DE1111205B - Verfahren zur Gewinnung freier basischer Aminosaeuren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

V18506 IVb/12 q

ANMELDETAG: 26. A P R I L 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER

AUSLEGESCHRIET: 20. JULI 1961

Die freien basischen Aminosäuren gewinnt man üblicherweise aus ihren Hydrochloriden, und zwar durch Umsetzung mit Silbersalzen oder mittels Anionenaustauschern. Hierzu muß das Hydrochlorid zuvor isoliert und gereinigt werden, um es von dem Überschuß der zu seiner Herstellung verwendeten Salzsäure und von allen anderen Begleitstoffen zu befreien; diese Vorreinigung des Hydrochlorids und die in der Regel auch noch notwendige Nachreinigung der freien Aminosäure haben hohe Substanzverluste zur Folge. Die Entfernung der Chlorionen durch Silbersalze, gewöhnlich durch Silberoxyd oder Silbercarbonat, ist kostspielig und dauert, wenn sie quantitativ sein soll, sehr lange; außerdem müssen wegen der teilweisen Löslichkeit der Silbersalze die in Lösung befindlichen Silberionen mit Schwefelwasserstoff entfernt werden. Verwendet man Anionenaustauscher zur Entfernung der Chlorionen, so ist der Zeitaufwand noch viel größer, vor allem wegen der großen Mengen Flüssigkeit (Lösung und Waschwasser), die durch den Austauscher geschickt und dann zur Gewinnung der freien Aminosäure eingedampft werden müssen. Beide Verfahren sind unwirtschaftlich und für eine Produktion im industriellen Maßstabe wenig geeignet.

Im Falle des Arginins geht man gewöhnlich einen anderen Weg, der vom Benzylidenderivat über das Sulfat zu der mittels Bariumhydroxyd von den Sulfationen wieder befreiten Substanz führt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß man immer erst den Sulfatgehalt der schwefelsauren Lösung analytisch ermitteln und dann die entsprechende Menge Bariumhydroxyd zusetzen muß, wenn man nicht erhebliche Verunreinigungen des freien Arginins durch Sulfatbzw. Bariumionen in Kauf nehmen will. Erfahrungsgemäß tritt der Fall einer restlosen Bindung aller anwesenden Sulfat- und Bariumionen und ihre Entfernung als Bariumsulfat praktisch jedoch nie ein, teils wegen unvermeidbarer Fehler bei der Ermittlung des Sulfatgehalts, teils wegen der Schwankungen im Kristallwassergehalt des Bariumhydroxyds. Das Verfahren ist daher umständlich, langwierig und verursacht anschließende schwierige und verlustreiche Reinigungsprozeduren.

Überraschend wurde nun gefunden, daß man ganz allgemein freie basische Aminosäuren relativ einfach und wirtschaftlich gewinnen kann, wenn man, wie bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung freien Arginins, nicht vom Hydrochlorid, sondern von der schwefelsauren Lösung der betreffenden basischen Aminosäure ausgeht, diese selbst aber auf dem Wege über ihr Carbonat isoliert. Fügt man einer Verfahren zur Gewinnung
freier basischer Aminosäuren

Anmelder:

VEB Berlin-Chemie,

Berlin-Adlershof, Glienicker Weg 181

DipL-Chem. Dr. Hans Geipel, Berlin-Adlershof,
und Rolf Kunert, Berlin-Treptow,
sind als Erfinder genannt worden

schwefelsauren, eine basische Aminosäure enthaltenden Lösung im Überschuß Bariumcarbonat hinzu, so bilden sich Bariumsulfat und das lösliche Carbonat der betreffenden Aminosäure; der gleiche Effekt läßt sich erzielen, wenn man an Stelle von Bariumcarbonat nacheinander im Überschuß Bariumhydroxyd und Ammoniumcarbonat zusetzt. Aus der nach der Abtrennung des ausgefallenen Gemischs von Bariumsulfat und überschüssigem Bariumcarbonat verbleibenden, nur noch das Aminosäurecarbonat enthaltenden wäßrigen Lösung kann man nun, was keineswegs zu erwarten war, durch bloßes Erhitzen die gesamte Kohlensäure abspalten und austreiben; bei Verwendung von Ammoniumcarbonat wird hierbei gleichzeitig dessen in Lösung verbliebener Überschuß zersetzt. Durch Eindampfen der Lösung erhält man dann die freie basische Aminosäure rein und, gemessen am Aminosäuregehalt der Ausgangslösung, in praktisch quantitativer Ausbeute. Wird unter vermindertem Druck eingedampft, so muß durch Ausschluß der Luft-Kohlensäure eine erneute Carbonatbildung verhindert werden, während unter den Bedingungen des- normalen, offenen Eindampfens eine solche Gefahr nicht besteht.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß man direkt von einer schwefelsauren Lösung ausgehen kann, in der sich, beispielsweise durch Hydrolyse oder sonstige Zerlegung einer Vorstufe, die betreffende basische Aminosäure überhaupt erst gebildet hat; man braucht das Sulfat der Aminosäure also nicht erst, wie dies bei Verwendung des Hydrochlorids unerläßlich wäre, zu isolieren und zu reinigen. Im übrigen ist das erfin-

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dungsgemäße Verfahren in jedem Maßstab anwendbar und führt zu einer pratisch quantitativen Ausbeute in bereits ausreichender Reinheit.

Beispiel 1

473 g ε -BeHZOyI-D₅L- lysin wurden mit 1,355 I 41,5°/oiger Schwefelsäure 13V2 Stunden unter Rückfluß gekocht. Nach dem Erkalten wurde die gebildete Benzoesäure abgesaugt, die Lösung mit 21 Wasser verdünnt und in der Wärme mit 2,4 kg Bariumhydroxyd sowie anschließend mit Ammoniumcarbonat im Überschuß versetzt. Die Lösung wurde einige Zeit erhitzt, bis das überschüssige Ammoniumcarbonat zersetzt und das gebildete Lysincarbonat restlos hydrolysiert waren. Nach dem Absaugen der unlösliehen Bariumsalze wurde die Lösung, unter Ausschluß der Luft-Kohlensäure, bei vermindertem Druck eingedampft, wobei als Rückstand 260 g (=93,8% der Theorie) freies D,L-Lysin erhalten wurde, das beim Verreiben mit Alkohol kristallisierte.

Beispiel 2

35 g 3-Acetamino-3-carbäthoxy-piperidon-(2) wurden mit einem Gemisch von 112 ml Wasser und 34 ml konzentrierter Schwefelsäure 5 Stunden unter Rückfluß gekocht. Mit Bariumcarbonat wurde zunächst der größte Teil der Schwefelsäure ausgefällt, dann die Lösung zur Hälfte eingeengt, wodurch die bei der Verseifung entstandene Essigsäure entfernt wurde, und anschließend auch der in der Lösung noch verbliebene Rest Schwefelsäure mittels weiterem Bariumcarbonat gefällt. Nach kurzem Erhitzen wurden die unlöslichen Bariumsalze abgesaugt und das Filtrat unter vermindertem Druck, bei Ausschluß der Luft-Kohlensäure, eingedampft. Das zurückbleibende, zunächst ölige D,L-Ornithin wurde mit Alkohol behandelt, wobei das Produkt kristallisierte.

Ausbeute: 18,5 g D,L-Ornithin (=91,3°/o der Theorie).

Man kann auch so verfahren, daß man nach der Verseifung des S-Acetamino-S-carbäthoxy-piperidons-(2) die Lösung mit Wasser verdünnt, durch teilweises Eindampfen die gebildete Essigsäure abdestilliert und dann die gesamte Schwefelsäure mit einem Überschuß Bariumcarbonat entfernt. Dadurch läßt sich die zweimalige Behandlung mit Bariumcarbonat vermeiden.

Beispiel 3

10 g L-Arginin-flavianat wurden mit 40 ml Wasser und 10 ml konzentrierter Schwefelsäure kurze Zeit erwärmt, nach dem Erkalten die ausgeschiedene Flaviansäure abgesaugt und das Filtrat mit einem Überschuß von Bariumcarbonat behandelt. Nach dem Absaugen der unlöslichen Bariumsalze wurde die Lösung erhitzt, bis aus dem entstandenen Arginincarbonat sämtliche Kohlensäure ausgetrieben war, und dann eingedampft. Als Rückstand wurden 3,3 g (=92,5 % der Theorie) L-Arginin erhalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Gewinnung freier basischer Aminosäuren, dadurch gekennzeichnet, daß man ihre schwefelsaure Lösung mit einem Überschuß Bariumcarbonat oder nacheinander mit einem Überschuß Bariumhydroxyd und Ammoniumcarbonat behandelt, das entstandene Gemisch aus Bariumsulfat und überschüssigem Bariumcarbonat absaugt, die wäßrige Lösung bis zur Zersetzung des entstandenen Aminosäurecarbonats bzw. des außerdem vorhandenen Ammoniumcarbonats erhitzt und die Lösung dann, erforderlichenfalls unter Ausschluß der Kohlensäure der Luft, eindampft.

   © 109 648/392 7.61