Separación de azúcares, alcoholes de azúcar, carbohidratos y mezclas de los mismos.

Un método para separar azúcares, alcoholes de azúcar, otros carbohidratos y mezclas de los mismos a partir deuna disolución que contiene al menos dos de ellos,

caracterizado por que el método comprende al menos una etapaen que la resina de intercambio aniónico débilmente básica seleccionada de un grupo que consiste en polímeropoliacrílico reticulado aminado y resina epiclorhidrintrietilentetramina se usa en la separación cromatográfica.

Separación de azúcares, alcoholes de azúcar, carbohidratos y mezclas de los mismos Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método para separar azúcares y alcoholes de azúcar los unos de los otros. Más particularmente la presente invención se refiere al uso de una resina de intercambio aniónico débilmente básica seleccionada de un grupo que consiste en polímero poliacrílico reticulado aminado y resina de epiclorhidrintrietilentetramina en un procedimiento de separación cromatográfica.

Fundamento de la invención La solicitud de patente japonesa JP-1990000281929 describe el uso de una columna de cromatografía líquida rellena con carga que tiene un radical intercambiable aniónico débilmente básico para analizar sacáridos (monosacárido u oligosacárido) . La carga tiene radical amino de primera clase, radical amino de segunda clase y/o radical amino de tercera clase. La columna se eluye primero con disolución de HNO3 0, 1 N y agua y después a columna se eluye con metanol absoluto.

La patente de EE.UU. 5 482 631 describe un método para separar inositol de azúcar y alcoholes de azúcar. El método comprende una resina, que comprende una resina de intercambio de aniones de base fuerte en forma de cloruro. El método se realiza en un sistema cromatográfico de lecho móvil simulado.

Tanaka H. et al. describen en su artículo "Determination of Component Sugars in Soil Organic Matter by HPLC" en Zentralbl. Mikrobiol. 145 (1990) , 621 - 628, un método para determinar azúcares componentes de carbohidratos del suelo. En el método se usó una columna de resina de intercambio aniónico de base fuerte y se separaron glucosa, galactosa, manosa, xilosa, ramnosa y ribosa. Sin embargo, la arabinosa, fucosa y fructosa se eluyeron en el mismo pico y no pudieron separarse las unas de las otras.

La Patente de EE.UU. 6 153 791 describe un procedimiento para la purificación de ácido 2-ceto-L-gulónico por cromatografía líquida continua usando un intercambiador de iones débilmente básico. Según la publicación la resina de intercambio iónico débilmente básica comprende resina de intercambio aniónico que tiene funcionalidad piridina. Sin embargo, el método sólo es capaz de separar ácido 2-ceto-L-gulónico de sorbosa y por lo tanto los azúcares no pueden separarse unos de los otros con este método.

Paskach, T. et al. han descrito en su artículo "High-performance anion-exchange chromatography of sugars and sugar alcohols on quaternar y ammonium resins under alkaline conditions" en Carbohyd. Res. 215 (1991) 1 -14, el uso de cromatografía líquida de alto rendimiento fuertemente básica con resinas de amonio cuaternarias para separar azúcares y alcoholes de azúcares.

Murphy, P.T. et al. han afirmado en su artículo "A reversible reaction between reducing sugars and a weak-base anion-exchange resin" en Carbohyd. Res., 7 (1968) 460 - 467, que debería ejercitarse la precaución en el uso de una resina de intercambio aniónico de base débil en presencia de azúcares reductores. Según el artículo se sabe bien que el contacto entre una resina de intercambio aniónico de base fuerte y azúcares reductores lleva a la epimerización y la sorción irreversible. En el artículo se muestra que en intentos para usar resinas de intercambio aniónico de base débil en presencia de azúcares libres, los investigadores han detectado frecuentemente pérdidas significativas de azúcares neutros. En el artículo se muestra que el efecto está provocado por la formación reversible de un compuesto covalente entre la resina y el azúcar reductor.

La publicación WO 00/42225 describe un método para separar azúcares mientras aún se permite la rápida desorción de la resina. El método comprende el uso de una resina de intercambio aniónico de base fuerte en forma de cloruro. La resina se ha condicionado con una suficiente concentración de ión hidroxilo.

Bilik, V. et al. en su artículo en Chem zvesti 33 (1) 118 - 122 (1979) han descrito la separación de cetosas y aldosas con intercambiador de iones de polietilenimina en la forma de Cl u OH eluido con agua. Con el método descrito se separaron 9 cetosas y 14 aldosas. Sin embargo, las cetosas y aldosas no pueden separarse las unas de las otras. Además la fabricación de partículas esféricas, comenzando a partir de polietilenimina y epiclorhidrina, es más difícil en comparación con materiales de partida convencionales como estireno, acrilatos, acrilonitrilo y divinilbenceno. La etilenimina se considera además que es un material bastante peligroso.

Lindberg B. et al. en Carbohyd. Res. 5 (1967) 286 -291, han estudiado el uso de resina de intercambio aniónico fuertemente básica en la forma de bisulfito para la separación preparativa de azúcares. La utilidad del método de columna de bisulfito se demostró no solo por la separación de cetosas a partir de aldosas sino además por la preparación de D-fructosa, D-glucosa y D-galactosa cromatográficamente puras a partir de productos comerciales.

Oshima R. et al. han estudiado la separación de anómeros de sacáridos mediante resina de intercambio aniónico macroreticular fuertemente básica en la forma de sulfato. La resina tiene un grado relativamente alto de reticulado. El método se lleva a cabo a temperatura ambiente y el eluyente es disolución de etanol-agua (80%/20%) . Los

experimentos mostraron que el mayor porcentaje de etanol mejoraba la separación. Se separaron por el procedimiento 2-desoxi-ribosa, ramnosa, fucosa, galactosa, xilosa, manosa, fructosa, sorbitol, galactosa, glucosa, lactosa, maltosa, sacarosa y rafinosa.

Bauer y Voelter han descrito una técnica de separación analítica para carbohidratos en Chromatographia, Vol 9, Núm. 9, Septiembre de 1976. Según Bauer y Voelter los azúcares reaccionan con ácido bórico para formar complejos aniónicos y son de esta forma separables en resinas de intercambio iónico fuertemente básicas. En el método la optimización de las condiciones de separación y detección permitieron la separación y detección de 10 azúcares que tienen lugar más rápido que con los métodos anteriores.

Brown, W. ha descrito la selectividad de adsorbentes de gel de poliacrilamida para azúcares en el artículo en J. Chromatog. 53 (1970) 572 -575. La resina usada en el método es una resina de poliacrilamida, y los azúcares separados por el procedimiento son rafinosa, sacarosa, ramnosa, galactosa, glucosa, fructosa/manosa y xilosa. Sin embargo, los grupos amida de poliacrilamida no poseen capacidad de intercambio de iones.

Malan, A. et al. han descrito en su artículo en Ann. Fals. Exp. Chim., Julio - Agosto, 1988, 81, núm. 869, págs. 275 281, un método para separar por ejemplo sacarosa, maltosa, lactosa, manosa, fructosa, arabinosa, xilosa, glucosa y sus azúcares invertidos con una resina de intercambio aniónico fuertemente básica.

Breve descripción de la invención Sorprendentemente se ha encontrado que los azúcares y alcoholes de azúcar pueden separarse eficazmente de corrientes de carbohidrato usando una resina de intercambio aniónico débilmente básica (WBA) seleccionada de un grupo que consiste en polímero poliacrílico reticulado aminado y resina de epiclorhidrintrietilentetramina. La ventaja de la presente invención comparado con la técnica anterior es que es especialmente adecuada para separar azúcares reductores en condiciones ácidas además de por ejemplo en condiciones débilmente ácidas.

La presente invención se refiere a un método para separar azúcares, alcoholes de azúcar y otros compuestos de carbohidrato a partir de una disolución que contiene al menos dos de ellos mediante un método que usa la separación cromatográfica que comprende al menos una etapa donde una resina de intercambio aniónico débilmente básica se usa para la separación cromatográfica. La disolución a separar cromatográficamente contiene monosacáridos, disacáridos, trisacáridos, oligosacáridos, alcoholes de azúcar correspondientes, polioles y mezclas de los mismos. Los monosacáridos son por ejemplo, monosacáridos de pentosa, hexosa, tetrosa, desoxihexosa, desoxipentosa y anhidroalditoles. Los disacáridos son por ejemplo, disacáridos de tetrosa, pentosa o hexosa. Los alcoholes de azúcar y polioles son por ejemplo, xilitol, eritritol, inositol, manitol y glicerol. Preferiblemente la resina de intercambio aniónico débilmente básica se usa para separar xilosa, arabinosa, ramnosa, glicerol, inositol y betaína. Preferiblemente la resina de intercambio aniónico débilmente básica se usa para separar inositol y glicerol de la betaína.

El método contiene preferiblemente etapas adicionales que comprenden el uso de columnas cromatográficas que contienen resinas de intercambio catiónico... [Seguir leyendo]

1. Un método para separar azúcares, alcoholes de azúcar, otros carbohidratos y mezclas de los mismos a partir de una disolución que contiene al menos dos de ellos, caracterizado por que el método comprende al menos una etapa en que la resina de intercambio aniónico débilmente básica seleccionada de un grupo que consiste en polímero poliacrílico reticulado aminado y resina epiclorhidrintrietilentetramina se usa en la separación cromatográfica.

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado por que la disolución que contiene azúcares, alcoholes de azúcar y otros carbohidratos se alimenta en una columna cromatográfica que contiene resina de intercambio aniónico débilmente básica, eluyendo dicha columna con un eluyente y separando y recuperando un producto y/o productos.

3. El método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la resina de intercambio catiónico débilmente ácida se usa además en una columna cromatográfica.

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que se usa además resina de intercambio catiónico fuertemente ácida en una columna cromatográfica.

5. El método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la resina está reticulada con un reticulador aromático.

6. El método según la reivindicación 5, caracterizado por que la resina está reticulada con divinilbenceno.

7. El método según la reivindicación 6, caracterizado por que el grado de reticulado es de aproximadamente 1 a aproximadamente 10% en peso de divinilbenceno.

8. El método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la resina puede reticularse con un reticulador alifático, tal como isopreno, 1, 7-octadieno, trivinilciclohexano, dietilenglicol-diviniléter, N, N'-metilenbisacrilamida, N, N'-alquilenbisacrilamidas, dimetacrilato, di-, tri-, tetra-, pentacrilato o pentametacrilato de etilenglicol.

9. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura de la columna, la disolución de alimentación y el eluyente está entre 10 y 95ºC.

10. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tamaño de partícula de la resina de intercambio aniónico débilmente básica es de 10 a 2000 micrómetros, preferiblemente de 100 a 400 micrómetros.

11. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el pH de la disolución de alimentación está en el lado ácido del intervalo de pH.

12. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el eluyente es agua, una disolución acuosa, un alcohol o una mezcla de los mismos.

13. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los azúcares a separar son monosacáridos, disacáridos, trisacáridos u oligosacáridos.

14. El método según la reivindicación 13, caracterizado por que los monosacáridos a separar son monosacáridos de pentosa, hexosa, tetrosa, desoxihexosa, desoxipentosa o anhidroalditoles.

15. El método según la reivindicación 13, caracterizado por que los disacáridos a separar son disacáridos de tetrosa, pentosa o hexosa.

16. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 12, caracterizado por que los alcoholes de azúcar a separar son xilitol, eritritol o inositol.

17. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los demás carbohidratos a separar son polioles.

18. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 12, caracterizado por que los azúcares y alcoholes de azúcar se separan de la betaína.

19. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 13, caracterizado por que el azúcar separado es ramnosa.

20. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 13, caracterizado por que el azúcar separado es maltosa.

21. El método según la reivindicación 16, caracterizado por que el alcohol de azúcar separado es inositol.

22. El método según la reivindicación 17, caracterizado por que el poliol separado es glicerol.

23. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 14, caracterizado por que el azúcar separado es xilosa.