸石生成相当少量的果糖。而酸性催化剂生成超过20％的果糖，碱性催化剂生成4至18％的果糖。