DE3248404A1

DE3248404A1 - Derivate und reduktionsprodukte der d-glucopyranosyl-(alpha)(1->5)-d-arabonsaeure, deren herstellung und verwendung

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Publication number: DE3248404A1
Application number: DE19823248404
Authority: DE
Inventors: Roger G. Dipl.-Ing. 6146 Alsbach Klimesch; Frieder W. Prof. Dr. 6109 Mühltal Lichtenthaler
Original assignee: Sueddeutsche Zucker AG
Current assignee: Suedzucker AG
Priority date: 1982-12-28
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1984-06-28
Also published as: US4618675A; ATE18054T1; DE3362205D1; EP0114954A3; EP0114954A2; EP0114954B1

Description

Derivate und Reduktionsprodukte der D-Glucopyranosyl-c* (1—>5)-D-arabonsäure, deren Herstellung und Verwendung

Die vorliegende Erfindung betrifft Derivate und Reduktionsprodukte der D-Glucopyranosyl-^( 1--»-5) -D-arabonsäure, die der allgemeinen Formel

RO

OR

entsprechen. In dieser Formel steht X für eine -COOAlkali-,

-COOAlkyl-, ^v

-CONH₂- oder -CH^OH-Gruppe

und R bedeutet ein Wasserstoffatorn oder einen Acylrest, wie einen Acetyl- oder Benzoylrest. Die Arabonsäurekette kann auch zu einem Lacton ringgeschlossen sein. Zu den genannten Derivaten gehören u.a. die Alkalisalze, die Alkylester, das Amid und das Lacton der D-Glucopyranosyl-«- (1-V5)-D-arabonsäure, sowie der D-Glucopyranosyl-o^1—5)-D-arabinit.

Die Abkömmlinge der D-Glucopyranosyl-ix(1—*■ 5) -D-arabonsäure, die der oben angeführten allgemeinen Formel entsprechen, stellen neue Verbindungen dar. Sie finden u.a. als Zwischenprodukte für chemische Synthesen, beispielsweise zur Herstellung von oberflächenaktiven Stoffen, technische Anwendung. Der D-Glucopyranosyl-<*( 1—*-5) -D-arabinit kann aufgrund seiner Süßkraft, wie weiter unten

näher erläutert wird, in fester oder flüssiger Form - auch im Gemisch mit künstlichen Süßstoffen oder auch mit nährenden süß schmeckenden Kohlenhydraten - als Zuckeraustauschstoff vor allem für Diabetiker und Adipöse verwendet werden.

Das Ausgangsmaterial für die Herstellung der Verbindungen der oben angegebenen allgemeinen Formel bildet die Isomaltulose, das ist die D-Glucopyranosyl-ocC 1—>6) -D-fructose der weiter unten angegebenen Formel (1), die durch eine Oxidation in alkalischer Lösung mit Luft oder Sauerstoff übergeführt wird in die Salze der D-Glucopyranosyl-oi( 1—>5)-D-arabonsäure , durch deren Weiterverarbeitung vermittels Veresterung, Amidierung und Behandlung mit sauren, ringschließenden Mitteln die

- entsprechenden Ester, das Amid und das γ-Lacton erhalten werden, während der genannte D-Glucopyranosyl-<?s( T—3*5) arabinit aus einem der erwähnten Alky!ester bzw. dem . vorerwähnten Lacton oder auch deren O-Acylierungsprodukten durch bestimmte Reduktionsverfahren gewonnen werden.

Die O-Acylderivate, insbesondere die 0-Acetyl- und 'O-Benzoylderivate der vorstehend angeführten Arabonsäureabkömmlinge können durch Behandeln der jeweiligen nicht-O-acylierten Ausgangsverbindungen mit Acylierungsmitteln in wasserfreien organischen Lösungsmitteln erhalten werden.

Die Abläufe der genannten Umsetzungen und Weiter-

Verarbeitungen sowie die dabei entstehenden Produkte sind in dem nachstehenden Formelschema dargestellt.

ORIGINAL INSPECTED

- li -

HO

■HO

RO

i· (- H

H<

*>K

Ho cm (2)

OH

HO fclri

εό

(8) R - H

An sich ist die Oxidation reduzierender Zucker (Hexosen, Pentosen) in alkalischem Medium mit reinem Sauerstoff oder Luft aus J. Stanek, M. Cerny, J. Kocourek und J. Pacak "The Monosaccharides", Academic Press, New York, 1963, S. 138 ff. und der dort zitierten Literatur bekannt; man erhält hierbei das Salz der um ein Kohlenstoffatom ärmeren Aldonsäure. Im Fall"der Ketohexosen scheint die Reaktion komplexer zu verlaufen; so bildet L-Sorbose neben L-Xylonsäure beträchtliche Mengen der 2-Keto-L-gulonsaure, wie der US-PS 2 190 377 zu entnehmen ist, während D-Fructose neben D-Arabonat und Ameisensäure weitere Oxidationsprodukte, z.B. Glycolsäure, Glycerinsäure, Erythronsäure und Milchsäure bildet, wie die Angaben in Bull. Soc. Chim.

Fr. 1959, S. 1353 ff. ausweisen.

Demgegenüber führt die Luftoxidation von Isomaltulose, d.i. die D-Glucopyranosyl-<x(1~>6) -D-fructose der Formel (1), außerordentlich glatt und problemlos zum Glucopyrano-²^ syl-cX(1-»-5)-D-arabonat der Formel (2) , wenn man 5 bis 20 %ige Lösungen von Isomaltulose in 2 N Kalilauge bei Raumtemperatur mit Luft behandelt, z.B. die Lösung stark rührt oder die Lösung mit Luft oder Sauerstoff be-

gast.
25

Die Isolierung der gebildeten Glucopyranosyl-o<( T-*-5) -D-arabonsäure erfolgt in Form ihres Kaliumsalzes und zwar durch Neutralisation des überschüssigen Kaliumhydroxids mit einer Carbon- oder Mineralsäure und Kristallisation

aus dem Reaktionsgemisch durch Zugabe von Methanol.

Die Ausbeuten an Produkt der Formel (2) liegen durchweg über 90 % (vgl. Beispiel 1: 96 %) und waren in anderen Fällen praktisch quantitativ. Außer der im Verhältnis 1:1

zwangsläufig gebildeten Ameisensäure sind weitere Oxidationsprodukte, wie z.B. die in Analogie zur

ORIGINAL INSPECTED

Fructose-oxidation erwarteten Glycosyl-oc( 1—*-4) erythronsäure oder Glucosyl-i*(1->3) -glycerinsäure, im Reaktionsgemisch praktisch nicht vorhanden; nur in mit hoher Konzentration durchgeführten Chromatogrammen lassen sich Spuren (Mengen unter 0,5 %) anderer, nicht näher identifizierter Produkte nachweisen.

Die Darstellung von Derivaten der Glucopyranosyl-.cx( 1->5) arabonsäure aus dem Salz der Formel (2), wie z.B.

dem Methylester der Formel (3) und dem Lacton der Formel (6), ist unter den üblichen Bedingungen (Mineralsäure/Methanol bzw. wäßrige Mineralsäure) in nur mäßigen Ausbeuten erreichbar,da die Glycosidbindung säurelabil ist und eine partielle Aufspaltung in Glucose und D-Arabinit eintritt. Die genannte Darstellung ist jedoch unter Verwendung eines sauren Ionenaustauschers und Einhaltung spezieller Bedingungen möglich (vgl. Beispiel 2 und 6), wodurch Ausbeuten von 85 bzw. 74 % erzielbar sind.

Der Methylester der Formel (3) läßt sich durch Behandeln mit methanolischem Ammoniak in praktisch quantitativer Ausbeute in das schön kristallisierte Glucopyranosyl-Λ-

(1—>5)-D-arabonsäureamid der Formel (5) überführen. 25

Die Reduktion des Methylesters der Formel (3) oder seines Heptaacetats der Formel (4) mit komplexen Metallhydriden, wie z.B. NaBH. oder LiAlH., oder mit atomarem Wasserstoff führt zum D-Glucopyranosyl-ex(.1->5) -D-arabinit der

Formel (8), der als solcher in kristalliner Form mit Schmp. 156 - 158 °C und f&J^ = + 98,5 ° (c = 1 , Wasser) charakterisiert werden kann, bzw. der in Form des Octabenzoats (Formel 9) erhalten werden kann.

Ebenso wie der Methylester liefert auch das Lacton der Formel (6) oder dessen Hexabenzoat bei Reduktion der Carboxylgruppe den Glucopyranosyl-cx( 1—5-5) -arabinit der Formel (8) in Ausbeuten über 85 %.

Alle erstmals dargestellten Verbindungen, das sind die Produkte der Formel (2) bis (9), wurden mikroanalytisch und chromatographisch einhellig als Reinsubstanzen charakterisiert; ihre Konstitution und Konfiguration

wurde durch 300 MHz- H-NMR-Spektren sowie anhand ι 3

C-NMR- und massenspektroskopischer Daten zweifelsfrei

bewiesen.

Wie im vergleichenden Geschmackstest mit jeweils 10 bis 15 Personen ermittelt wurde, beträgt die Süßkraft von

Glucopyranosyl-<?<( 1—>5) -arabinit 45 % der von Saccharose. Die Süßkraft wurde gegen 7 bis 8 %ige wäßrige Saccharose lösungen, sowie gegen solche von Glucopyranosyl-o<.( 1—?-6)-D-mannit im Dreieckstest bestimmt. 20

Zur Erhöhung der Süßkraft von Glucopyranosyl-<X( 1—-*5) arabinit auf die von Saccharose oder auf eine höhere Süßkraft kann dieser Arabinit in fester Form mit künstlichen Süßstoffen, wie Benzoesäuresulfimid, Cyclohexyl- ^ sulfamat oder Phenylalaninasparaginsäuremethylester vermischt oder instantisiert werden. Mit künstlichen Süßstoffen aufgesüßte Glucopyranosyl-DC(1->5) -arabinit-Lösungen können zusammen getrocknet (Sprühtrocknung, Walzentrocknung, Gefriertrocknung usw.) oder direkt

so verwendet werden.

Ebenso kann erfindungsgemäß Glucopyranosyl-<x( 1-3»·5) arabinit in fester oder flüssiger Form mit anderen nährenden, süß schmeckenden Kohlenhydraten, z.B. Fructose, Xylit, Sorbit, im Falle von Fructose z.B. im Gewichtsverhältnis von 1:1, vermischt werden, um die Süßkraft dieses Gemisches annähernd auf die von Saccharose zu bringen.

INSPECTED

Bei der Zubereitung von Speisen und Getränken im Haushalt, z.B. beim Backen, Einmachen, Gelieren und bei der'-Zubereitung von Getränken, sowie bei der industriellen Fertigung von Nahrungs-, Genußmitteln und Getränken kann Glucopyranosyl-oc( 1-^-5)-arabinit allein oder als Glucopyranosyl-o(( 1 —*·5) -arabinit- Süßungsmittel-Gemisch wie normaler Zucker (Rüben- oder Rohrzucker) verwendet werden. Wegen aller dieser Eigenschaften soll Glucopyranosyl-oc( 1-7^5) -arabinit als Zuckeraustauschstoff verwendet werden, der vor allem für Diabetiker und für Adipöse geeignet ist.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher

erläutert.
15

Beispiel 1 Kalium-D-Glucopyranosyl-cKC 1 —»5)-D-arabonat (Formel 2)

In einem 1 1-Kolben wird eine Lösung von 35,Og (102,3 mmol) Isomaltulose (Formel 1.) in 1oo ml Wasser mit einer Lösung von 20 g Kaliumhydroxid in ebenfalls 100 ml Wasser vermischt und anschließend .8 bis 16 h im Luft- oder Sauerstoffstrom oxidiert. Zur besseren Vermischung der wäßrigen Lösung mit dem Sauerstoff wird während dieser Zeit mit einem Turborührer (16 000 üpm) gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wird die Lösung durch vorsichtige Zugabe einer Säure (z.B. Essigsäure) oder durch Einrühren eines stark sauren Ionenaustauschern, z.B.Amberlite IR-120, H -Form, aus p_H 7,5 gebracht und zu einem Sirup eingeengt, der beim Behandeln mit Methanol kristallisiert. Umkristallisation aus dem gleichen Lösungsmittel (2,5 1) liefert 36,0 g (96 %) Glucopyranosyl-arabonat der Formel (2) in Form farbloser Nadeln vom Schmp. 172 - 174 C,

Z^7°⁼ + ⁸⁷'⁸ ° (c = 1, Wasser).

¹H-NMR (300 MHz, D₃O): S = 3,42 (t, 1H, 4'-H), 3,58 (dd, 1H, 2'-H), 3,62 - 4,04 (m, 9H, 2-H, 3-H, 4-H, 5-H₂, 3--H, 5'-H, 6'-H), 4,97 (d, 1H, I¹H), J₁ = 3,5,

^J2',3· ^{= J}3', 4^{1 = J}4',5· ^{= 9}'^{5 HZ}· 5

¹³C-NMR (75 MHz, DO): S= 61,41 (t, C-6'), 69,42 (t, C-5), 70,36 (d, C-4¹)/ 70,50 (d, C-A), 72,37 (d, C-2¹), 72,43 (d, C-2 ), 72,63 (d, C-3 und C-5'), 73,98 (d, C-3¹). 98,98 (d, C-1'), 179,98 (s, C-1). 10

MS (FC): ra/e = 405 (100 %, M⁺ + K).

C₁₁H₁₉O₁₁K · H₂O(384,4) Ber. (% ) : C 34,37; H 5,51;

Gef. 34,35; H 5,45.
15

Beispiel 2
D-Glucopyranosyl-o^i—»5)-methyl-D-arabonat (Formel 3) ·

In einem 1 1-Dreihalskolben mit Rühre^und Trockenrohr werden 10,0 g (27,3 mmol) Glucopyranosylarabonat-Kalium (Formel 2, Produkt von Beispiel 1) in 600 ml absolutem Methanol suspendiert, mit 4 ml Orthoameisensäuretrimethylester und 20,0 g gut mit Wasser und Methanol gewaschenem und anschließend im Vakuum bei 75 C Badtemperatur getrocknetem stark saurem Ionenaustauscher (Amberlite IR-120, H -Form) versetzt und bei Raumtemperatur reagieren gelassen. Nach ca. 3d war chromatographisch kein Edukt mehr nachweisbar. Der Ionenaustauscher wird ab-

filtriert, das Lösungsmittelvolumen auf etwa 150 ml eingeengt und die so erhaltene übersättigte Lösung über Nacht bei +5 C aufbewahrt. Die erhaltenen Kristalle werden abgesaugt und gut mit kaltem Methanol gewaschen: 7,9 5 g (85 %) Methylester als farblose Nadeln vom Schmp. 178 179 °C, /JxJ^⁰= +105,0 °(c = 1, H₂O).

¹H-NMR (300 MHz, D₃O) : <Γ= 3,43 (t, 1H, 4'-H), 3,58 (dd, 1H, 2'-H), 3,64 - 3,79 (m, 4H, 5-H₃, 3'-H), 3,81 (s, 3H, OCH₃), 3,83 - 3,99 (κι, 3H, 5'-H, 6!-H₃), ^J2,3 ^{= 1}'⁸' ^J3,4 = ⁹'⁴' ^J1'.,2' ^{= 3}'⁷' ^J2',3- ^{= 9}'⁸' J,, 4· = 9,4 Hz.

■J r

¹³C-NMR (75 MHz, D₃O): υ= 53,60 (q, CH₃), 61,38 (t, C-6 ' ) , 69,25 (t, C-5), 69,59 (d, C-A)₁ 70,41 (d, C-4'), 71,57 (d, C-2), 72,29 (d, C-2¹), 72,38 (d, C-5¹), 72,62 (d, C-3), 73,95 (d, C-3'), 99,07 (d, C-T), 176,01 (s, C-1).

MS (FD): M+e = 343 (100 %, M⁺ + 1), 311 (45 %, M-CH₃OH)⁺ + 1)

C₁₂H₃₂O₁₁ (342,3) Ber. (%): C 42,10; H 6,48; Gef. C 42,11; H 6,40.

Beispiel 3

2,3,4, 6-Tetra-0-acetyl-D-glucopyranosyl-<X( 1 -»-5) -methyl-2,3,4-tri-0-acetyl-D-arabonat (Formel 4)

In einem 100 ml-Dreihalskolben mit Rührer, Tropftrichter und Trockenrohr werden 1,6 g (4,67 mmol) Glucopyranosylarabonsäure-methylester der Formel (3) in 25 ml absolutem Pyridin gelöst und bei 0 C im Verlauf von 30 Min. mit 16 ml Acetanhydrid versetzt. Anschließend läßt man 18h bei Raumtemperatur stehen und rührt sodann zur Aufarbeitung in 150 ml Eiswasser. Extraktion mit Dichlor-

methan (3 χ 75 ml), Waschen der vereinigten organischen Phasen mit 2 N HCl, gesättigter NaHCO -Lösung und Wasser liefert nach Trocknen (Na₃SO₄) und Eindampfen im Vakuum das Heptaacetylderivat der Formel (4) als Sirup, der bislang nicht kristallisierte: 2,96 g (quantitativ), fpC/^= +110,8 ° (c = 1, CHCl₃).

¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): <Γ= um 2,0 (7s, 21H, 7 Acetyl-CH ), 3,68 (dd, 1H, 5-H_a), 3,75 (dd, 1H, 5-H_b), 3,76 (s, 3H,

OCH-), 3,98 (ddd, 1H, 5'-H), 4,08 (dd, 1H, 6-Hj ο a

4,25 (dd, 1H, 6'-Hj₃), 4,85 (dd, 1H, 2'-H), 5,05 (dd, 1H, 4'-H), 5,10 (d, 1H, 1'-H), 5,20 (ddd, 1H, 4-H), 5,30 (d, 1H, 2-H), 5,44 (dd, 1H, 3'-H), 5,63 (dd, 1H, 3-H) ;

^J2,3 ^{= 2}'²' ^J3,4 ^{= 8}'⁹' ^J4,5a ^{= 5}'³' ^J4,5b ^{= 3}'⁶' ^J5a,5b ⁼ 11,6, J₁,_f2· ^{= 3}'⁷' ^J2',3· ^{= 10}'²' ^J3',4' ^{= 9}'⁵' J₄₁₅, = 10,2, J₅i_#6i_a = 4,4, J₅«_/6._b = 2,3, Jg._a/6._b ⁼ 12,4 Hz.

MD (FD): m/e = 637 (100 % M⁺ + 1).

C₂₆H₃₆O₁₈ (636,6) Ber. (%) : C 49,06; H 5,70; Gef. C 48,94; H 5,65.

Beispiel 4

D-Glucopyranosyl-c*( 1—»5) -D-arabonsäureainid (Formel 5) 20

In eine auf 0 C gekühlte Lösung von 2,0 g (5,9 mmol) Methyl-glucopyranosylarabonat der Formel (3) (Produkt von Beispiel 2) in 16 ml Methanol wird trockenes Ammoniak bis zur Sättigung eingeleitet. Nach 1,5 h bei 0 ⁰C läßt man auf Raumtemperatur kommen und. dampft im Vakuum zur Trockene ein. Der so erhaltene sirupöse Rückstand kristallisiert aus absolutem Methanol (35 ml) : 1,9 g (98 %) Amid der Formel (5) als farblose Nadeln vom Schmp. 170 °C (unter Zersetzung), /"^7^°= +75,0 °

(c = 1, H₂O).

¹H-NMR (300 MHz, Dg-DMSO): S= 3,05 - 3,18 (m, 2H, 2'-H, H'-H), 3,37 - 3,69 (m, 7H, 4-H, 5-H₂, 3'-H, 5'-H, 6^f-H_o), 3,72 (dd, 1H, 3-H), 4,10 (d, 1H, 2-H), 4,38 (s, 1H, OH), 4,4 (d, 1H, OH), 4,59 (d, 1H, OH), 4,65 (d, 2H, 1'-H, OH), 4,77 (d, 1H, OH), 4,83 (d, 1H, OH), 5,14 (d, 1H, OH), 7,14 (d, 2H, ^NH ₂>'^J2,OH-2 ^{= 6}'¹'

^J3,OH-3 ^{= 5}'⁰' ^J2,3 ⁼ °' ^J3,4 ^{= 10}'¹' ^J1',2· ^{= 3}'⁷' J_NW = 18,9 Hz.
2 (gem)

MS (FD): m/e = 328 (100 %, M⁺ + 1), 311 (40 %, M-NH₀)⁺ + 1) .

C₁₁H₂₁N₁O₁₀ (327,3) Ber. (%): C 40,37; H 6,47; N 4,28; Gef. C 40,28; H 6,46; N 4,21.

Beispiel 5 D-Glucopyranosyl-iX(1-»5) -D-arabonsäure -r-lacton (Formel 6)

2,0 g (1,37 mmol) Glucopyranosylarabonat-Kalium (Formel 2, Produkt von Beispiel 1) werden in einem 100 ml-Zweihalskolben mit Rührerin 25 ml Wasser gelöst und nach Zugabe von 4,0 g mit Wasser und Methanol gewaschenem, stark saurem Ionenaustauscher (Amberlite IR-120, H -Form) für 12h bei 75 ⁰C gerührt. Filtration und Einengen in Vakuum lieferte einen chromatographisch einheitlichen Sirup, der über eine

Kieselgel-Säule (100 g) durch Elution mit Aceton/Wasser (16 : 1) gereinigt wurde: 1,25 g (74 %) Lacton der Formel (6), /jkj^⁰= +92,5 ° (c = 1, H₃O).

¹H-NMR (60 MHz, D₃O) : &= 3,4 - 4,3 (m, Ήη, 2-H, 3-H, 4-H, 5-H₂, 2'-H, 3'-H, 4'-H, 5'-H, 6'-H₃), 4,90 (d, 1H, T-H); J_{11 OI} = 3,4 Hz.

MS (FD): m/e = 311 (100 %, M⁺ + 1). 30

C₁₁H₁₈O₁₀ (310,3) Ber. (%) : 42,58; H 5,85; Gef. C 42,49; H 5,80.

**** -WMV

Beispiel 6

5-0- (2,3, 4,6-Tetra-0-benzoyl-cx:-D-glucopyranosyl)-2,3-di-O-benzoyl-D-arabonsäure-V-lacton (Formel 7)

In einem 100 ml-Dreihalskolben mit Rührer, Tropftrichter und Trockenrohr werden 700 mg (2,26 mmol) Glucopyranosyl-arabonsaurelacton der Formel (6) in 12 ml absolutem Pyridin gelöst, auf 0 C gekühlt, mit 5 ml frisch destilliertem Benzoylchbrid versetzt und über Nacht reagieren gelassen. Hydrolyse, Extraktion mit Dichlormethan (3 χ 40 ml), Waschen der vereinigten organischen Phasen mit 2 N HCl, Wasser, gesättigter NaHCO₃-Lösung und Wasser, Trocknen (Na„S0.) und Einengen liefert einen Sirup, der an Kieselgel durch Elution mit Dichlormethan/Äthylacetat (40 : 1) gereinigt wird: 1,8 g (75 %) Hexabenzoat der Formel (7) als farbloser Sirup; /~<Χ7ί.⁰= + 22,8 ° (c = 1, CHCl-;) .

¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): <$*= 4,00 (dd, 1H, 5a-H), 4,33 (dd, 1H, 5b-H) , 4,55 (dd, 1H, 6*3-^4,66 - 4,78 (m, 3H, 4-H, 5¹^H, 6'b-H), 5,44 (d, 1H, 1'-H), 5,45 (dd, 1H, 2'-H), 5,77 (t, 1H, 4'-H), 6,04 (t, 1H, 3-H), 6,14 (d, 1H, 2-H), 6,28 (dd, 1H, 3'-H), 7,2 - 7,6 (m, 18H, o- und P-CgH₅), 7,8 - 8,2 (m, 12H, In-C₆H₅) ; J_{2 3} = 7,1 Hz, J_{3 4} = 6,8 Hz, J_{4 5} = 2,1 Hz,

^J4,'5b ^{= 4}'^{8 Hz}' ^J5a'5b ^{= 11}'^{4 Hz}' ^J1',2' ^{= 3}'^{7 Hz}' ^J2',3' ^{= 9}'^{6 Hz}' ^σ3^ι,4* ⁼ ⁹'^{7 Hz}' ^J4',5· ^{= 9}'^{9 HZr}

_Qn ^J5'!ea ^{= 4}'^{9 Hz}' ^J6'a,6-b ^{= 12}'⁵ ^Ez' ' 30

MS (FD): m/e 9 35 (100 %, M⁺ + 1).

C₅₃H₄₂O₁₆ (934,9) Ber. (%.) : C 68,09; H 4,53; Gef. C 67,89;

H 4,48.
35

ORIGINAL INSPECTED

Beispiel 7 D-Glucopyranosyl-o<(1->-5)-D-arabinit (Formel 8)

Zu einer Lösung von 6,85 g (10 mmol) Methyl-glucopyranosylarabonat der Formel (3) (Produkt von Beispiel 2) in 250 ml Wasser werden 0,5 g Borsäure eingerührt, danach 70 ml eines stark sauren Ionenaustauschers C^mberlite IR-120", H⁺-Form) und auf 0°C gekühlt.

Sodann wird im Verlauf *einer Stunde eine Lösung von 7,5 g Natriumborhydrid in Wasser (400 ml) unter Rühren und Kühlen zugetropft und nach erfolgter Zugabe noch 1 h weiter gerührt. Durch vorsichtiges Versetzen mit 2 N NaOH wird die Lösung auf p„ 9-10 gebracht, filtriert, und

!5 über eine Ionenaustauschersäule (150 ml"Amberlite IR-120", H -Form) gegeben, mit Wasser (ca 21) nachgewaschen, und die vereinigten Eluate werden im Vakuum zu einem Volumen von ca. 100 ml konzentriert. Rühren mit stark basischem Ionenaustauscher für 30 min zur Entfernung

²^ noch verbliebener Borsäure, Filtration und nachfolgendes kurzes Rühren mif'Amberlite IR-120" liefert nach Eindampfen im Vakuum einen Sirup, der beim Digerieren mit Methanol kristallisiert: 5,1 g (81 %) Glucopyranosylarabinit der Formel (8); Schmp. 156 - 158 °C, /7^t²⁰ ₌ +98,5 ° (c = 1, Wasser).

¹H-NMR (300 MHz, D₃O): S = 3,43 (t, 1H, 4'-H), 3,58 (dd, 1H, 2'-H), 3,6 - 4,0 (m, 11H, 1-H₃, 2-H, 3-H, 4-H, 5-H₃, 3'-H, 5'-H, 6'-H₀), 4,95 (d, 1H, 1¹H); J₁, ,,, = 3,5 Hz, If^-

^J2',3' ^{= 9}'^{6 Hz}' ^J3',4' ^{= J}4^I,5^{I = 9}'^{5 Hz}·

¹³C-NMR (75 MHz, D₃O): S = 61,40 (t, C-6'), 63,95 (t, C-1), 69,44 (t, C-5), 70,09 (d, C-2), 70,44 (d, C-4¹),

70,90 (d, C-3), 71,05 (d, C-4), 72,36 (d, C-2¹), 35

72,61 (d, C-5¹), 73,97 (d, C-3'), 98,99 (d, C-T).

υ η υ

22
MS (FD): m/e = 337 (100 %, M⁺ + Na), 315 (80 %, M⁺ + 1).

C_nH₂₂O₁₀ (314,3) Ber. (%): C 42,03; H 7,06; Gef. C 41,89; H 7,00.

Beispiel 8 D-Glucopyranosyl-Q{(1->5)-D-arabinit--octabenzoat (Formel 9)

In einem 250 ml-Dreihalskolben mit Rührer werden 3,5 g (IO mmol) Methyl-glucopyranosyl-arabonat der Formel (3) (Produkt von Beispiel 2) in 70 ml Wasser gelöst, mit 1,4 g (37 mmol) Natriumborhydrid versetzt und 2 h bei Raumtemperatur stehengelassen. Danach wird durch Zugabe von 4,2 ml Aceton das restliche Natriumborhydrid zerstört, Ionenaustauscher "IR-120" (H -Form) entionisiert, filtriert und das Filtrat zu einem Sirup eingedampft (2,9 g) . Benzoylierung in Pyridin (50 ml) mit.Benzoylchlorid (32 ml) bei Raumtemperatur (16 h), Einrühren in Eiswasser, Extraktion mit Dichlormethan (3 x 100 ml) , Waschen der vereinigten organischen Phasen mit 2 N HCl, gesättigter NaHCO-.-Lösung und Wasser liefert nach Trocknen (Na₇SO₄) und Eindampfen zur Trockne einen Sirup, der durch Elution von einer Silicagel-Säule (500 g) mit Dichlormethan-Äthylacetat (40 : 1) gereinigt wird: 8,5 g (73 %) Octabenzoat der Formel (9) als chromatographisch einheitlichen, farblosen Sirup mit /^_7_D = +79,5 (c = 1, CHCl₃).

¹H-NMR (300 MHz, CDCl..) : S= 3,92 (dd, 1H, 5-H ), 4,10 -

J el

4,28 (m, 4H, 5-H, , 5'-H, 6'-H_), 4,61 (dd, 1H, 1-H ),

Jd £ a

4,67 (dd, 1H, 1-Hj₃), 5,32 (dd, 1H, 2¹H), 5,38 (d, 1H, 1'-H), 5,64 (t, 1H, 4'-H), 5,74 (ddd, 1H, 4-H), 5,95 (ddd, 1H, 2--H) , 6,27 (t, 1H, 3'-H), 6,31 (dd, 1H, 3-H) , 7,1 - 7,6 (m, 24H, o- und P-CgH₅), 7,7 - 8,2 (m, 16H, In-C₆H₅) , ^J1a,1b ^{= 11}'⁹' ^J1a,2 ^s."⁶/⁹' ^J1b,2 ^{= J}5a,5b ^{= 11}'⁵'

ORIGINAL IHSPECTED

23 , ₂, = 3,7, J₂I 3· ^{= 10}'²' ^J3'4· ^{= 9}'^{7 Ηζ}

MS (FD): m/e =1146 (100 %, M⁺).

5 C^H₁-.O_1Q (1147,1) Ber. (%):* C 70,15; H 4,75; Gef. C 69,96; ' H 4,69.

Die Ent-O-benzoylierung dos Octabenzoats (9) mit Natriummethoxid in Methanol nach Zemplen liefert glatt den 10 Glucopyranosylarabinit der Formel (8) in Ausbeuten von oder über 90.-.%,.

^c' , Der Patentanwalt

J. VI(Ma

ORIGINAL

Claims

L ;,;. ... . H. MHSCÜtPi.iCH Dipl.-ing. K. GUNSCHMANN Dr. rer. not. W. KÖRBER

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

D fuOO MÜNCHEN 22 SttinsdorfslraßelO

"g^J {089) * 2§ 66 84

28. Dezember 1982 Dr.KÖ/lS

Süddeutsche Zucker-Aktiengesellschaft Maximilxanstraße 10
6800 Mannheim 1

Patentansprüche

j 1./Derivate und Reduktionsprodukte der D-Glucopyranosyl- \_y <v.(1 —?-5)-D-arabonsäure der allgemeinen Formel

OR

RO

OR

in der X eine 25 -COOAlkali-,

-COOAlkyl-, -CONH₂- oder -CH OH-Gruppe

³⁰ bedeutet und die Arabonsäurekette auch zum Lactonring geschlossen sein kann und R ein Wasserstoffatom oder einen Acylrest darstellt.
2. Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 35 sie aus dem D-Glucopyranosyl-<x( 1->5) -D-arabinit der Formel

ORIGINAL /NSPECTED

HO

OH

OH

besteht.
3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus dem Kalium-D-Glucopyranosyl-cx^ 1-^-5) D-arabonat der Formel

HO

HO -

besteht.

OH
4. Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus dem D-Glucopyranosyl-o<(1--*-5) -methyl-D-arabonat der Formel

ORIGINAL INSPECTED

10

OH

OH

besteht.
5. Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus dem 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-D-glucopyranösyl- o<4 1-5-5) -methy 1-2 , 3 , 4-tri-O-acetyl-D-arabonat der Formel

20 25 30

CH₃CO-

CH₃CO

O-COCH

O'COCH.

O-COCH.

besteht.
6. Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus dem D-Glucopyranosyl-o<( 1—»-5) -D-arabonsäureamid der Formel

HO

10

OH

OH

besteht.
7. Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus dem D-Glucopyranosyl-^i 1—?·5) -D-arabonsäure-y-lacton der Formel

20 25 30

OH

besteht.

ORIGINAL INSPECTED

1\
8. Verbindung gemäß Anspruch 1,-dadurch gekennzeichnet, daß sie aus dem 5-0- (2, 3, 4 , 6-Tetra-O-benzoyl—.x-D-glucopyranosy 1) -2, 3-di-O-benzoyl-D-arabonsäure-Y*-lacton der Formel

O-COC,-EL 6 5

C,H_cC0-0 ο b

C H₅CDO

besteht.

0,H₁-CO-O ^{6 5}

^H₁-6 5
9. Verbindung gemäß Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus dem D-Glucopyranosyl-<*(1-*-5) -D-arabinitoctabenzoat der Formel

25

C₆H₅CO-,

C,H_cC0'0

D D

30

-0-COCgH₅

C₆H₅CO-O

0- COC_rH_c 6 5

0· CTOC

C₅H₅COO

³⁵ besteht.
10. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Gewinnung der Alkalisalze der D-Glucopyranosyl- &'-(1—»·5)-D-arabonsäure Isomaltulose in alkalischer Lösung mit Luft oder Sauerstoff oxidiert und die entstandenen Salze aus dem Reaktionsgemisch durch direkte Kristallisation isoliert.^
11. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Gewinnung der Alkylester der D-Glucopyranosyl-o<(1—>5)-D-arabonsäure die Alkalisalze der genannten Säure, wie sie beim Verfahren des Anspruches TO anfallen, mit einem Alkanol in Gegenwart eines sauren Ionenaustauschers behandelt.
12. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Gewinnung des D-Glucopyranosyl-or(1-^5) -D-arabon-

^ säure-T-lactons die Alkalisalze der genannten Säure, wie sie beim Verfahren des Anspruches 10 anfallen, mit einem sauren Ionenaustauscher in wäßriger Lösung behandelt.
13. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Gewinnung des D-Glucopyranosyl-ixCl—**5) -D-arabonsäureamids einen Alkylester der D-Glucopyranosyl-o^ii-^S)-D-arabonsäure in Methanol mit trockenem Ammoniak behandelt.
14. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks

Gewinnung von D-Glucopyranosyl-^(1—*>5) -D-arabinit 35

einen beim Verfahren des Anspruches 11 anfallenden D-Glucopyranosyl-(7<.(1-*-5) -D-arabonsäurealkylester bzw. dessen Heptaacylat oder das beim Verfahren des

ORIGINAL INSPECTED

Anspruches 12 anfallende D-Glucopyranosyl-*( 1—*-5) D-arabonsäure-V-lacton bzw. dessen Hexabenzoat mit einem komplexen Metallhydrid oder mit katalytisch aktiviertem Wasserstoff reduziert und den entstandenen Glucopyranosyl-o<( 1~-i*-5)-D-arabinit durch Kristallisation isoliert*
15. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Gewinnung des 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-D-glucopyranosyl- «(1—J*5)-methyl-2 , 3, 4-tri-O-acetyl-D-arabonats das D-Glucopyranosyl-oc(1-$»5) -methyl-D-arabonat mit Essigsäureanhydrid in einem wasserfreien Lösungsmittel, vorzugsweise Pyridin, acetyliert.
16. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Gewinnung des 5-0-(2, 3,4, 6-Tetra-O-benzoyl-cx-D-glucopyranosyl)-2,3,-di-O-benzoyl-D-arabonsäure-?-lactons das D-Glucopyranosyl—3<( 1--^S)-D-Y-IaCtOn mit Benzoylchlorid in einem wasserfreien Lösungsmittel, vorzugsweise Pyridin, benzoyliert.
17. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Gewinnung des D-Glucopyranosyl—x( 1-^-5) -D-arabinitoctabenzoats den D-Glucopyranosyl-ctfO-*5)-D-arabinit mit Benzoylchlorid in einem wasserfreien Lösungsmittel, vorzugsweise Pyridin, benzoyliert.
18. Verwendung der Verbindungen des Anspruches 1 als Zwischenprodukte für chemische Synthesen, insbesondere für die Herstellung von oberflächenaktiven Stoffen.
19. Verwendung des D-Glucopyranosyl-<x( 1—**5) -D-arabinits für sich allein oder im Gemisch mit Sußungsmitteln, wie Palatinit, Saccharose oder solchen Mitteln, die eine höhere Süßkraft als Saccharose haben, als Zuckeraustauschstoff für Nahrungs-, Genußmittel und Getränke.

ORIGINAL INSPECTED