Marzena Bach

1

Surowce węglowodanowe

W przemysłowej syntezie organicznej, postrzegane jako

związki

o :

-

nieograniczonej dostępności,

-

różnorodnej strukturze chemicznej (możliwość syntez

nowych

związków o nieoczekiwanych właściwościach i

zastosowaniach),

-

zawierające tlen w cząsteczkach – przetwarzanie

skoncentrowane na metodach obejmujących reakcje grup
hydroksylowych, hemiacetalowych i karbonylowych,

-

mniej energochłonne procesy przemysłowe

(łagodniejsze

warunki prowadzenia z powodu ograniczonej stabilności
termicznej).

2

Surowce węglowodanowe

Opracowywanie i wdrażanie nowych metod

w

praktyce przemysłowej opiera się na:

-

syntezie chemicznej angażującej grupy

hydroksylowe i karbonylowe cukrów ,

-

procesach stosujących enzymy i

mikroorganizmy modyfikowane genetycznie,

-

wydajnych metodach przerobu biomasy

odpadowej.

3

Przetwarzanie cukrów

Do procesów chemicznych

obejmujących

chemiczne przetwórstwo cukrów

zaliczamy

reakcje :

-

glikozydacji,

-

grupy karbonylowej z aminami,

-

utleniania.

4

Glikozydacja

Surowcem stosowanym w glikozydacji jest
sacharoza (130 mln t/r.), w Polsce, w

1999r.

2,03mln ton.
Ma ona szerokie zastosowanie w

procesach:

-

fermentacji alkoholowej,

-

otrzymywaniu kwasów tłuszczowych
i emulgatorów.

5

Glikozydacja

-

reakcja grupy hydroksylowej związanej z

hemiacetalowym atomem węgla C1

pierścienia

pirazonowego lub furanozowego z grupą
wodorotlenową alkoholi lub fenoli,
- produktami są glikozydy będące acetalami,
- metoda syntezy produktów naturalnych
(alkiloglikozyzy – glikoproteiny – glikopizydy)
opracowana przez E. Fischera.

6

Glikozydacja

7

Glikozydacja

- reakcja nieselektywna, katalizowana
kwasami, której produkt jest

wieloskładnikową

mieszaniną zawierajacą α- i β-anomery,
oligomery z wiązaniem 1,4- i 1,6-
glikozydowym, izomery pierścieniowe
furanozowe i piranozowe,
- produkty o średnim stopniu

polimeryzacji.

8

Glikozydacja

Produkty:

Alkilopoliglikozydy – niejonowe związki
powierzchniowo czynne (pochodne
C12/C14), rozpuszczalne w wodzie –
środki czystości i środki do pielęgnacji
ciała; emulgatory w formulacjach
kosmetycznych (zawierające od C16
wzwyż w łańcuchu węglowodorowym,
słabo rozpuszczalne w wodzie).

9

Reakcje grupy
karbonylowej z aminami

Stosowanie cukrów redukujących do

syntez

związków użytecznych poprzez reakcję

grupy

karbonylowej z aminami.

Reakcje:

-

syntez N-acetylo-N-alkiloglukozyamin

i N-propionylo-N-alkilolaktozyamin.

10

Reakcja redukcyjnego aminowania
cukrów redukujących

-

z cukru i aminy

tworzy się imina,

którą poddaje się w

1-stopniowym

uwodornieniu do

odpowiednich
N-alkilo-1-amino-1-

deoksyalditoli (6),

-

reakcja prowadzona

z użyciem alkiloamin
C1-C4 (najczęściej

metyloaminy),

-

na iminę działa się H

w obecności Ni lub Pd

osadzonego na C

aktywnym,

-

firma Rhône-

Poulenc.

11

Reakcja syntezy N-acetylo-N-
alkiloglukozyamin (8) N-
propionylo-N-
alkiloaktozyloamin (14)

12

a) reakcja syntezy N-alkanoilo-N-
metyloglukoaminy
b) reakcja syntezy N-alkanoilo-N-
metylolaktitoloaminy

13

Reakcje grupy
karbonylowej z aminami

- użycie grupy karbonylowej jako centrum
reakcyjnego w cukrach redukujących ,
- reakcje przebiegają na atomie węgla C1, są
selektywne i nie wymagają blokowania grup
hydroksylowych,

-

reakcja redukcyjnego aminowania nie

powoduje depolimeryzacji di- i
oligosacharydów ani rozerwania pierścienia
piranozowego.

14

Reakcje utleniania

-

elektrochemiczne utlenianie cukrów

redukujących do kwasów aldonowych jest
metodą o dużej wydajności i czystości, jednak
mało ekonomiczną w realizacji technicznej,

-

w skali przemysłowej stosuje się

enzymatyczne utlenianie niektórych cukrów w
obecności mikroorganizmów (Aspergillus niger
lub Gluconobacter suboxydans), np. sorbit do
sorbozy (2-ketoglucitol).

15

Heterogeniczne utlenianie
cukrów

16

Reakcje utleniania

-

utlenianie aldoz, ketoz i 2-deoksyladoz

nadtlenkiem wodoru bez udziału katalizatora

w

r-rze zasadowym i temp. OC prowadzi do
cukrów o łańcuchu krótszym o 1 atom C i kw.
mrówkowego,

-

stosuje się także aktywatory nadtlenku

diwodoru w niniejszych reakcjach,
- O3 nie znalazł zastosowania.

17

Dziękuję za uwagę

18