ES2202928T3 - Uso de productos quimicos activadores de oxidacion en la oxidacion de un tipo de galactosa oxidable de configuracion alcohol que contiene polimero. - Google Patents

Uso de productos quimicos activadores de oxidacion en la oxidacion de un tipo de galactosa oxidable de configuracion alcohol que contiene polimero.

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ES2202928T3 ES98964922T ES98964922T ES2202928T3 ES 2202928 T3 ES2202928 T3 ES 2202928T3 ES 98964922 T ES98964922 T ES 98964922T ES 98964922 T ES98964922 T ES 98964922T ES 2202928 T3 ES2202928 T3 ES 2202928T3
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Abstract

Un procedimiento para oxidar un tipo de galactosa oxidable, de configuración alcohol, a aldehído en un tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, que comprende disponer el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y un producto químico activador de la oxidación y ponerlos en contacto, en el que el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol se describe por las siguientes estructuras químicas: donde, R1 es un grupo alquilo de fórmula CnH2n+1, donde n es 0 a 20; z es 0 ó 1; donde R2 es un grupo de unión compuesto por un alquileno, o un alquileno aromático, o un alquilen-éter, o un alquilen-éster, o una alquilen-amida, o un dirradical de alquilen-uretano, donde dicho grupo de unión tiene un número total de carbonos de 2 a 20; donde R3 es -H, -OH, -OCH3, -OC2H5, -OC3H7, -OC4H9, -OOCR5 (donde R5 es un radical alquilo de 1 a 5 carbonos), -NH2, -NH-CO-R5; e y es 0 ó 1; y en el que el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímeros se selecciona del grupo consistente en gomas de galactomanano o sus derivados etéricos, gomas de arabinogalactano o sus derivados etéricos, otras gomas o sus derivados etéricos, hemicelulosas de galactoglucomanano o sus derivados etéricos y polisacáridos deficientes en galactosa, poliacrilamidas, poliacrilatos, poliamidas, poli(alcohol vinílico) y poli(acetato de vinilo), y en el que el producto químico activador de la oxidación se selecciona del grupo consistente en compuestos de carboxilatos orgánicos, compuestos heterocíclicos orgánicos y compuestos de amina cuaternaria.

Description

Uso de productos químicos activadores de oxidación en la oxidación de un tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
La presente invención se refiere a la oxidación de un tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, y más particularmente se refiere al uso de productos químicos activadores de tal oxidación por galactosa-oxidasa.
Descripción de la técnica anterior
En la patente de EE.UU. Nº 3.297.604 se describió por F.J. Germino el producto de la oxidación de soluciones acuosas de goma guar y otros polisacáridos que llevan galactosa, usando la enzima galactosa-oxidasa. Los productos oxidados que llevan aldehído se separan por precipitación de las soluciones acuosas usadas para las reacciones enzimáticas. Germino describió el uso de los productos oxidados en la fabricación de papel. Los productos oxidados que llevan aldehído también se describieron como adecuados para uso con polímeros poliamínicos degradados, polímeros polihidroxílicos, y proteínas.
La patente de EE.UU. Nº 5.554.745 a C.W. Chiu et al., describe: (1) la preparación de galactosa catiónica que contiene polisacáridos, y (2) la oxidación enzimática en solución acuosa con galactosa-oxidasa de la galactosa catiónica que contiene polisacáridos. Se describen los polisacáridos catiónicos oxidados para mejorar las características de resistencia del papel.
Compendio de la invención
Según la presente invención, se proporciona un procedimiento para oxidar el tipo de galactosa oxidable, de configuración alcohol, a aldehído en un tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímeros, que comprende disponer un tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y un producto químico activador de la oxidación, y ponerlos en contacto, siendo el procedimiento según se define en las reivindicaciones.
Descripción detallada de la invención
Sorprendentemente, se ha descubierto que el uso de productos químicos activadores de la oxidación, por ejemplo 1,2-bencisotiazolin-3-ona, en la oxidación por galactosa-oxidasa del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímeros, por ejemplo guar, da como resultado niveles de oxidación aumentados y el correspondiente aumento de las características de resistencia del papel, cuando el tipo de galactosa oxidada de configuración alcohol que contiene polímero se emplea en el procedimiento de fabricación de papel.
Generalmente, el producto químico activador de la oxidación es un compuesto de carboxilato orgánico, un compuesto heterocíclico orgánico, y/o un compuesto de amina cuaternaria. Preferiblemente, el compuesto de carboxilato orgánico es ácido sórbico, ácido salicílico, ácido benzoico, ácido toluico, ácido ftálico y sus correspondientes sales, el compuesto heterocíclico orgánico es 1,2-bencisotiazolin-3-ona, y/o 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, y el compuesto de amina cuaternaria es bromuro de cetil-trimetil-amonio y/o aminas cuaternarias epoxídicas. Lo más preferiblemente, el producto químico activador de la oxidación es 1,2-bencisotiazolin-3-ona.
La galactosa oxidable del tipo de configuración alcohol se describe por las siguientes estructuras químicas:
1
10
donde;
R1=un grupo alquilo de fórmula C_{n}H_{2n+1}, donde n=0-20;
z=0,1;
R2=un grupo de unión compuesto por un alquileno, o un alquileno aromático, o un alquilen-éter, o un alquilen-éster, o una alquilen-amida, o un dirradical de alquilen-uretano. Tales grupos de unión tienen un número total de carbonos de 2 a 20;
R3=-H, -OH, -OCH_{3}, -OC_{2}H_{5}, -OC_{3}H_{7}, -OC_{4}H_{9}, -OOCR5 (donde R5=radical alquilo de 1 a 5 carbonos), -NH_{2}, -NH-CO-R5;
e y=0,1.
El tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímeros se selecciona de gomas de galactomanano o sus derivados etéricos, gomas de arabinogalactano o sus derivados etéricos, otras gomas o sus derivados etéricos, hemicelulosas de galactoglucomanano o sus derivados etéricos y polímeros modificados sintética o enzimáticamente. Las gomas de galactomanano preferidas son guar, de algarrobo, tara y fenugreek. Las gomas de arabinogalactano preferidas son gomas arábiga, alerce y tragacanto. Los polímeros modificados sintética o enzimáticamente son polisacáridos deficientes en galactosa, poliacrilamidas, poliacrilatos, poliamidas, poli(alcohol vinílico), y poli(acetato de vinilo). Los más preferidos de tales polímeros son almidón y poliacrilatos. La expresión "deficiente en galactosa" como se usa en la presente solicitud significa que el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero se refiere a contenidos menores que 20% del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol, basado en el peso del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero. Otras gomas preferidas son galactano de carubin, lichenan, tamarindo y patata. El tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímeros más preferido es goma guar y sus derivados etéricos, tales como guar aniónico, catiónico, anfótero, hidroxipropílico, dihidroxipropílico, e hidroxietílico.
Los polímeros modificados sintética o enzimáticamente se pueden obtener por la unión con polímeros del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol, o por polimerización de un monómero que contiene un tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol.
El tipo de galactosa oxidada de configuración alcohol que contiene un componente polímero, de la presente invención, tiene oxidada a aldehído al menos 5% en moles del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol. Preferiblemente se ha oxidado a aldehído al menos 25% en moles, y lo más preferiblemente al menos 50% en moles, de tal alcohol. El tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene un componente polímero, usado para oxidación, puede variar en un amplio intervalo de peso molecular. Puede ser de peso molecular alto o, alternativamente, puede ser un polímero despolimerizado (viscosidad reducida). Generalmente, el límite inferior del peso molecular medio del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero puede ser 5000. El límite superior del peso molecular medio del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero puede ser 5000000. Preferiblemente, la magnitud del peso molecular según se indica por la viscosidad Brookfield a temperatura ambiente es de al menos 15 cp para una solución en agua al 2% en peso, lo más preferiblemente, al menos 100 cp para una solución en agua al 1% en peso. Preferiblemente, la viscosidad Brookfield a temperatura ambiente puede ser hasta 10.000 cp, lo más preferiblemente hasta 6.000 cp, para una solución en agua al 1% en peso. (Medidas en un viscosímetro Brookfield LVT con un adaptador para muestras pequeñas, a 25ºC, huso 31, velocidad 3 rpm).
Para uso en la presente invención, como el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero se prefiere guar. La presente solicitud en algunos casos se refiere específicamente a guar, sin embargo, la persona de ordinario experta en la técnica reconocerá que estas enseñanzas se aplican, en general, al tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero.
La galactosa-oxidasa (EC 1.1.3.9) es una oxidasa de cobre que convierte el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol en el correspondiente grupo aldehído (produciendo de este modo galactosa oxidada) por reducción del oxígeno a peróxido de hidrógeno. El cobre debe estar en el estado de oxidación correcto (Cu^{2+}) para realizar esta oxidación y el ion cobre debe ser retenido en la galactosa-oxidasa. Si la solución de galactosa-oxidasa se almacena anaeróbicamente con cualquier substrato oxidable, puede volverse inactiva. La galactosa-oxidasa se puede reactivar por oxidación del cobre con reactivos tales como ferrocianuro potásico. Otra vía para oxidar el cobre en galactosa-oxidasa es por oxidación electroquímica.
La galactosa-oxidasa se puede obtener por cualquier modo adecuado, por ejemplo por fermentación de varios hongos de tipo silvestre y clonados, pero normalmente se obtiene a partir de Fusarium spp (NRRL 2903). También se pueden obtener cultivos de la American Type Culture Collection bajo Dactylium dendroide ATCC 46032, y se fermentan con éxito bajo el procedimiento de Tressel y Kosman. Methods in Enzymology, Vol. 89 (1982), pág. 163-172. El gene para formas activas de la enzima se ha manifestado en E. coli and Aspergillus y este desarrollo puede conducir a formas de la enzima más estables y activas, así como a niveles de producción mucho mayores. El gene o formas mejoradas también se manifestarán en plantas que se pueden cosechar para dar niveles más altos de enzima, sin la amenaza de la destrucción de enzima por proteasas en un caldo de fermentación.
La enzima también se puede manifestar por otros organismos que incluyen: Gibberella fujikoroi, Fusarium graminearum, y Bettraniella porticensis.
El tratamiento de un tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero con galactosa-oxidasa y catalasa es el objeto de la solicitud compañera WO 99133879, presentada el 31 de diciembre de 1997.
Preferiblemente, la oxidación con galactosa-oxidasa de un tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero se lleva a cabo en presencia de un medio para descomponer el peróxido de hidrógeno generado durante la conversión a aldehído del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol. Preferiblemente, el medio para descomponer el peróxido de hidrógeno es catalasa.
Para descomponer el peróxido de hidrógeno formado en la reacción de oxidación también se pueden usar otros complejos y compuestos metálicos. Productos químicos que cumplen la química redox con peróxido de hidrógeno son complejos de hierro, por ejemplo con poliaminas (principalmente trietilen-tetraamina) y persulfatos.
El tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero se puede oxidar en forma sólida, en forma de suspensión o en solución. La oxidación se puede llevar a cabo enzimáticamente mediante galactosa-oxidasa. Preferiblemente, en la presente invención se usa guar neutro, catiónico, aniónico o anfótero que se ha oxidado por medio de galactosa-oxidasa y catalasa. La galactosa-oxidasa se puede aplicar a productos de guar en forma sólida, suspensión o solución: por ejemplo, a guar neutro, catiónico, aniónico o anfótero, en forma triturada, polvo, escamas y nódulos. También se pueden usar derivados de guar, tales como los que contienen grupos hidroxipropílicos.
El límite inferior del producto químico activador de la oxidación puede ser 0,1%, basado en el peso del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero. Preferiblemente, el límite inferior del producto químico activador de la oxidación es 0,5% y lo más preferiblemente 1%. El límite superior del producto químico activador de la oxidación puede ser 5%, basado en el peso del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero; preferiblemente 3% y lo más preferiblemente 2%.
Cuando el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero se pone en contacto con galactosa-oxidasa en un medio acuoso, el límite inferior del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero puede ser 0,001%, preferiblemente 0,2% y lo más preferiblemente 8%. En este caso, el límite superior del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero puede ser 50%, preferiblemente 30% y lo más preferiblemente 20%, todos basados en el peso de la composición.
Cuando un tipo de galactosa oxidable sólida de configuración alcohol que contiene polímero se pone en contacto con galactosa-oxidasa sólida, el límite inferior del tipo de galactosa oxidable del configuración alcohol puede ser 50%, basado en el peso de la composición. Preferiblemente, el límite inferior es 70% y lo más preferiblemente 85%. Cuando un tipo de galactosa oxidable sólida de configuración alcohol que contiene polímero se pone en contacto con galactosa-oxidasa sólida, el límite superior del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero puede ser 100%, basado en el peso de la composición. Preferiblemente puede ser 98% y lo más preferiblemente 95%.
Una Unidad Internacional (UI) de galactosa-oxidasa convertirá en aldehído un microequivalente del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, por minuto, a 25ºC y pH 7,0. La unidad se puede medir por ensayos emparejados donde el subproducto H_{2}O_{2} se usa por peroxidasas para oxidar precursores colorantes, dando un cromóforo. La producción del cromóforo se mide mediante absorbencia de luz a una longitud de onda adecuada para el colorante usado [o-tolidina, 425 nm; o-dianisidina, 436 nm; ácido 2,2'-azinobis(3-etilbenzo-tiazolin-6-sulfónico), sal de diamonio (ABTS), 405 nm]. Para determinar Unidades Internacionales (UI) se usa el método que usa el colorante ABTS.
El límite inferior de la galactosa-oxidasa puede ser aproximadamente 10 UI por gramo del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero. Preferiblemente el límite inferior es 25, y lo más preferiblemente 35 UI por gramo del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero. El límite superior de la galactosa-oxidasa puede ser 3.000 UI por gramo del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, preferiblemente 2.000, y lo más preferiblemente 1.000 UI por gramo del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero.
El límite inferior de catalasa puede ser aproximadamente 1, preferiblemente 50, y lo más preferiblemente 100 UI de catalasa/UI de galactosa-oxidasa. El límite superior de catalasa puede ser 10.000, preferiblemente 5.000, y lo más preferiblemente 1.000 UI de catalasa/UI de galactosa-oxidasa. Una (1) UI de catalasa convertirá en agua y oxígeno un micromol (10^{-6} moles) de peróxido de hidrógeno, por minuto, a pH 7,0 y 25ºC.
En los ejemplos, se fabricaron hojas de prueba en una Noble and Wood Sheet Machine (Noble and Wood Machine Co., Hoosick Falls, N.Y.) usando agua dura estándar con un pH controlado de 7,5. Se preparó agua dura estándar (50 ppm de alcalinidad y 100 ppm de dureza) por mezcladura de agua desionizada con CaCl_{2} y NaHCO_{3}. El control del pH se consiguió usando NaOH o H_{2}SO_{4}. Una pasta kraft blanqueada se trituró en una Canadian Standard Freeness de 455, a una consistencia de 2,5% en peso. La pasta triturada se añadió al dosificador con un nivel controlado (dependiendo del peso base final deseado) y se diluyó a 18 litros con agua dura estándar. Para un peso base de 36,3 kg/279 m^{2} (80 lb/3.000 pies^{2}), se usó una mezcla de pasta de 4.000 ml. Según se deseó, se hicieron al dosificador adiciones de productos químicos y ajustes del pH, y con una mezcladura en continuo.
Se puso un tamiz de malla 100, limpio y mojado, sobre la caja de deckle abierta, que luego se cerró. Luego, a la caja de deckle se añadió una mezcla de agua dura estándar y 920 ml de pasta del dosificador, y se rompió. Luego, se escurrió el agua de la caja, y se separó la hoja. La hoja se prensó entre fieltros con cargas de compresión ajustadas para dar un contenido de sólidos de 33-34%. Luego, la hoja y el tamiz se colocaron en un secador de tambor, que estaba ajustado a una temperatura de 109-111ºC (228-232ºF) y un tiempo de procesamiento de 50-100 segundos, dependiendo del peso base final. Los contenidos finales de humedad de la hoja fueron 3-5%. Para cada conjunto experimental se ensayaron un mínimo de cinco hojas.
Se hizo un ensayo a la tracción de las hojas de prueba según el método TAPPI T 494 om-88 ("TAPPI Test Methods". TAPPI Press, Atlanta, GA 1996).
Se midió el contenido de aldehído por valoración yodométrica o el método DNS. El ensayo yodométrico para aldehído (I_{2} + CHO \rightarrow COOH + 2I^{-}) usa la valoración con tiosulfato sódico del exceso de I_{2}. El método DNS utiliza ácido 3,5-dinitrosalicílico para oxidar el aldehído, y después una valoración colorimétrica como se describe por Ghose en Pure & Application Chem., 59, pág. 257 (1987).
Se midió la viscosidad con un viscosímetro Brookfield LVT equipado con un baño de temperatura constante (25ºC), adaptador para muestras pequeñas, huso 31 y velocidad 3 rpm.
El alcance de esta invención según se reivindica no está limitado por los siguientes ejemplos, que se dan simplemente a modo de ilustración. Todas las partes y porcentajes son en peso salvo que se indique otra cosa.
Ejemplo 1
Este ejemplo muestra el efecto sobre la oxidación de guar triturado de varios productos químicos activadores de la oxidación. Guar triturado al 0,2% en agua desionizada se oxidó por adición de 1% de varios productos químicos activadores de la oxidación, 540 UI de galactosa-oxidasa (Sigma G7400)/g de guar y 1.852 UI de catalasa (Sigma C40)/UI de galactosa-oxidasa. Las soluciones resultantes se agitaron durante 3 días a temperatura ambiente. La Tabla I muestra los productos químicos activadores de la oxidación y los resultados de la valoración yodométrica para aldehído al final de 3 días. La reacción completa teórica daría para el aldehído 2,06 meq/g. Todos los productos químicos activadores de la oxidación ayudan a la oxidación para que se obtenga un nivel más alto del contenido de aldehído.
TABLA I Oxidación de guar con un producto químico activador de la oxidación
Producto químico activador de la oxidación (1% de guar) Aldehído(meq/g)
Nada 0,80
Benzoato sódico 0,84
Ácido sórbico 0,94
Ácido salicílico 1,11
1,2-bencisotiazolin-3-ona (Proxel GXL)* 1,26
* disponible en Zeneca, Wilmington, Delaware
Ejemplo 2
Este ejemplo muestra el efecto en la oxidación de guar de niveles más altos de Proxel GXL. A una solución acuosa al 0,2% de guar neutro Supercol U en polvo se añadió 1% o 10% (basado en guar) de 1,2-bencisotiazolin-3-ona. Se añadió catalasa (Sigma C40) a 1.852 UI/UI de galactosa-oxidasa. Se añadió galactosa-oxidasa a 108 UI/g de guar.
Las soluciones se agitaron durante 2 días, después de lo cual se analizó el contenido de aldehído en las soluciones. La Tabla II muestra el % de conversión en aldehído, según se mide por el método DNS. El uso de 10% de Proxel GXL da como resultado una gran mejora en la conversión de aldehído.
TABLA II Oxidación de guar neutro Supercol U con Proxel GXL
Cantidad activa de Proxel GXL (%) Conversión en aldehído (%)
0 17,8
1 16,4
10 40,5
Ejemplo 3
Este ejemplo muestra la mejora de la resistencia del papel que se puede conseguir por el uso, en el proceso de oxidación, de un producto químico activador de la oxidación. Se usó guar neutro triturado al 0,2% en agua. Se añadió Proxel GXL, como se indica para dar un nivel de 1,2-bencisotiazolin-3-ona de 1% basado en guar. Se añadieron a las soluciones catalasa (Sigma C40) a 1.852 UI/UI de galactosa-oxidasa (Sigma G7400), y galactosa-oxidasa a 540 UI/g de guar. Durante la noche se mezclaron muestras antes de la valoración y fabricación del papel. Se fabricaron hojas de prueba en base a 36,3 kg/279 m^{2} (80 lb/3.000 pies^{2}) con pasta kraft blanqueada y un nivel de guar oxidado de 1%, basado en el peso de la pulpa seca. La Tabla III muestra los resultados del nivel de aldehído (valoración yodométrica) y resistencia a la tracción del papel seco, para guar oxidado con y sin Proxel GXL. El uso de Proxel GXL dio como resultado un nivel de oxidación mucho más alto y unas propiedades del papel grandemente mejoradas.
TABLA III Efecto del Proxel GXL sobre el nivel de aldehído y la resistencia en seco
Aditivo de la pasta Nivel de aldehído en el guar oxidado (meq/g) Resistencia del papel seco
Ninguno - 37,15
Guar neutro oxidado, sin 0,82 40,45
Proxel GXL
Guar neutro oxidado, 1% 2,09 54,96
de Proxel GXL activo

Claims (18)

1. Un procedimiento para oxidar un tipo de galactosa oxidable, de configuración alcohol, a aldehído en un tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, que comprende disponer el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y un producto químico activador de la oxidación y ponerlos en contacto, en el que el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol se describe por las siguientes estructuras químicas:
2
donde, R1 es un grupo alquilo de fórmula C_{n}H_{2n+1}, donde n es 0 a 20; z es 0 ó 1; donde R2 es un grupo de unión compuesto por un alquileno, o un alquileno aromático, o un alquilen-éter, o un alquilen-éster, o una alquilen-amida, o un dirradical de alquilen-uretano, donde dicho grupo de unión tiene un número total de carbonos de 2 a 20; donde R3 es -H, -OH, -OCH_{3}, -OC_{2}H_{5}, -OC_{3}H_{7}, -OC_{4}H_{9}, -OOCR5 (donde R5 es un radical alquilo de 1 a 5 carbonos), -NH_{2}, -NH-CO-R5; e y es 0 ó 1; y en el que el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímeros se selecciona del grupo consistente en gomas de galactomanano o sus derivados etéricos, gomas de arabinogalactano o sus derivados etéricos, otras gomas o sus derivados etéricos, hemicelulosas de galactoglucomanano o sus derivados etéricos y polisacáridos deficientes en galactosa, poliacrilamidas, poliacrilatos, poliamidas, poli(alcohol vinílico) y poli(acetato de vinilo), y en el que el producto químico activador de la oxidación se selecciona del grupo consistente en compuestos de carboxilatos orgánicos, compuestos heterocíclicos orgánicos y compuestos de amina cuaternaria.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el límite inferior del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero es 0,001%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímeros, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; el límite inferior de galactosa-oxidasa es 10 UI/g del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímeros, y el límite inferior del producto químico activador de la oxidación es 0,1%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímeros, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el límite superior del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero es 99%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; el límite superior de galactosa-oxidasa es 3.000 UI/g del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, y el límite superior del producto químico activador de la oxidación es 5%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende añadir un medio que pueda descomponer peróxido de hidrógeno, en el que la oxidación del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol a aldehído en un tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero se lleva a cabo en presencia del medio que puede descomponer peróxido de hidrógeno.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el medio para descomponer peróxido de hidrógeno se selecciona del grupo consistente en catalasa, complejos de hierro y persulfatos.
6. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el medio para descomponer peróxido de hidrógeno es catalasa en una cantidad de al menos 1 UI de catalasa por unidad de galactosa-oxidasa.
7. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el medio para descomponer peróxido de hidrógeno es catalasa en una cantidad de hasta 10.000 UI de catalasa por unidad de galactosa-oxidasa.
8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero se selecciona del grupo consistente en gomas de galactomanano o sus derivados etéricos, gomas de arabinogalactano o sus derivados etéricos, otras gomas o sus derivados etéricos, hemicelulosas de galactoglucomanano o sus derivados etéricos, y polímero modificado sintética o enzimáticamente; el límite inferior del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero es aproximadamente 0,001%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; el límite inferior de galactosa-oxidasa es 10 UI/g del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, y el límite inferior del producto químico activador de la oxidación es 0,1%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; el límite superior del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero es 99%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación, el límite superior de galactosa-oxidasa es 3.000 UI/g del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, y el límite superior del producto químico activador de la oxidación es 5%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; se añade un medio para descomponer peróxido de hidrógeno, y el medio para descomponer peróxido de hidrógeno es catalasa en una cantidad de al menos 1 UI por UI de galactosa-oxidasa, hasta 10.000 UI por unidad de galactosa-oxidasa.
9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el compuesto de carboxilato orgánico se selecciona del grupo consistente en ácido sórbico, ácido salicílico, ácido benzoico, ácido toluico, ácido ftálico y sus correspondientes sales; el compuesto heterocíclico orgánico se selecciona del grupo consistente en 1,2-bencisotiazolin-3-ona y 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, y el compuesto de amina cuaternaria se selecciona del grupo consistente en bromuro de cetil-trimetil-amonio y aminas cuaternarias epoxídicas.
10. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que la goma de galactomanano se selecciona del grupo consistente en goma guar, de algarrobo, tara y fenugreek o sus derivados etéricos; la goma de arabinogalactano se selecciona del grupo consistente en goma arábiga, alerce y tragacanto o sus derivados etéricos; la otra goma se selecciona del grupo consistente en goma galactano de carubin, lichenan y patata o sus derivados etéricos; y el polímero modificado sintética o enzimáticamente se selecciona del grupo consistente en polisacáridos deficientes en galactosa, poliacrilatos, poliacrilamidas, poli(alcohol vinílico) y poli(acetato de vinilo).
11. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el límite inferior del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero es 0,2%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; el límite inferior de galactosa-oxidasa es 25 UI/g del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero; el límite inferior del producto químico activador de la oxidación es 0,5%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; y el límite inferior de catalasa es 50 UI por unidad de galactosa-oxidasa.
12. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el límite superior del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero es 98%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; el límite superior de galactosa-oxidasa es 2.000 UI/g del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero; el límite superior del producto químico activador de la oxidación es 3%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; y el límite superior de catalasa es 5.000 UI por unidad de galactosa-oxidasa.
13. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el producto químico activador de la oxidación es 1,2-bencisotiazolin-3-ona.
14. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero se selecciona del grupo consistente en goma guar y sus derivados etéricos.
15. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el límite inferior del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero es 8%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; el límite inferior de galactosa-oxidasa es 35 UI/g del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero; el límite inferior del producto químico activador de la oxidación es 1%, basado en el peso total de guar, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; y el límite inferior de catalasa es 100 UI por unidad de galactosa-oxidasa.
16. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el límite superior del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero es 95%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; el límite superior de galactosa-oxidasa es 1.000 UI/g del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero; el límite superior del producto químico activador de la oxidación es 2%, basado en el peso total del tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero, galactosa-oxidasa y producto químico activador de la oxidación; y el límite superior de catalasa es 1.000 UI por unidad de galactosa-oxidasa.
17. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero está en estado sólido.
18. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el tipo de galactosa oxidable de configuración alcohol que contiene polímero está en solución.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6179962B1 (en) 1997-12-31 2001-01-30 Hercules Incorporated Paper having improved strength characteristics and process for making same
US6498026B2 (en) 2000-02-25 2002-12-24 Hercules Incorporated Variant galactose oxidase, nucleic acid encoding same, and methods of using same
KR20030020955A (ko) * 2000-08-03 2003-03-10 허큘레스 인코포레이티드 화학적으로 또는 효소적으로 개질된 다당류 제조 방법 및이에 의해 제조된 생성물
US7138035B2 (en) 2001-05-08 2006-11-21 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Process for the selective modification of carbohydrates by peroxidase catalyzed oxidation
WO2002100902A1 (en) * 2001-06-11 2002-12-19 Rhodia, Inc Galactomannan compositions and methods for making and using same
CN101495595B (zh) * 2006-05-19 2016-02-10 赫尔克里士公司 用于油田维修液的氧化瓜尔胶
US8361935B2 (en) * 2008-08-29 2013-01-29 Schlumberger Technology Corporation Metal free crosslinking of galactomannan
US8517095B2 (en) * 2010-08-09 2013-08-27 Baker Hughes Incorporated Method of using hexose oxidases to create hydrogen peroxide in aqueous well treatment fluids

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3297604A (en) * 1963-10-28 1967-01-10 American Mach & Foundry Oxidized galactose containing reaction products
US4663448A (en) * 1985-10-23 1987-05-05 National Starch And Chemical Corporation Aldehyde-containing heterpolysaccharides, a process for their preparation, and the use thereof
US5554745A (en) * 1992-05-14 1996-09-10 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Aldehyde cationic derivatives of galactose containing polysaccharides used as paper strength additives

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