Получение кристаллической ксилозы

Некоторые виды растительного сырья, такие как лиственная древесина и части однолетних растений, например кукурузная кочерыжка, солома, подсолнечная лузга, хлопковая шелуха, богатые пентозанами, широко используются в гидролизной промышленности для получения фурфурола, кристаллической ксилозы, пяти -атомного спирта—ксилита и других продуктов. Наибольший интерес из этих продуктов представляет фурфурол, являющийся родоначальником большого числа соединений фуранового ряда, находящих разнообразное применение в химической промышленности. Среди этих производных в первую очередь нужно отметить фуриловый и тетрагидрофуриловый спирты, фуран, тетрагидрофу-ран, адипонитрил, сильван и малеиновый ангидрид, которые используются как растворители и мономеры для синтеза многих полимерных веществ, а также как исходное сырье для производства ряда важных фармацевтических препаратов, инсектофунгицидов и других продуктов. [c.5]

Очевидно, оптимальными моделями для изучения реакции Майяра являются продукты конденсации восстанавливающих сахаров с аминокислотами. Первое соединение такого типа было получено при кипячении смеси п-глюкозы с вь-фенилаланином в метаноле. Продукт реакции имел не ожидаемую для него структуру К-в-глюкозида, а структуру продукта перегруппировки Амадори — 1-(М-вь-фенилаланин)-1-дезокси-в-фруктозы (фрук-тозофенилаланин [20]). Источником протона, необходимого для реакции, в данном случае служила карбоксильная группа аминокислоты. Таким же путем были синтезированы еще девять производных тина К-(1-дезокси-в-фруктоз-1-ил)-аминокислот [25], причем ни одно из них не было кристаллическим. Позднее реакцией аминокислот с в-глюкозой и в-ксилозой были получены кристаллические К-(1-дезокси-в-фруктоз-1-ил)-глицин, К-(1-дез-окси-в-фруктоз-1-ил)-р-аланин и К-(1-дезокси-в-треопентулоз-1-ил)-глицин [261. В той же работе было описано получение кристаллической 2-глицин-2-дезокси-сс-в-глюкозы, т. е. К-замещенного в-глюкозамина (Л -карбоксиметил-в-глюкозамина). Метод синтеза, используемый в этой работе, состоял в нагревании смеси восстанавливающего сахара с аминокислотой в виде концентрированного сиропообразного водного раствора с последующим выделением продукта перегруппировки Амадори из темной реакционной смеси с помощью катионообменных смол. Позднее в кристаллическом виде был получен ряд производных в-фруктозы и в-глюкозы указанного типа [9]. Предполагаемые промежуточные продукты — К-гликозиды аминокислот — не были выделены их удается получить только нри реакции натриевых солей аминокислот с восстанавливающими сахарами в метаноле [27]. При введении в реакционную смесь растворимых в метаноле металлических солей аминокислот были получены кристаллические металлические комплексы (Mg, Са, Ге, Со, Си и Хп) К-гликозидов аминокислот. [c.109]

При получении кристаллической ксилозы пентозный гидролизат упаривается в вакууме до густоты сиропа и после охлаждения смешивается с затравкой кристаллов ксилозы, вызывая ее массовую кристаллизацию. Затем на центрифугах кристаллы ксилозы отделяются от маточника и отбеливаются водой или паром. [c.411]

В таком виде пентозный сироп, богатый ксилозой, можно использовать для получения кристаллической ксилозы или продуктов ее химической переработки. [c.371]

Кроме работ по гидролизу древесины, в СССР осуществлено получение ксилозной патоки и кристаллической ксилозы из сельскохозяйственных отходов -соломы, кукурузных початков хлопковой шелухи, подсолнечной лузги. Некоторые заводы перерабатывали пшеничную и ржаную солому на спирт (100—150 л спирта из 1 т сухой соломы). [c.539]

Раствор сахаров, богатый ксилозой, можно получать с помощью паровой экстракции [36, 37]. По сравнительно простой технологии щепу из древесины лиственных пород, измельченное однолетнее сырье или растительные отходы обрабатывают в течение нескольких минут насыщенным паром при 180—200 С. Получающийся материал обрабатывают механически для разделения на волокна и промывают водой или разбавленной щелочью. Конечный волокнистый продукт, содержащий более /з общего лигнина, способен к дальнейшей химической или биохимической переработке. Его можно использовать в качестве грубого корма, как материал для изготовления ящичного картона и в качестве сырья для кислотного или ферментативного гидролиза. При гидролизе получаются почти исключительно глюкоза и лигнинный остаток, пригодный для переработки. В экстракте содержатся продукты гидролиза полиоз — главным образом ксилоза и фрагменты молекул ксилана. После ферментативного гидролиза в промывных водах количество ксилозы составляет до 70 %, а в щелочных экстрактах даже до 85 % (по отношению к общему количеству сахаров в гидролизатах). Из этих растворов можно выделять кристаллическую ксилозу с выходом 8 % по отношению к исходному растительному сырью. Растворы с меньшим содержанием ксилозы можно использовать в качестве субстратов для получения белка и ферментов или для производства мелассы [156]. В США в производстве картона одновременно получают 90 тыс. т/год жидкого концентрата мелассы, используемого для добавки к корму для скота [64]. [c.415]

Изучению структуры моносахаридов, находящихся в кристаллическом состоянии, посвящен ряд работ, в которых применялся метод рентгеноструктурного анализа Этими работами было показано, что в изученных случаях кристаллы моносахаридов состояли из молекул в пиранозной форме, имеющих наиболее устойчивую кресловидную конформацию (С1 для Д-глюкозы и Д-ксилозы, 1С для Д-арабинозы и -рамнозы). Таким образом, рентгекоструктурный анализ пригоден для исследования структуры, конфигурации и конформации моносахаридов в кристаллическом состоянии. Препятствием к более широкому использованию метода служит общеизвестная трудность расчетов структуры молекулы по рентгенограмме, которая многократно возрастает, если в молекуле отсутствуют тяжелые атомы, как, например, для подавляющего большинства моносахаридов и их производных. Правда, это ограничение в настоящее время в значительной мере уже устранено благодаря развитию вычислительной техники и, по-видимому, окончательно отпадет в ближайшем будущем. Другое существенное затруднение, также технического порядка, связано с получением кристаллов моносахаридов, о чем уже говорилось выше. Наконец, третье ограничение, имеющее принципиальный характер, заключается в том, что рентгеноструктурный анализ не дает даынььх о структуре и конформации моносахаридов в растворах, тогда как именно они представляют для химиков наибольший интерес, а из предыдущего изложения видно, что и структура, и конформация моносахаридной молекулы могут претерпевать сильные изменения при переходе от кристаллического состояния к растворенному. Несмотря на отмеченные слабости, рентгеноструктурный анализ остается одним из наиболее перспективных методов изучения структуры моносахаридов. [c.50]

Такие отходы сельского хозяйства, как солома злаков, кукурузные кочерыжки, подсолнечная лузга, хлопковая шелуха и т. п., содержащие большие количества пентозанов, чем древесина, целесообразно использовать для получения наряду с этиловым спиртом фурфурола, кристаллической ксилозы, кормовых дрожжей и активного угля. [c.111]

При производстве триоксиглутаровой кислоты эти примеси, наоборот, являются вредными, так как расходуют на себя часть окислителя и образуют при этом продукты, являющиеся отходом основного производства. При получении кристаллической ксилозы эти примеси мешают ее кристаллизации, уменьшают выход продукта, следовательно, также являются вредной примесью. [c.365]

Для получения кристаллической ксилозы очищенный пентозный сироп (после ионообмена) подвергается дополнительному сгущению в вакуум-выпарных аппаратах при температуре 35—40 до содержания сухих веществ 70—75% Густая пентозная патока медленно охлаждается в горизонтальных барабанах, снабжс иных мешалками. Для ускорения кристаллизации к охлаждаемому сиропу прибавляют кристаллическую ксилозу. По окончании кристаллизации густую массу (утфель) загружают в центрифуги, где кристаллы ксилозы отделяются от маточника. Кристаллы ксилозы очищают окончательно в тех же центрифугах, промывая их небольшим количеством холодной воды. Промытые кристаллы ксилозы высушивают в токе сухого горячего воздуха и упаковывают в бумажные мешки. [c.371]

При работе с одним утфелем первой кристаллизации (без уваривания оттека на утфель второй кристаллизации), разность между количеством полученной кристаллической ксилозы и ее содержанием в утфеле представляет потери РВ с патокой и неопределенные потери за счет разливов и пр. Последние определяют как разность между содержанием ксилозы в утфеле и вьжодом кристаллической ксилозы плюс количество ксилозы, находяшейся в оттеке. [c.264]

В зависимости от метода последующей переработки получаемые гемицеллюлозные гидролизаты отбираются отдельно или одновременно с продуктами гидролиза трудногидролизуемых полисахаридов. Так, длй производства этилового спирта, кормовых дрожжей все моносахариды, образующиеся из легко- и трудногидролизуемых полисахаридов, собираются вместе. Никакой предваретельной обработки растительного сырья не производится. Наоборот, при получении чистых пентозных гидролизатов для выделения кристаллической ксилозы и ее переработки в пятиатомный спирт ксилит растительное сырье, богатое пентозанами, вначале подвергается обработке горячей водой для удаления белков, дубильных веществ, пектинов и части минеральных веществ. Последние остатки растворимых катионов удаляются промыванием сырья теплой разбавленной серной кислотой. Эта обработка носит название облагораживания сырья. Только после этого производится пентозный гидролиз в условиях, исключающих одновременный гидролиз целлюлозы. Для этого используют большую разницу коэффициентов б для гемицеллюлоз и целлюлозы. Например, при получении пентозных гидролизатов из хлопковой шелухи водную обработку ведут 1—2 ч при 120° С, после чего остаток тщательно отмывают и подвергают кисловке 0,1 %-ной серной кислотой для удаления зольных элементов. Иногда эти обе обработки совмещают. Затем производится пентоз-ныи гидролиз 1—2 ч при 125° С с 0,57о-ной серной кислотой. [c.409]

В ряде описанных выше производств гемицеллюлозы подвергаются гидролизу и образующиеся при этом моносахариды глюкоза, манноза, галактоза, ксилоза, арабиноза, уроновые кислоты, а также уксусная кислота переходят в водный раствор, содержащий от 1 до 5% сахаров. К таким гидролизатам относятся сульфитные щелока— отход сульфитцеллюлозного производства предгидроли-заты, образующиеся при сульфатной варке с предгидролизом пред-гидролизаты, образующиеся при получении кристаллической глюкозы, маточные отеки глюкозного производства с применением концентрированной соляной кислоты, маточные отеки при производстве ксилозы и ксилита и т. д. Соотношение отдельных моносахаридов в этих смесях весьма различно и зависит от состава перерабатываемого растительного сырья, условий гидролиза и последующей их переработки. [c.416]

Последняя операция протекает сравнительно легко только в условиях, когда глюкозный гидролизат содержит минимум посторонних примесей. Способность глюкозы выкристаллизовываться из упаренного сиропа резко уменьшается в присутствии посторонних примесей, так называемых патокообразователей. К ним относятся прежде всего моносахариды (манноза, ксилоза, арабиноза, галактоза и уроновые кислоты), которые образуются одновременно с глюкозой при гидролизе полисахаридов растительной ткани. Они образуют основную массу полисахаридов гемицеллюлоз. Поскольку они являются вредной примесью к глю-козным гидролизатам, в технологический процесс получения кристаллической глюкозы обычно включают предварительное максимальное удаление из растительной ткани гемицеллюлоз без затрагивания целлюлозы. Это удается осуществить путем подбора мягких режимов гидролиза, позволяющих перевести в раствор только одни гемицеллюлозы. На следующей стадии оставшийся целлолигнин гидролизуется в более жестких условиях до глюкозы. [c.380]

Гидролиз полисахаридов — основная реакция, по которой изучают состав и строение растительной ткани, подлежащей переработке, дают оценку сырью для получения того или иного продукта и выбирают оптимальный режим получения моносахаридов. По скорости гидролиза полисахариды разделяют на легко- и трудногидролизуемые. По количеству пентоз или фурфурола в гидролизате выделяют так называемое пентозансодер-жащее сырье, которое имеет повышенное содержание пентоз. Это сырье целесообразно использовать для получения фурфурола, кристаллической ксилозы, ксилита или ксилитана. По содержанию общего количества гексоз (сбраживаемых сахаров) и отдельно из них глюкозы определяют целесообразность использования сырья для получения этилового спирта и кристаллической глюкозы. Для выращивания дрожжей одинаково пригодны пентозные и гексозные сахара. При производстве дрожжей важно знать суммарное потенциальное содержание моносахаридов в сырье. [c.24]

При переработке хлопковой шелухи методом гидролиза наиболее рациональным способом использования сырья является последовательное проведение на одном и том же сырье сначала пентозного, а затем гексозного гидролиза, с предварительным облагораживанием сырья, необходимого для повышения доброкачественности, т. е. чистоты полученных гидролизатов. Из пентозного гидролизата получают кристаллическую ксилозу, а из гексозного гидролизата — спирт. [c.241]

В тех случаях, когда полученные в результате гидролиза сахарные растворы, так называемые гидролизаты , подвергаются в дальнейшем биохимической переработке на спирт или дрожжи, удаление из растворов этих примесей не требуется. При переработке же отходов лесопиления и сельского хозя11ства с целью получения кристаллических сахаров (глюкоза, ксилоза) очистка растворов от примесей является важной стадией производства. [c.141]

В гидролизной промышленности осущестБЛяется гидролиз растительных отходов, содержащих значительные но.т1ичества пентозанов (хлопковая шелуха, подсолнечная лузга и др.1. Гидролиз таких нродуктов проводится разбавленной серной кислотой. Для того чтобы выделить кристаллическую ксилозу из полученных пентозных гидролизатов, применяется ионообменная очистка. В этих производствах применение ионитов вышло уже из рамок полузаводских испытаний и осуществляется в промышленном масштабе. Применение отечественного анионита эспатита ТМ встречает и здесь затруднения ввиду малой емкости поглощения им органических кислот. [c.146]

Примечание. Аналогичным способом можно получить кристаллические меркаптали, галактозы, маннозы, арабинозы [1] и ксилозы (сироп). Меркаптали арабинозы и D-маннозы можно перек-кристаллизовывать лишь из горячей воды. Метод пригоден для получения этилен- и триметиленмеркапталей сахаров [2]. [c.40]

В недавней публикации Хойноса [534] сообщается о получении путем мягкого гидролиза буковой древесины минеральной кислотой при 100—125 °С пяти видов моносахаридов, в частности 0-кснлозы, -арабинозы, u-маннозы, D-глюкозы и D-галактозы, Примерно 60% в смеси составляет D-ксилоза, Разработан многоступенчатый способ переработки гидролизата при выработке буковой целлюлозы для химической переработки, в результате чего получаются кристаллическая D-кеилоза и сироп после кристаллизации, В 1987 г, на комбинате Букоза начата выработка D-кси- позы, предназначенной для пищевой промышленности, [c.355]

В статье авторов синтеза описана методика получения исходного вещества в кристаллическом виде, что позволяет избежать неудобств, связанных с использованнем сиропа. Атом С-6 D-глюкозы удаляют в виде формальдегида, расщепляя 1,2-0-изопропилиден-/)-глюкофуранозу перйодатом натрия [3] (см. синтез Д-ксилозы-ЬС " ). Это сиропообразное исходное вещество не следует брать для конденсации в большом избытке, так как сироп удерживает часть формальдегида, который реагирует с образованием гликолевой-1-С кислоты. Увеличение количества непрореагировавшего исходного вещества также приводит к увеличению количества продуктов разложения сахара при последующем гидролизе. Лиофилизованный концентрат экстрагируют хлороформом, экстракт обесцвечивают активированным углем и упаривают. Остаток растворяют в воде, раствор фильтруют, концентрируют и выдерживают в холодильном шкафу несколько недель. При перекристаллизации из кипящего бензола димерный полугидрат с т. пл. 180—184° превращается в безводное соединение с т. пл. 182—184°. [c.457]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология