CH377368A

CH377368A - Verfahren zur Reinigung von 1(+)-Lysin

Info

Publication number: CH377368A
Application number: CH394160A
Authority: CH
Inventors: Buck-Hansen Gisela
Original assignee: Inventa Ag
Priority date: 1960-04-07
Filing date: 1960-04-07
Publication date: 1964-05-15
Also published as: GB963265A; BE602174A

Description

Verfahren zur Reinigung von 1 (+)-Lysin
Bei der Synthese von Lysin wird ein Racemat erhalten, das heisst ein Produkt, das zu gleichen Teilen aus den biologisch aktiven I (+)-Isomeren und den biologisch inaktiven d (-)-Isomeren besteht.

Die beiden stereoisomeren Formen können durch fraktionierte Kristallisation ihrer Glutamate getrennt werden. Aus den Glutamaten erhält man, z. B. durch Behandlung mit Ionenaustauschern, die freien Aminosäuren, das heisst 1 (+)- und d (-)-Lysin. Die 1 (+)- Form wird in wässriger Lösung mit der äquimolaren Menge Salzsäure versetzt. Aus der Lösung kann dann durch Eindampfen 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid gewonnen werden, welches, genügend Reinheit vorausgesetzt, als solches in den Handel gelangt.

Erfahrungsgemäss besitzt nun das erhaltene 1 (+) Lysin-monohydrochlorid nicht immer die für den Verkauf notwendige Reinheit von über 99 /o, das heisst, es enthält wechselnde Mengen von d, l-Lysin- monohydrochlorid. Da dieser Nachteil hauptsächlich auf die ungenügende Reinheit des als Zwischenstufe erhaltenen 1 (+)-Lysinglutamates zuruckzuführen ist, wurde vorgeschlagen, dieses Glutamat umzukristallisieren. Dieses Verfahren erfordert aber einen erheblichen Aufwand an Zeit und Lösungsmitteln und ist somit mit einem wirtschaftlichen Nachteil verbunden.

Nach einem andern Vorschlag soll das bei der Kri stallisation von unreinem 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid-dihydrat und dl-Lysin-monohydrochlorid bestehende Kristallgemisch mechanisch getrennt werden können, z. B. durch Sieben, weil 1 (+)-Lysinmonohydrochlorid als Dihydrat grosse Kristalle bildet, dl-Lysin-monohydrochlorid hingegen ohne Kristallwasser sehr feinkörnig ausfällt. Dieses Verfahren ist mit verschiedenen technischen Nachteilen verbunden. So bildet 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid-dihydrat natürlich auch kleine Kristalle, die bei der Trennungsoperation nicht zurückgehalten werden. Ausserdem können die grossen Kristalle bei mechanischer Behandlung brechen, und schliesslich gibt das Dihydrat an der Luft sein Kristallwasser langsam ab, wobei die Kristalle verwittern.

Diese Nachteile werden durch das Reinigungsbzw. Kristallisationsverfahren gemäss der vorliegenden Erfindung behoben. Es wurde nämlich gefunden, dass l (+)-Lysin-monohydrochlorid mit einer optischen Reinheit von über 99 /o gewonnen werden kann, wenn eine nicht gesättigte, wässrige Lösung von 1 (+)- und dl-Lysin-monohydrochlorid, deren Gehalt an 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid einer optischen Reinheit von 80-99 entspricht, auf die Sättigungs- konzentration von 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid für eine unter der Eindampftemperatur liegende Sättigungstemperatur eingedampft,

die Lösung anschliessend auf die Sättigungstemperatur abgekühlt und während des Abkühlens mit dl-Lysin-monohydrochlorid geimpft wird, wonach das bei der Sätti- yngstemperatur ausgeschiedene, wenig 1 (+)-Lysinmonohydrochlorid enthaltende dl-Lysin-monohydrochlorid von der Mutterlauge abfiltriert und aus dieser auf bekannte Art und Weise 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid erhalten werden kann.

Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf der iiberraschenden Entdeckung, dass dl-Lysin-monohydrochlorid, das für sich allein in Wasser leicht löslich ist, in einer gesättigten wässrigen Lösung von 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid praktisch ungelöst bleibt. Löslichkeitsversuche ergaben, dass das 3-Stoff System 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid, dl-Lysinmonohydrochlorid und Wasser bei 20 0, 05 C eine Lösung mit 38, 1 Gew."/o l (+)-Lysin-mono- hydrochlorid der optischen Reinheit 99, 20/o bildet.

Daraus ergibt sich eine Möglichkeit zur Herstellung von sehr reinem, in diesem besonderen Fall 99, 2 bzw. 100 /oigem l (+)-Lysin-monohydrochlorid
Es ist hingegen zweckmässiger, die Mutterlauge auf etwa die Hälfte ihres Vdlumens einzuengen, wobei 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid in grossen, glasklaren Kristallen, die eine optische Reinheit von 100 /o besitzen, auskristallisiert. Das in der L¯sung noch vorhandene dl-Lysin-monohydrochlorid fällt dabei infolge I ? bersättigung nicht aus.

Ferner hat es sich, vor allem wenn der Gehalt der L¯sung an 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid einer optischen Reinheit von mehr als 950/o entspricht, als zweckmässig erwiesen, beim Animpfen der Lösung von der bisher üblichen Praxis, einfach eine beliebige geringe Menge Impfkristalle zuzugeben, ab- zuweichen und mit grösseren Mengen Impfkristallen zu impfen, das heisst mit 1-10 Gew.% (bezogen auf gelöste Lysin-monohydrochloride).

Beispiel 1
402 g 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid mit einer optischen Reinheit von 92, 4% werden in Wasser gelöst, die L¯sung mit Aktivkohle entfärbt und filtriert. Die L¯sung wird am Vakuum bei einer Temperatur von 40-500 C auf ein Gewicht von 912 g, das heisst auf einen Lysin-monohydrochloridgehalt von insgesamt 44, 1 Gew.% eingeengt. Das vorhandene Wasser entspricht dann der Menge, die nötig ist, um mit dem vorhandenen 1 (+)-Lysin- monohydrochlorid eine bei 20 C gesättigte Lösung von 40, 04 Gew."/o zu bilden. Man lässt unter Rühren langsam erkalten, impft bei 30 C mit etwa 0, 5 g dl-Lysin-monohydrochlorid an und filtriert, sobald die L¯sung eine Temperatur von 20 C erreicht hat.

Das ausgefallene Lysin-monohydrochlorid hat eine optische Reinheit von 56, 0 /o.

Die Mutterlauge wird unter Temperaturerhöhung ungefähr auf das halbe Volumen eingeengt, wonach beim Erkalten 1 (+)-Lysin-monohydrochloriddihydrat auskristallisiert. Das Gewicht nach dem Trocknen beträgt 203 g, die optische Reinheit 100%.

Beispiel 2
Die Mutterlauge einer nach Beispiel 1 durchgeführten Kristallisation, enthaltend 122 g 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid, wird mit 300 g 1 (+)-Lysinmonohydrochlorid der optischen Reinheit 89, 8% versetzt und mit Wasser verdünnt. Man engt die mit Aktivkohle gereinigte L¯sung auf 963 g, das heisst auf einen Lysin-monohydrochloridgehalt von insgesamt 43, 8%, ein. Die unter Rühren langsam erkaltende L¯sung wird bei 30 C mit dl-Lysin-monohydrochlorid angeimpft und filtriert, nachdem sie eine Temperatur von 20 C erreicht hat. Das ausgefallene Lysin-monohydrochlorid hat eine optische Reinheit von 55, 2 /o.

Die Mutterlauge wird auf etwa die Hälfte eingeengt und 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid-dihydrat auskristallisiert und getrocknet. Es werden 251 g wasserfreies Produkt mit einer optischen Reinheit von 1000/o erhalten.

Beispiel 3
300 g Lysin-monohydrochlorid mit einem 1 (+) Lysin-monohydrochloridgehalt von 95 Gew.% werden in Wasser gelöst und auf ein Gewicht von 705 g, das heisst auf einen Lysin-monohydrochloridgehalt von 42, 5 Gew. /o, eingedampft. Man lÏ¯t die L¯sung unter Rühren erkalten, impft bei 30 C mit 12 g dl-Lysin-monohydrochlorid an und kühlt unter ständigem Rühren langsam bis auf 20 C ab. Das auskristallisierte Lysin-monohydrochlorid wird abfiltriert, die L¯sung auf ungefähr das halbe Volumen eingeengt und I (+)-Lysin-monohydrochlorid auskristallisiert. Das Gewicht nach dem Trocknen beträgt 180 g, die optische Reinheit 100 /o.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Gewinnung von 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid einer optischen Reinheit von über 99 /o, dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht gesättigte wässrige L¯sung von 1 (+)- und dl-Lysin-monohydrochlorid, deren Gehalt an 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid einer optischen Reinheit von 80-99"/ & entspricht, auf die Sättigungskonzentration von 1 (+) Lysin-monohydrochlorid für eine unter der Eindampfungstemperatur liegenden Sättigungstemperatur eingedampft, die Lösung anschliessend auf die Sättigungstemperatur abgekühlt und während des Abkühlens mit dl-Lysin-monohydrochlorid geimpft wird, wonach das bei der Sättigungstemperatur ausgeschiedene, wenig 1 (+)

-Lysin-monohydrochlorid enthaltende dl-Lysin-monohydrochlorid abfiltriert und aus der Mutterlauge 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid erhalten wird.

UNTERANSPRUCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht gesättigte wässrige Lösung von @-und dl-Lysin-monohydrochlorid bei einer Temperatur von über 30 C auf die Sättigungs- konzentration von 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid bei 20 C eingedampft, die L¯sung auf 30 C abgekühlt, bei dieser Temperatur mit dl-Lysin-monohydrochlorid geimpft, weiter abgekühlt und bei 20 C das ausgeschiedene, wenig 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid enthaltende dl-Lysin-monohydrochlorid von der Mutterlauge abfiltriert wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eingedampfte L¯sung mit 1-10 Gew. µ/o dl-Lysin-monohydrochlorid (bezogen auf total gelöstes Lysin-monohydrochlorid) angeimpft wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Mutterlauge 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid durch Zerstäubungstrocknung erhalten wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspriichen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Mutterlauge 1 (+)-Lysin-monohydrochlorid turch Eindampfen und Kristallisieren gewonnen vird.