194939. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytisztaságú gamma- és alfa-ciklodextrin előállítására
194939 1 Találmányunk tárgyát gampna-, béta- és alfa-ciklodextrin nagyhozamú előállítására szolgáló eljárás képezi. Ismeretes, hogy a ciklodextrinek (Schardinger dextrinek, eikloamilózok /alfa/1—»-4/ kötésekkel kapcsolódó 6—12 anhídroglukopiranóz egyeségekből álló ciklikus oligoszaccharidok. Közülük a 6-, 7, illetve 8-tagszámú gyűrűvel rendelkező alfa-, béta-, illetve gamma-ciklodextrin (a továbbiakban CD) a legjelentősebb. Üreges szerkezetük következtében zárványkomplex képzésére hajlamosak. Mivel a legkülönbözőbb molekulákat képesek üregükbe bezárni, és ezáltal külső nem-kívánatos hatásoktól megvédeni, a gyógyszer- és élelmiszeripar részéről jelentős érdeklődés nyilvánul meg irántuk. A ciklodextrinek a keményítő enzimes lebontási termékei, nem toxikus anyagok. A keményítőből egy különleges alfa-glukán depolimerizáló enzimmel, a ciklodextrin-glükozil-transzferázzal (a továbbiakban CGT) (E.C. 24.1.19.) állíthatók elő. Ez az enzim rendszerint Bacillus macerans, Bacillus polymixa, Bacillus stearothermophylus, Bacillus circulans, Klebsiella pneumoniae, alkalofil Bacillis species N° = 38—2, N° = 17—1 szül Ijesztett tenyészetéből állítható elő. A CTG különleges, nem hidrolitikus jellegű, főként glükozil-csoport átvitelén alapuló keményítő-degradáló tulajdonsággal rendelkezik. Bármely szubsztrátot fel tud használni, melyben ( I —4) glukán kötések vannak, például amilózt, amilopektint, glikogént, stb. A CTG e szubsztrátokhól lineáris és ciklikus oligoszaccharidok keverékét állítja elő, ahol a reakcióelegyben a béta-ciklodextrin aránya a legnagyobb. Az egyes ciklodextrin-féleségek (komponensek) egymáshoz viszonyított aránya megváltoztatható, ha a keményítőt és CGT-t tartalmazó reakcióelegyhez oldhatatlan komplexeket képező reagenseket adagolunk, mivel az egyes komplexképzőkkel a legstabilisabb komplexet adó ciklodextrin-íéleség dúsul fel a reakcióelegyben. Ismeretes, hogy zömmel alfa-CD-t tartalmazó konverzióelegy nyerhető 8—18 szénatomszámú alifás alkoholok hozzáadásával, így például az 51 - 12941 lajstromszámú japán szabadalmi leírás szerint 1-dekanol és I-nonanol lecsapószer alkalmazásával segítik elő az alfa-CD képződését, 0—2 dextróz ekvivalens (DE) redukálóképességű, gyakorlatilag glükózmentes keményítő-hidrolizátumból. Az egyik kiviteli példában 1-dekanoi komplexképzöszer alkalmazásával 48 óra alalt. 45°C-on, 36% alfa-ciklodextrin előállítását írják le. A 3 640 847 lajstromszámú amerikai egyesült államok-beli szabadalmi leírásban (Armbruster és tsai) leírt módszerrel szintén zömében alfa-ciklodextrint tartalmazó konverzióelegyet állítanak elő, 20 DE-t meg nem haladó redukálóképességű keményítő-hidrolizátum- 2 . z ból, legalább 8 szénatomos alitas láncot tartalmazó lecsapószerek alkalmazásával, ilyenek lehetnek: alkoholok (1-oktanol, 1-nonanol. 1-dekanol, 1-undekanol, 2-undekanol, 1-dodekanol, 9-decen-1 -ol, 1-oktadekanol), aldehidek (1-dekanal, l-dodekanal), ketonok (2-dekanon), zsírsavak (1-dekánsav), éterek (dodeciléter), észterek (metil-oktanoát, metil-dekanoát, metil-dodekanoát), tioalkoholok (1-dekántiol), nitrilek (1-undekán-nitril) vagy szerves halogenidek (1-decil-klorid), vagyis végcsoportjukban ként vagy annál elektronnegatívabb atomokat tartalmazó alifás szénvegyületek. Az egyik kiviteli példa szerint 30%-os burgonyakeményítő hidrolizátumból 3 napon át, 55°C-on, 1-dekanol lecsapószer jelenlétében végzett konverzióval, a keményítő súlyára vonatkoztatva 65 tömeg% alfa-ciklodextrin képződik. Számos molekula ismert, amely oldható és oldhatatlan zárványkomplexet képez alfa-CD-vel. így például alkalmas vendégmolekulák lehetnek halogénezett benzol-származékok, benzol, difenil, ciklohexán, 4,4-dihidroxi-difeniI, terfenil, O-klór-fenol, anilin, N-metil-anilin, p-klór-anilin, etil-bromid, 1,6-dibróm-hexán, 1,4-dibróm-bután, etil-klór-acetát, propionsav, vajsav, kapronsav, dimetil-glioxim, elemi klór, -bróm, -jód-kálium-jodid, p-cimol, p-fenilén-diakrolein, hidrokinon, vinil-etil-éter, o-klór-hidrokinon, 1,4-butánditiol, 1,6-hexánditiol, bisz ( 10-merkapto-dekametilén) - éter, széndiszulfid [Chem. Bér. 90, 2561 (1957)]. A 3 541 077 lajstromszámú amerikai egyesült államok-beli szabadalmi leírásban ipari méretben is alkalmazható alfa-CD kinyerési módszert ír le Armbruster, keményítő konvert-levekből kiindulva, ahol az alfa-CD-i oldhatatlan zárványkomplexbe vivő vendegmolekulák: ciklohexán, tetraklór-etán, triklór-etilén, benzol, hexán, 1-oktanol, toluol, széndiszulfid lehetnek. E módszer gyakorlati alkalmazását megnehezíti az a tény. hogy a létrejött konverzióelegyet vagy a feldolgozási intermediert nehéz tovább tisztítani, melynek oka részben az átalakulatban keményítővel képzett hidrofób intramolekuláris adduktok keletkezése miatt fellépő rossz szűrhetőség, részben a lecsapószerek egy részének magas forrpontja, mely megnehezíti vízgőzdesztilláció útján történő eltávolításukat a rendszerből. Ismeretes, hogy a gamma-CD-vel zárványkomplexeket képeznek a következő molekulák: klórozott benzolszármazékok, benzol, cikloalkánok, cikloxehanol, naftáim, antra cén, 9,10-diklór-antracén, difenil, terfenil, anilin, N-metil-anilin, N,N-dimetil-ani!in, etil - -bromid, 8-oxi-kinolin, o-klór-fenol, jód-kálium-jodid, p-cimol, eferdin [Chem, Bér. 90, 2561 (1957)]. Keményítő konverziókban gamma-CD ipari előállítására még nem alkalmazták ezeket a vendégmolekulákat. Ismert az irodalomból egy, a japán kutatók által leírt eljárás a béta-CD gyártásakor keletkezett kristályosítási anyalúg gamma-CD tartalmá-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
