BE592674A - - Google Patents

Description

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    "PROCEDE   POUR LA PREPARATION DE L-LYSINE OU DE SELS DE CE   COMPOSE   ".- 
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L'invention concerne la préparation de L-Lysine ou de sels de ce composé par hydrolyse de L- c( - amino-caprolac- tame. 



   Il est connu que le L- o(- amino ¼ -caprolactame peut, par hydrolyse avec de l'acide chlorhydrique, être conver- ti quantitativement en un composé de L-lysine (voir: Helv. 



  Chim. Acta, XLI   (1958),   page 186, dernier alinéa). A cet effet, on fait bouillir une partie en poids d'hydrochlorure de L- Ó-   amino -   caprolactame pendant deux heures avec une quantité vingtuple d'acide chlorhydrique 6N, dans un vase muni d'un refroidisseur à reflux. Ensuite, la solution est concentrée par évaporation. Au résidu on ajoute une quantité d'eau qui en est évacuée par distillation. En répétant quelques fois ce traitement on peut expulser l'excès d'acide chlorhydrique de sorte que le dihydrochlorure de L-lysine reste enfin dans le récipient de réaction. 



   Ce procédé présente les désavantages suivants. 



  Premièrement l'emploi d'une solution concentrée d'acide chlor- hydrique pose des conditions spéciales d'appareillage, par suite des propriétés corrosives de cet acide, deuxièmement, la suppression du grand excès d'acide chlorhydrique de la so- lution est très compliqué et troisièmement le dihydrochlorure de lysine obtenu de cette manière convient moins pour la fa- brication d'aliments à cause de sa teneur élevée en chlore de sorte qu'à cette fin il doit d'abord être converti en mono- hydrochlorure. 



   Or, on a cherché un procédé qui ne présente pas les désavantages susdits. Des essais visant à hydroliser le L-Ó amino t-caprolactame à l'aide de bases faibles tels que ammo- niaque et hydroxyde de calcium ,ont donné des résultats déce- vanta. Pendant l'hydrolyse avec l'ammoniaque il s'est formé 

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 des sous-produits tandis que dana le cas   d'hydroxyde   de cal- cium ou d'oxyde de calcium il s'est produit une racémisation. 



  Si on utilise une base forte, on devrait encore plus   s'atten-   dre à.cela. Ce fait est appuyé   par.'un   passage de   "Encyclope-   dia of chemical Technology", volume 11, page 216, selon lequel l'hydrolyse à l'aide de bases fortes telles que hydroxyde de sodium et hydroxyde de barium, ne convient pas pour la prépa- ration d'amino acides à partir de protéines parce que quelques- uns des amino acides formés se décomposent entièrement et d'autre partiellement dans ces conditions et que tous sont soumis à une racémisation. Donc, il est probable que ces phé- nomènes se produisent aussi quand on veut préparer l'amino acide lysine en hydrolieant le L- Ó -amino t-caprolactame à l'aide d'une base forte. 



   Or, on a fait la constation surprenante que la L- lysine, ou des sels de ce composé, peut être préparé avec un rendement pratiquement quantitatif par l'hydrolyse de   L- c(   amino ¼ -caprolactame quand le L- c(- amino   é-caprolactame   en solution aqueuse est traité avec une base forte. 



   Pour la réalisation du procédé selon l'invention   @   on préfère utiliser les bases fortes qui, l'hydrolise terminée, sont faciles à séparer de la lysine. En outre, il importe qu'elles ne soient pas toxiques parce que la L-lysine est généralement utilisée comme additif à des aliments pour les homes et les animaux afin d'en augmenter la valeur nutritive. 



  Des bases de ce type sont par exemple, l'hydroxyde de potas- sium et de préférence de sodium, 
On peut effectuer l'hydrolise à la pression atmos- phérique. La température peut dans ce cas varier de la tempé- rature ambiante jusqu'à la température d'ébullition du mélange réactionnel. - 
En surpression on peut appliquer des températures encore plus élevées, mais cela ne présente pas d'avantages. 

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  De cette manière, on augmente d'ailleurs le risque de racémisa- tion et de formation de sous-produits. 



   La vitesse de réaction augmente avec la température. 



  Pour terminer l'hydrolyse en peu de temps on la réalise de pré-   férence   à des températures entre 80 C et la température d'ébul- lition du mélange réactionnel. 



   Un mode de réalisation du procédé selon la présente invention, particulièrement approprié à l'application technique, consiste à effectuer l'hydrolyse en grande partie à basse tem- pérature et à la terminer ensuite à température plus élevée. 



  De préférence, on hydrolyse au moins 80% du L- Ó - amino ¼ -capro- lactame à une température inférieure à 45 C et on termine en- suite l'hydrolyse à une température entre 80 C et la température d'ébullition du mélange réactionnel. 



   La vitesse d'hydrolyse augmente avec la quantité de base utilisée. Aussi est-il recommandé d'utiliser un excès de base. Toutefois, cet excès ne doit pas être trop élevé, une quantité de 1-1, 5 mol par mol de L- Ó -¼amino -caprolactame donnant déjà des résultats favorables. 



   A la fin de la réaction, on a obtenu une solution aqueuse de lysinat de la base, solution dans laquelle l'excès de base éventuellement utilisé se trouve à l'état libre. La base libre peut être enlevée de manière simple de la solution en faisant passer cette solution sur un échangeur de cations. Le lysinat est en même temps converti en lysine. Ceci a de l'impor- tance, particulièrement dans le cas   où   le lysinat est hygrosco- pique, tel qu'il se présente par exemple dans le cas du lysinat de sodium. 



   Etant donné que la lysine est également hygroscopique on peut ajouter à la solution aqueuse de lysine évacuée de l'é- changeur de cations, un acide convenable ou une base convenable pour convertir la lysine en un composé   non-hygroscopique.   A cet effet, on peut par   exemple   utiliser de l'Acide chlorhydrique ou 

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 de l'hydroxyde de calcium. Le monohyàmchlorure de Lysine, respectivement le lysinat de calcium, ainsi formé peut être isolé par évaporation de la solution. 



   On peut également   Isoler   la lysine de manière appro- priée, du mélange réactionnel sous la forme de monohydrochlorure ; 
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 en ajoutant au mélange la quantité nécessaire d'acide chlorhydri- j que et en séparant ensuite le monohydrochlorure de lysine du chlorure de sodium par cristallisation fractionnée. 



   Exemple 1 
A une solution de 64 g de L- Ó -¼amino -caprolactame dans 40 g d'eau on ajoute 22g (10% d'excès d'hydroxyde de sodium, puis le mélange est chauffé, en l'agitant fortement, jusqu'à son point   d'éballition   (¯   100 C).   Le système qui se compose à l'origine de deux couches devient homogène au bout de quelques minutes. 



   Au bout de 4 minutes on constate déjà que 90% de   ltamino-caprolactame   ont été hydrolysés; au bout de 30 minutes l'hydrolyse est pratiquement terminée et l'amino-caprolactame est converti à 100% en L-lysinat de sodium. 



   On fait ensuite passer la solution sur un édhangeur de cations, mis en vente sous le nom de "Dowex 50", se compo- sant de polymère de styrène sulfoné, lequel échangeur de cations se trouve sous la forme de H+. Quand la solution a passé l'à- changeur d'ions, on y ajoute 1 mol de HC1 par mol de lysine. 



  En concentrant la solution par vaporisation on obtient du mono- entièrement 
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 chlorure de L-lysine qui se conpose '1qdààtÎÉrie L. 



   Exemple 2 On ajoute à une solution de   1280   g (10 mol) de 
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 Jjno aprolactame dana 5100g dsau, 600g (15)nol) dhydroaqrde L- 4Ercaprolactame dans 5100g d'wau, 600g (13)wl) d'hydroxyde de sodium. On chauffe WMHiK 1< mélange jufflira 0C et on le 

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   @   maintient pendant   24 heures   1 cette température. A la fin de cette période, 98% du L- Ó- amino ¼ -caprolactame sont hydrolisés. 



  Ensuite, on chauffe encore pendant une heure à la température d'ébullition (+ 100 ). A la fin de cette période, l'hydrolyse est complètement terminée et l'aminocaprolactame est converti quasi-entièrement en L-lysinat de sodium. 



   Enfin, on ajoute une solution concentrée d'acide chlorhydrique, contenant au total 912 g (25 mol) de chlorure d'hydrogène, au mélange réactionnel et on en sépare le monohy- drochlorure de L-lysine par cristallisation fractionnée. 



   REVENDICATIONS. 



   1.- Procédé pour la préparation de L-lysine ou de sels de ce composé par hydrolyse de L-  -amino   é-caprolactame,   caractérisé en ce que le L- Ó amino t-caprolactame en solution aqueuse est traité avec une base forte.

Claims (1)

1. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le L- Ó -amino {-caprolactame est traité avec de l'hydroxyde de sodium.

   3. - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce qu'on termine l'hydrolyse à une température comprise entre 80 C et la température d'ébullition du mélange réactionnel.

   4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on hydrolyse au moins 80% du L- Ó-amino -caprolactame à t une température inférieure à 45 C et en ce qu'on termine ensuite l'hydrolyse à une température comprise entre 80 C et la tempé- rature d'ébullition du mélange réactionnel.

   5. - Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mélange de réaction est conduit sur un échan- @ geur de cations, lorsque l'hydrolyse est achevée.

   6. - Procédé pour la préparation de L-lysine ou de sels de ce composé tel que décrit dans les exemple. ci-dessus. <Desc/Clms Page number 7>

   7.- Procédé pour la préparation de L-lysine ou de sois de ce composé tel que décrit ci-dessus.

   8.- L-lysine ou sels de ce composé obtenus selon le procédé suivant l'une des revendications 1 jusque 7 incluse.