專利名稱：醛糖結(jié)構(gòu)化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)化合物的方法及其異構(gòu)化試劑或促進(jìn)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物的方法和該方法中使用的異構(gòu)化試劑或促進(jìn)劑。
碳水化合物作為生物的能量來源等，是非常重要的有機(jī)化合物，并且在地球上含量最豐富。它們主要由單糖組成。這些單糖通常為C3-C8環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)分為兩大類。
即，其結(jié)構(gòu)分為醛糖(含醛基單糖)和酮糖(含酮基單糖)。醛糖和酮糖都又根據(jù)其碳原子數(shù)分為三碳糖、四碳糖、戊糖和己糖。
已知采用單糖可進(jìn)行各種反應(yīng)。工業(yè)上這種反應(yīng)的應(yīng)用包括葡糖(醛糖)異構(gòu)化為果糖(相應(yīng)的己酮糖)的反應(yīng)，以制備高果糖糖漿。
該高果糖糖漿是由葡糖部分異構(gòu)化得到的葡糖和果糖的混合物。由于葡糖(甜度低)部分異構(gòu)化為果糖(甜度高)，高果糖糖漿的甜度類似于蔗糖。
由于其中含有的果糖在較低濕度下甜度較高，所以約70%的高果糖糖漿用于冷飲和其它飲品，其它的用作普通食品的增甜劑。高果糖糖漿的世界年產(chǎn)品估計約為8，000，000Kg。
葡糖和果糖都是己糖。目前為止，已建議用化學(xué)和酶促進(jìn)方法將葡糖異構(gòu)化為果糖，目前工業(yè)上采用異構(gòu)化酶即葡糖異構(gòu)酶將葡糖異構(gòu)化為果糖，以制備高果糖糖漿。
即，將淀粉如玉米淀粉液化;所得液體用葡糖糖化酶糖化，得到淀粉糖漿;將該淀粉糖漿連續(xù)通過如鏈霉菌屬微生物制備的葡糖異構(gòu)酶的固定酶(采用一種方法使其固定)，使該溶液中含有的葡糖異構(gòu)化為果糖。
上述異構(gòu)反應(yīng)是一平衡反應(yīng)，其平衡點在1左右。在平衡點，反應(yīng)溫度為約60℃時，約50%葡糖可異構(gòu)化為果糖。但為使異構(gòu)化進(jìn)行至這種程度，需要相當(dāng)長的反應(yīng)時間，由于加熱這么長的時間，使反應(yīng)混合物著色，為使產(chǎn)品上市，需要高花費(fèi)的純化和濃縮步驟。因而，異構(gòu)化反應(yīng)進(jìn)行至果糖含量約為42%時，就終止反應(yīng)。
如上所述，制備高果糖糖漿是為了使高產(chǎn)、價廉的葡糖具有類似于蔗糖的甜度。但是，假設(shè)蔗糖的甜度為100，上述含約42%果糖的高果糖糖漿(以后某些情況下稱之為42%果糖糖漿)的甜度則為95-100，這略顯不夠。因而，只用上述異構(gòu)化反應(yīng)，不可能直接得到與蔗糖甜度一樣的高果糖糖漿。
因而，工業(yè)上現(xiàn)通過提高42%果糖糖漿中的果糖含量至55%，可制備55%果糖糖漿，其甜度為100-110。
為從42%果糖糖漿制備55%果糖糖漿，需要一種大型設(shè)備，如配有陽離子交換樹脂的反應(yīng)器;另外，必須進(jìn)行復(fù)雜的操作，即采用該反應(yīng)器連續(xù)分離糖，得到含約95%果糖的果糖糖漿，然后再與42%果糖糖漿混合。
此外，其它醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物，例如可提及的是乳糖(雙糖)異構(gòu)化為乳酮糖(lactulose)。但是，在這種異構(gòu)化方法中，不同于上述葡糖異構(gòu)化為果糖，尚沒有發(fā)現(xiàn)對乳糖異構(gòu)化為乳酮糖有效的酶;因此，目前是通過向乳糖中加入不超過限定濃度的NaOH，然后在70℃或高于70℃加熱，使乳糖異構(gòu)化為乳酮糖(日本專利公開No.2984/1977)。但是，該方法的異構(gòu)化比率低，即只是20%或更低的乳酮糖產(chǎn)率(低于果糖的產(chǎn)率)。為得到高乳酮糖糖漿，該方法必須將得到的乳酮糖糖漿濃縮。
本發(fā)明的目的是提供一種方法，它可避免先有技術(shù)的上述問題，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物以高異構(gòu)化比率異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
本發(fā)明的另一目的是提供一種方法，它可毋需任何特殊設(shè)備或任何復(fù)雜操作，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
本發(fā)明的又一目的是提供一種方法，它采用異構(gòu)酶或不用任何異構(gòu)酶，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
本發(fā)明的又一目的是提供一種方法，它即使沒有有效的異構(gòu)酶時，仍毋需堿性下加熱的條件(該條件有時對異構(gòu)化比率是不利的)，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
本發(fā)明的又一目的是提供在上述方法中有效的異構(gòu)化試劑或促進(jìn)劑。
本發(fā)明提供一種方法，它包括使用具有下式(Ⅰ)所示的部分結(jié)構(gòu)的有機(jī)鍺化合物或在其存在下，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了對將醛糖結(jié)構(gòu)化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物有效的異構(gòu)化試劑或促進(jìn)劑，該試劑或促進(jìn)劑包括作為活性成分的具有下式(Ⅰ)所示的部分結(jié)構(gòu)的有機(jī)鍺化合物。


圖1是反應(yīng)時間與異構(gòu)化比率之間的關(guān)系圖。
△有機(jī)鍺化合物(23)用作本發(fā)明異構(gòu)化試劑的情況。
◇有機(jī)鍺化合物(18)用作本發(fā)明異構(gòu)化試劑的情況。
□有機(jī)鍺化合物(1)用作本發(fā)明異構(gòu)化試劑的情況。
○空白。
在本發(fā)明中，通過使用有機(jī)鍺化合物或在其存在下，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物，該有機(jī)鍺化合物具有上述式(Ⅰ)的部分結(jié)構(gòu)，其余結(jié)構(gòu)是鏈烴基或環(huán)烴基、其取代產(chǎn)物或衍生物基團(tuán)、或其它有機(jī)基團(tuán)。因而，先從具有這種結(jié)構(gòu)的有機(jī)鍺化合物進(jìn)行說明。
有機(jī)鍺化合物可以下式(Ⅱ)示出的化合物代表
〔R1、R2和R3可以相同或不同，獨(dú)立地表示氫原子、低級烷基、取代或未取代苯基、羧基、羧烷基、未取代或以適宜基團(tuán)取代的氨基;X1表示羥基、O-低級烷基、氨基、或以O(shè)Y1(Y1表示金屬或含堿基化合物)表示的鹽;n表示1或大于1的整數(shù)〕，作為基本結(jié)構(gòu)，它含有由鍺原子與具有三個取代基R1、R2和R3和一個含氧官能基OX1的羧酸衍生物鍵接形成的甲鍺烷基羧酸衍生物，并且在基本結(jié)構(gòu)中鍺原子與氧原子鍵接，其原子數(shù)比為2(鍺原子)∶3(氧原子)。
取代基R1、R2和R3可以相同或不同，獨(dú)立地表示氫原子、低級烷基如甲基、乙基、丙基、丁基等;取代和未取代的苯基;羧基;羧烷基;未保護(hù)或以保護(hù)基團(tuán)如乙?；缺Ｗo(hù)的氨基。取代基X1表示羥基，O-低級烷基，氨基，或以O(shè)Y1〔Y1表示金屬如鈉、鉀等(該金屬應(yīng)是一價的)，或以溶菌酶為代表的堿性化合物，或以賴氨酸為代表的堿性氨基酸〕表示的鹽。
取代基R1和R2鏈鍵接于以(C)n(n為1或大于1的整數(shù))表示、位于鍺原子α-位上的碳鏈的每個碳原子上。當(dāng)n為1、2、…n時，相應(yīng)地，R1變?yōu)镽11、R12、…R1n，R2變?yōu)镽21、R22、…R2n。取代基R3鍵接于上述碳鏈與含氧官能基之間的亞甲基上。
因而，用于本發(fā)明的有機(jī)鍺化合物可以下表1-5示出的化合物代表。
表1
表2
表3
表4
表5
在表1-5中示出的化合物中，從實用性考慮，優(yōu)選以下式(Ⅲ)表示的表1-4中示出的化合物
式中R4、R5和R6可以相同或不同，類似于R1、R2和R3，獨(dú)立地表示氫原子、低級烷基、取代或未取代苯基、羧基、羧烷基、或者未取代或以適宜基團(tuán)取代的氨基;類似于X1，X2表示羥基、O-低級烷基、氨基、或以O(shè)Y2(Y2表示金屬或含堿基化合物)表示的鹽。
可用各種方法制備上述結(jié)構(gòu)的有機(jī)鍺化合物。通過制備式(Ⅲ)所示的有機(jī)鍺化合物加以說明。
X2是羥基的式(Ⅲ)有機(jī)鍺化合物，例如可以通過水解具有取代基R4-R6的三鹵甲鍺烷基丙酸(如三氯甲鍺烷基丙酸制備，如下式所示
例如將上述三氯甲鍺烷基丙酸與亞硫酰氯或類似試劑反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的酰鹵，使該酰氯與該低級烷基相應(yīng)的醇反應(yīng)，并且水解反應(yīng)產(chǎn)物，可以制備X2是O-低級烷基的式(Ⅲ)的有機(jī)鍺化合物。例如使上述酰鹵與氨反應(yīng)，然后水解反應(yīng)產(chǎn)物，可以制得X2是氨基的式(Ⅲ)有機(jī)鍺化合物。
使X2為羥基的式(Ⅲ)化合物與Y2的氫氧化物反應(yīng)，可以制備X2是以O(shè)Y2(Y2是金屬)表示的鹽的式(Ⅲ)有機(jī)鍺化合物。使用已知的酸堿反應(yīng)，可以合成X2是以O(shè)Y2(Y2是含堿基化合物)表示的鹽的式(Ⅲ)有機(jī)鍺化合物。
基本上根據(jù)上述方法，可以制備n大于1的式(Ⅲ)有機(jī)鍺化合物。
儀器分析結(jié)果(如NMR吸收光譜)可很好地證明如此制備的化合物是上述通式(Ⅱ)表示的有機(jī)鍺化合物。
表示本發(fā)明有機(jī)鍺化合物的式(Ⅱ)表示該化合物呈晶態(tài)?？芍谒斜景l(fā)明化合物具有以下式表示的結(jié)構(gòu)。
有機(jī)鍺化合物(Ⅱ)也可用其它結(jié)構(gòu)式表示。例如，該化合物(Ⅱ)與下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物是相同的。
用于本發(fā)明的有機(jī)鍺化合物具有很低的毒性。例如，式中的n＝1、R1＝R2＝R3＝H和X1＝OH的化合物(Ⅱ)〔化合物編號1，本文某些情況下稱之為有機(jī)鍺化合物(1)〕，其幼鼠口服的LD50為6g/kg或更高，成鼠口服為10g/kg或更高。
如上所述，在本發(fā)明中，通過使用具有上式(Ⅰ)所示的部分結(jié)構(gòu)的有機(jī)鍺化合物或在其存在下，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。被異構(gòu)化的化合物可以是在其分子中具有下列Fis-cher投影式所示的醛糖結(jié)構(gòu)的任意化合物
可以異構(gòu)化為具有下列Fischer投影式所示酮糖結(jié)構(gòu)的化合物
異構(gòu)化是通過如下所示、形成順式烯二醇中間態(tài)進(jìn)行的。
作為具有上述醛糖結(jié)構(gòu)的化合物，可以例舉如下面左側(cè)的單糖。它們被異構(gòu)化為下面右側(cè)的化合物。
甘油醛→二羥基丙酮赤蘚糖，蘇阿糖→赤蘚酮糖核糖，阿拉伯糖→核酮糖木糖，來蘇糖→木酮糖阿洛糖，阿卓糖→阿洛酮糖葡糖，甘露糖→果糖古洛糖，艾杜糖→山梨糖半乳糖，塔羅糖→塔格糖作為醛糖結(jié)構(gòu)的化合物，還可列舉如下面左側(cè)的還原雙糖。它們被異構(gòu)化為下面右側(cè)的化合物。
麥芽糖→麥芽酮糖(maltulose)乳糖→乳酮糖也可以異構(gòu)化叁糖和更高級糖、和多糖。在這種情況下，它們必須在分子端上具有醛糖結(jié)構(gòu)。有時對于某些上述可異構(gòu)化的化合物(如麥芽糖和乳糖)，尚未發(fā)現(xiàn)可使其異構(gòu)化為相應(yīng)酮糖結(jié)構(gòu)的化合物的酶。
酮糖結(jié)構(gòu)的化合物中，乳酮糖臨床上用于治療高氨血引起的精神神經(jīng)病、手和手指發(fā)抖、等等。
根據(jù)本發(fā)明，在使醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化時，可以使用或不使用異構(gòu)酶。不使用異構(gòu)酶時，異構(gòu)化可在與傳統(tǒng)的用異構(gòu)酶使葡糖異構(gòu)化為果糖相同的條件下進(jìn)行，例如在堿如NaOH、Ca(OH)2等存在下，在室溫至60-90℃進(jìn)行。無酶異構(gòu)化時，也可以使用特殊裝置極化水得到的電解水的堿性部分。
由于有機(jī)鍺化合物的濃度根據(jù)異構(gòu)化時間、希望的異構(gòu)化比率等而定，所以它的濃度沒有特殊限定。但是，作為例子，10%(重量)的醛糖結(jié)構(gòu)化合物的溶液中加入1%(重量)或更多的有機(jī)鍺化合物。
本發(fā)明方法異構(gòu)化時，異構(gòu)化比率一般隨反應(yīng)時間的增加而增加。因而，通過控制反應(yīng)時間而控制異構(gòu)化比率，從而得到希望的異構(gòu)化比率。
在本發(fā)明的異構(gòu)化方法中，如同傳統(tǒng)的用異構(gòu)酶將葡糖異構(gòu)化為果糖一樣，可以使用異構(gòu)酶。
以使用異構(gòu)酶將葡糖異構(gòu)化為果糖為例進(jìn)行說明。首先，用如桿菌屬制得的α-淀粉酶液化淀粉(如玉米淀粉);用如黑曲霉制得的葡糖糖化酶糖化所得液體，得到淀粉糖漿。該淀粉糖漿有時可含有約93-95%的葡糖。在糖化時，還可一并使用斷裂α-1，6-糖苷鍵的支鏈淀粉酶，這樣得到的淀粉糖漿的葡糖含量約為96%。
根據(jù)需要，純化和濃縮淀粉糖漿;然后，根據(jù)需要，加入在隨后的異構(gòu)化步驟中使用的葡糖異構(gòu)酶需要的鎂、錳或鈷金屬離子?？紤]到作為食品的安全，優(yōu)選鎂離子。
將所得淀粉糖漿進(jìn)行異構(gòu)化。本步驟可使用可將葡糖異構(gòu)化為果糖的任意葡糖異構(gòu)酶。葡糖異構(gòu)酶的例子是鏈霉菌屬、桿菌屬、節(jié)桿菌屬、微桿菌屬等微生物制得的酶。具體的例子如下短乳桿菌凝結(jié)芽孢桿菌戊糖氨基酸鎓短桿菌(brevibacterium
pentosoaminoacidium)簡單節(jié)桿菌米蘇里游動放線菌暗色產(chǎn)色鏈霉菌銹赤鏈霉菌白色鏈霉菌NRRL-5778灰褐鏈霉菌使上述葡糖異構(gòu)酶在上述有機(jī)鍺化合物存在下作用于上述淀粉糖漿，使該糖漿中的葡糖異構(gòu)化為果糖。該步驟可在淀粉糖漿、有機(jī)鍺化合物和葡糖異構(gòu)酶的混合物中進(jìn)行;但是，也可以用任一傳統(tǒng)制備固定酶的方法將葡糖異構(gòu)酶固定，使含有機(jī)鍺化合物的淀粉糖漿連續(xù)通過固定酶。本發(fā)明有時還可使用除葡糖異構(gòu)酶以外的蛋白質(zhì)都已惰化的微生物細(xì)胞制品代替上述異構(gòu)酶。
本發(fā)明將葡糖異構(gòu)化為果糖時采用的條件可以與傳統(tǒng)已知的異構(gòu)化方法一樣。即異構(gòu)化例如可在中性至弱堿性、60-90℃下進(jìn)行。
本發(fā)明將葡糖異構(gòu)化為果糖時，異構(gòu)化比率如下列實施例所示，隨反應(yīng)時間的增加而增加。因而，可以控制反應(yīng)時間而控制異構(gòu)化比率，從而得到希望的異構(gòu)化比率，例如異構(gòu)化為果糖的比率為約55%或更多。
在本發(fā)明中，有機(jī)鍺化合物的用量可根據(jù)希望的異構(gòu)化比率等確定。有機(jī)鍺化合物使用的濃度范圍例如為1/100M或更多。
以下根據(jù)實施例詳細(xì)地說明本發(fā)明。
實施例1(1)合成有機(jī)鍺化合物向丙烯酸(CH2CHCOOH)中加入三氯甲鍺烷(Cl3GeH)，得到三氯甲鍺烷基丙酸(Cl3GeCH2CH2COOH)。使其水解，合成有機(jī)鍺化合物(1)。用相同的方法合成有機(jī)鍺化合物(2)-(51)。
(2)制備底物溶液下列方法制備含40%葡糖和1.2M有機(jī)鍺化合物的溶液。0.8克無水葡糖溶于0.8ml去離子水中。向該溶液中分小批量加入0.407g用作本發(fā)明異構(gòu)化促進(jìn)劑的有機(jī)鍺化合物(1)〔式(Ⅱ)表示的化合物，其中n＝1，R1＝R2＝R3＝H，X1＝OH〕，同時保持該溶液呈極弱堿性，使該化合物在溶液中完全溶解。向其中加入4.9mg硫酸鎂，并將所得混合物的pH調(diào)至8.0。然后加入去離子水，使制得的底物溶液的總體積為2.0ml。
上述相同的方法，分別使用0.443克有機(jī)鍺化合物(18)〔式(Ⅱ)表示的化合物，其中n＝1，R1＝R2＝H，R3＝NH2和X1＝OH〕和0.638g有機(jī)鍺化合物(23)〔式(Ⅱ)表示的化合物，其中n＝1，R1＝H，R2＝C6H5，R3＝NH2和X1＝OH〕(上述量相當(dāng)于1.2M鍺)制備另外兩種分別含有機(jī)鍺化合物(18)和(23)的底物溶液。
(3)制備酶根據(jù)采用離子交換柱、凝膠過濾柱等的已知方法提純從灰褐鏈霉菌S-41細(xì)胞中提取的異構(gòu)酶(葡糖異構(gòu)酶)，直至電泳分析得到單譜帶。所得提純的酶用作標(biāo)準(zhǔn)酶。
(4)酶促異構(gòu)化反應(yīng)在一小試管中，放入0.7ml上述底溶液、0.1ml的200mMMOPS緩沖液(pH8.0)和0.2ml含上述標(biāo)準(zhǔn)酶的溶液(5.69mg/ml)。試管置于60℃水浴中，使試管中的混合物反應(yīng)。每隔一定間隔，取出50μl的反應(yīng)混合物并加入置于微形管瓶中的50μl的0.5N的高氯酸中，以終止反應(yīng)。用高效液相色譜(使用Shimadzu公司制備的LC7A，SCR-101(N)色譜柱)確定微形管瓶中形成的果糖量，以檢測葡糖異構(gòu)化為果糖的比率隨反應(yīng)時間的變化。
(5)結(jié)果如圖1示，未用有機(jī)鍺化合物的空白試驗，約6小時達(dá)到平衡，異構(gòu)化比率低，為50%。當(dāng)加入用作異構(gòu)化促進(jìn)劑的本發(fā)明有機(jī)鍺化合物時，起始反應(yīng)速度和平衡時的異構(gòu)化比率都高于空白試驗的。即，起始反應(yīng)速度高于空白試驗40-50%，在所有試驗中，不同的有機(jī)鍺化合物的起始反應(yīng)速度基本相同。而平衡時的異構(gòu)化比率根據(jù)使用的有機(jī)鍺化合物種類變化;化合物(23)的異構(gòu)化比率為99%，化合物(18)的異構(gòu)化比率為80%，化合物(1)的異構(gòu)化比率為75%。
實施例2(1)電解制備弱堿性電解水使水通過一種電解裝置〔如Asahi Glass CO.，Ltd.制備的Mi-crocluster(商品名)〕。所得電解水的堿性部分用作弱堿性電解水。
(2)制備葡糖溶液14g或28g無水葡糖溶于約80ml上面制備的弱堿性電解水中。進(jìn)一步加入相同的電解水，使總體積達(dá)100ml，從而制得14%和28%葡糖溶液。制備后，14%葡糖溶液的pH為9.1，28%葡糖溶液的pH為8.61。
(3)制備有機(jī)鍺化合物溶液稱取1.847g有機(jī)鍺化合物(18)，并加入約2ml的去離子水中，用少量NaOH使混合物呈弱堿性(pH為8.00或8.52)。進(jìn)一步加入相同的去離子水，使總體積為3ml。在該溶液中，化合物(18)的最終濃度為1.67M。
(4)異構(gòu)化將200μl的14%或28%葡糖溶液和200μl上述有機(jī)鍺化合物溶液(pH為8.00或8.53)置于小試管中。200μl的14%或28%葡糖溶液和200μl弱堿性電解水也置于小試管中。每個試管充分震蕩后放入80℃水浴中，使反應(yīng)發(fā)生。1-3小時后，將50μl反應(yīng)混合物加入50μl的0.5N HClO4中，以終止反應(yīng)。然后，將該混合物用去離子水稀釋100倍，用高效液相色譜(使用Shimadzu公司生產(chǎn)的色柱7A)鑒定生成的果糖量及剩余的葡糖量。
結(jié)果列于表6表6
表6表明，當(dāng)葡糖溶液只是溶于弱堿性電解水時，葡糖的異構(gòu)化比率為2.0-3.5%。而當(dāng)進(jìn)一步加入有機(jī)鍺化合物時，葡糖的異構(gòu)化比率為48.0-94.7%。另外，葡糖溶液中加入NaOH時，葡糖的異構(gòu)化比率為32.3%，而進(jìn)一步加入有機(jī)鍺化合物時，葡糖的異構(gòu)化比率為98.9%。
表6中(Ge)表示加入了有機(jī)鍺化合物溶液的情況;(Na)表示使用NaOH和去離子水的情況;其它異構(gòu)化是在只使用弱堿性電解水、而未用任何(Ge)和(Na)下進(jìn)行的。
實施例3式(Ⅰ)所示的其它化合物按實施例2的方法進(jìn)行3小時的異構(gòu)化，結(jié)果列于表7。未列入表7的其它化合物有時也表現(xiàn)基本相同的異構(gòu)化比率。
實施例4略加改變，進(jìn)行實施例2的異構(gòu)化實驗。
即，將200μl一種糖溶液和200μl一種有機(jī)鍺化合物溶液置于一小試管中。用NaOH水溶液調(diào)整該混合物的pH至10，然后將試管置于80℃水浴中反應(yīng)。3小時后，終止反應(yīng)，并用高效液相色譜(使用Shimadzu公司生產(chǎn)的7A色譜柱)確定每個糖異構(gòu)化的量。
結(jié)果列于表8表8
上述實驗表明，本發(fā)明異構(gòu)化方法避免了先有技術(shù)的問題，毋需任何特殊設(shè)備和復(fù)雜操作，可以將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
另外，本發(fā)明方法可以在沒有異構(gòu)酶的存在下，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。即使對沒有發(fā)現(xiàn)有效的異構(gòu)酶的特殊醛糖結(jié)構(gòu)化合物，本發(fā)明方法也可以毋需堿性下加熱的條件(該條件有時對異構(gòu)化比率是不利的)，將其異構(gòu)化為相應(yīng)的酮糖結(jié)構(gòu)化合物。
另外，用于本發(fā)明方法和對其有效的本發(fā)明異構(gòu)化試劑或促進(jìn)劑非常安全和穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.包括通過使用具有下式(Ⅰ)所示的部分結(jié)構(gòu)的有機(jī)鍺化合物，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物的一種方法。
2.包括在具有下式(Ⅰ)所示的部分結(jié)構(gòu)的有機(jī)鍺化合物存在下，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物的一種方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，有機(jī)鍺化合物以式(Ⅱ)表示
式中R1、R2和R3可以相同或不同，獨(dú)立地表示氫原子，低級烷基，取代或未取代苯基，羧基，羧烷基，或者未取代或以適宜基團(tuán)取代的氨基;X1表示羥基，O-低級烷基，氨基，或以O(shè)Y1(Y1表示金屬或含堿基化合物)表示的鹽;n表示1或大于1的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，有機(jī)鍺化合物以式(Ⅲ)表示
式中R4、R5和R6可以相同或不同，獨(dú)立地表示氫原子，低級烷基，取代或未取代苯基，羧基，羧烷基，或者未取代或以適宜基團(tuán)取代的氨基;X2表示羥基，O-低級烷基，氨基，或以O(shè)Y2(Y2表示金屬或含堿基化合物)表示的鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，未使用任意對該異構(gòu)化有效的酶，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，如發(fā)現(xiàn)有有效的異構(gòu)酶，在與該酶共同存在下，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，在中性至堿性條件下，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，在電解得到的弱堿性水中，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，通過順式烯二醇的形成的中間態(tài)，將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，醛糖結(jié)構(gòu)的化合物是單糖。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，醛糖結(jié)構(gòu)的化合物是葡糖，并被異構(gòu)化為果糖。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，在異構(gòu)酶的共同存在下，將葡糖異構(gòu)化為果糖。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，在中性至堿性條件下，60-90℃，將葡糖異構(gòu)化為果糖。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，通過控制異構(gòu)化反應(yīng)時間，而控制葡糖異構(gòu)化為果糖的異構(gòu)化比率。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，將葡糖異構(gòu)化為果糖的反應(yīng)進(jìn)行至異構(gòu)化為果糖的比率達(dá)到至少約55%。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，根據(jù)需要，在異構(gòu)酶需要的金屬離子的共同存在下，將葡糖異構(gòu)化為果糖。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，在(1)含葡糖溶液(2)具有下式(Ⅰ)所示的部分結(jié)構(gòu)的有機(jī)鍺化合物
和(3)異構(gòu)酶形成的混合物溶液中，將葡糖異構(gòu)化為果糖。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中，含葡糖溶液是液化淀粉并糖化所得液體制得的糖漿。
19.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，醛糖結(jié)構(gòu)的化合物是雙糖。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中，醛糖結(jié)構(gòu)的化合物是乳糖，并且異構(gòu)化為乳酮糖(lactulose)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中醛糖結(jié)構(gòu)的化合物是寡糖或多糖。
22.對將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物有效的異構(gòu)化試劑或促進(jìn)劑，該試劑或促進(jìn)劑包括作為活性組分的具有下式(Ⅰ)所示的部分結(jié)構(gòu)的有機(jī)鍺化合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的異構(gòu)化試劑或促進(jìn)劑，其中，有機(jī)鍺化合物以式(Ⅱ)表示
式中R1、R2和R3可以相同或不同，獨(dú)立地表示氫原子，低級烷基，取代或未取代苯基，羧基，羧烷基，或者未取代或以適宜基團(tuán)取代的氨基;X1表示羥基，O-低級烷基，氨基，或以O(shè)Y1(Y1表示金屬或含堿基化合物)表示的鹽;n表示1或大于1的整數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的異構(gòu)化試劑或促進(jìn)劑，其中，有機(jī)鍺化合物以式(Ⅲ)表示
式中R4、R5和R6可以相同或不同，獨(dú)立地表示氫原子，低級烷基，取代或未取代苯基，羧基，羧烷基，或者未取代或以適宜基團(tuán)取代的氨基;X2表示羥基，O-低級烷基，氨基，或以O(shè)Y2(Y2表示金屬或含堿基化合物)表示的鹽。
全文摘要
本發(fā)明提供包括通過使用具有式(I)所示的部分結(jié)構(gòu)的有機(jī)鍺化合物或在其存在下，將鍺糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物的一種方法，并且提供對該異構(gòu)化有效的異構(gòu)化試劑或促進(jìn)劑，該試劑或促進(jìn)劑包括作為有效成分的上述有機(jī)鍺化合物。由于上述有機(jī)鍺化合物的使用或存在，該方法可以避免先有技術(shù)的困難，毋需任何特殊設(shè)備或復(fù)雜操作，可將醛糖結(jié)構(gòu)的化合物異構(gòu)化為酮糖結(jié)構(gòu)的化合物。
文檔編號C07F7/30GK1094053SQ9312122
公開日1994年10月26日 申請日期1993年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月28日
發(fā)明者梅田圭司, 春見隆文, 柿本紀(jì)博 申請人:小林登史夫, 株式會社淺井鍺研究所