DE1117595B

DE1117595B - Process for the continuous splitting of racemic amino acids into the optical components

Info

Publication number: DE1117595B
Application number: DEA32875A
Authority: DE
Inventors: Kenkichi Ito; Takekazu Akashi; Susumu Tatsumi
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1958-09-28
Filing date: 1959-09-17
Publication date: 1961-11-23

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

A32875IVb/12qA32875IVb / 12q

ANMKLDETAG: 17. SEPTEMBER 1959NOTICE DAY: SEPTEMBER 17, 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 23. NOVEMBER 1961 NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: NOVEMBER 23, 1961

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von racemischen Aminosäuren zwecks Gewinnung der optischen Isomeren.The invention relates to a process for the continuous separation of racemic amino acids for the purpose of obtaining the optical isomers.

Gemäß einem früher vorgeschlagenen Verfahren zur Trennung racemischer organischer Verbindungen können diese in ihre optischen Isomeren durch Impfen einer übersättigten Lösung der Substanz mit Kristallen des einen oder anderen Isomeren gespalten werden, wobei die entsprechende Isomere aus der übersättigten Lösung auskristallisiert und eine gleiche Menge des optischen Antipoden in der Lösung gelöst bleibt. Nachdem die Mutterflüssigkeit wiederum zur Übersättigung gebracht ist, kann der optische Antipode aus der Lösung in derselben Weise in Kristallform abgetrennt werden. So werden die racemischen Gemische in ihre optischen Isomeren in einem Stufenverfahren gespalten.According to a previously proposed method for resolving racemic organic compounds can convert these into their optical isomers by inoculating a supersaturated solution of the substance with Crystals of one or the other isomer are split, with the corresponding isomer from the supersaturated solution crystallized and an equal amount of the optical antipode dissolved in the solution remain. After the mother liquid is again brought to supersaturation, the optical antipode can separated from the solution in the same manner in crystal form. So are the racemic Mixtures split into their optical isomers in a step process.

Indessen hat ein solches Stufenverfahren folgende unvermeidliche Nachteile:However, such a step process has the following inevitable disadvantages:

1. Es verbleibt beim Auskristallisieren eines optischen Isomeren aus der übersättigten Lösung der racemischen Verbindung das entgegengesetzte Isomere in der Lösung und erhöht das Kristallisationspotential dieses Antipoden. In der Tat kristallisiert der Antipode plötzlich in feiner Kristallform aus, wenn seine Konzentration eine gewisse Grenze erreicht hat, wodurch das Endprodukt des Spaltungsverfahrens eine geringe optische Reinheit besitzt wegen der Verunreinigung durch die feinen Kristalle des Antipoden. Demgemäß muß das Trennungsverfahren derart reguliert werden, daß die Konzentration des Antipoden noch niedrig ist, wenn eine gewisse Reinheit des abgespaltenen optischen Isomeren erwünscht ist, wodurch sich die Ausbeute des abgetrennten Produktes wesentlich verringert. Es ist also eine hohe Ausbeute des Spaltungsverfahrens unverträglich mit hoher optischer Reinheit des Produktes.1. It remains when an optical isomer crystallizes out of the supersaturated solution of racemic compound has the opposite isomer in the solution and increases the crystallization potential of this antipode. Indeed crystallized the antipode suddenly appears in fine crystal form when its concentration reaches a certain limit whereby the final product of the cleavage process has poor optical purity because of the contamination by the fine crystals of the antipode. Accordingly, the separation process must be regulated so that the concentration of the antipode is still low, if a certain Purity of the cleaved optical isomer is desired, which increases the yield of the separated Product significantly reduced. So it is a high yield of the cleavage process incompatible with high optical purity of the product.

2. Da andererseits die Kristallisationsgeschwindigkeit der optisch aktiven Form der Übersättigung der racemischen Form proportional ist, kann letztere ebenfalls aus einer übersättigten Lösung auskristallisieren. Demgemäß ist es unvermeidlich, daß das Spaltungsprodukt, nämlich ein optisches Isomeres, mehr oder weniger stark durch die racemische Modifikation verunreinigt ist, selbst wenn die Übersättigung der Lösung der racemischen Substanz sorgfältig kontrolliert wird.2. Since, on the other hand, the rate of crystallization of the optically active form of the supersaturation of the racemic form is proportional, the latter can also crystallize out of a supersaturated solution. Accordingly, it is inevitable that the cleavage product, namely an optical isomer, will be more or less contaminated by the racemic modification, even if the supersaturation of the Solution of the racemic substance is carefully controlled.

3. Wie aus den vorstehend aufgeführten Nachteilen ersichtlich, ist die Konzentration der optisch aktiven Kristalle, d.h. das Verhältnis der Kristalle zur Losung, ziemlich niedrig, und die mittlere Größe der optisch aktiven Kristalle ist sehr klein, weil laufend Verfahren zum kontinuierlichen Spalten
von racemischen Aminosäuren
in die optischen Komponenten3. As can be seen from the disadvantages listed above, the concentration of the optically active crystals, ie the ratio of the crystals to the solution, is quite low and the average size of the optically active crystals is very small, because processes for continuous cleavage are ongoing
of racemic amino acids
into the optical components

Anmelder:Applicant:

Ajinomoto Co., Inc., TokioAjinomoto Co., Inc., Tokyo

Vertreter: Dr. phil. O. Faust, Patentanwalt,
Göttingen, Am Goldgraben 26Representative: Dr. phil. O. Faust, patent attorney,
Göttingen, Am Goldgraben 26

Beanspruchte Priorität:
Japan vom 28. September 1958Claimed priority:
Japan September 28, 1958

Kenkichi Ito, Midarebashi, Kamakura-shi,Kenkichi Ito, Midarebashi, Kamakura-shi,

Takekazu Akashi, Kawasaki-shi,
und Susumu Tatsumi, Midarebashi, Kamakura-shiTakekazu Akashi, Kawasaki-shi,
and Susumu Tatsumi, Midarebashi, Kamakura-shi

(Japan),
sind als Erfinder genannt worden(Japan),
have been named as inventors

auftretende feine Kristalle ebenfalls neben den durch Wachstum vergrößerten Kristallen vorhanden sind. Diese Umstände machen das Verfahren für die technische Spaltung weniger geeignet, weil eine Zentrifugierung schwierig und mit Verlusten verbunden ist. Ferner muß diese Spaltung unverzüglich durchgeführt werden, da anderenfalls eine weitere Verunreinigung durch racemische und/oder antipode Kristalle eintreten würde.occurring fine crystals are also present next to the crystals enlarged by growth. These circumstances make the process less suitable for technical cleavage because centrifugation difficult and fraught with losses. Furthermore, this split must be carried out immediately otherwise there will be further contamination by racemic and / or antipodal crystals would.

Es ist leicht verständlich, daß allgemeine Methoden für die kontinuierliche Kristallisation von Einzelsubstanzen kaum für eine kontinuierliche Spaltung optischer Antipoden benutzt werden können, weil im Fall der Spaltung der optischen Isomeren die Lösung mindestens drei Komponente enthält, nämlich die D-, die L-Form und die racemische Form.It is easy to understand that general methods for the continuous crystallization of individual substances can hardly be used for a continuous splitting of optical antipodes because im In the case of the cleavage of the optical isomers, the solution contains at least three components, namely the D-, the L-form and the racemic form.

Das neue Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche Spaltung von racemischen Aminosäuren in ihre optischen Komponenten durch kontinuierliches Einführen einer übersättigten Lösung des Racemats in den Boden eines Spaltungsturmes und Einbringen von Impfkristallen der optisch aktiven Isomeren amThe new process enables the continuous cleavage of racemic amino acids into theirs optical components by continuously introducing a supersaturated solution of the racemate in the bottom of a fission tower and introduction of seed crystals of the optically active isomers on

109 740/543109 740/543

oberen Ende des Turmes, wobei diese kleinen Impfkristalle durch die aufsteigende übersättigte Lösung in Schwebe gehalten werden. Die bei dieser Arbeitsweise entstehenden größeren Kristalle sinken zu Boden und werden dort abgezogen, während am Kopfendes des Turmes eine Lösung überfließt, die noch racemische Aminosäure neben den Antipoden zusammen mit weiteren feinen, sich bildenden Kristallen enthält. Zweckmäßig schaltet man mehrere derartige Spaltungstürme für l- und D-Isomere alternativ in Serie hintereinander. Die Durchlaufgeschwindigkeit und mit dieser die Absitzgeschwindigkeit wird hierbei möglichst günstig eingestellt, z. B. auf eine Absitzgeschwindigkeit von mehr als 20 cm/Min, zwischen 100 und 400 cm/Min. Die Einströmungsgeschwindigkeit am Turmboden wird mit der Sinkgeschwindigkeit der Impfkristalle, z. B. durch Größenauswahl der Impfkristalle, in ein zweckmäßiges Verhältnis gebracht. Impfkristalle zur kontinuierlichen Fortsetzung des Vorganges können den frisch gewonnenen Kristallen entnommen werden, die zu diesem Zweck zerkleinert und zusätzlich durch Absieben auf eine gewünschte, ungefähr gleiche Größe gebracht werden. Man kann auch indifferente Teilchen, z. B. aus Ton oder Gummi, mit einer reinen optischen Komponente des zu spaltenden Gemisches überziehen und zur Impfung verwenden.upper end of the tower, with these small seed crystals rising through the supersaturated solution to be held in abeyance. The larger crystals produced in this way of working will sink Soil and are drawn off there, while a solution overflows at the head end of the tower, which still racemic amino acid in addition to the antipodes together with other fine, developing ones Contains crystals. It is expedient to switch several such cleavage towers alternatively for l- and D-isomers in series one after the other. The throughput speed and with this the settling speed becomes here set as low as possible, z. B. to a settling speed of more than 20 cm / min, between 100 and 400 cm / min. The inflow speed at the tower floor is the rate of descent the seed crystals, e.g. B. by size selection of the seed crystals, in an appropriate ratio brought. Seed crystals for the continuous continuation of the process can be the freshly obtained Crystals are removed, which are crushed for this purpose and additionally sieved on a desired, approximately the same size can be brought. One can also use indifferent particles, e.g. B. made of clay or rubber, coated with a pure optical component of the mixture to be split and use for vaccination.

In den Zeichnungen ist in Fig. 1 schematisch das Spaltungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergegeben. Die Impfkristalle von geeigneter Größe werden aus dem Turm 2 in den Turml gebracht, und übersättigte Lösung der racemischen Substanz fließt in den Turm vom Boden 3 aus ein mit einer geeigneten Fließgeschwindigkeit, die die Kristalle 4 in dem Turm in aufgewirbeltem Zustand hält. So wächst ein optisches Isomeres wahlweise auf der Oberfläche der Impfkristalle, während der Antipode in der Lösung gelöst bleibt und aus dem Turm bei 5 überfließt. Da die Kristalle (4) graduell wachsen und sich hierbei vergrößern, sinken die großen Kristalle auf den Boden des Turmes. Durch Entfernen eines Teiles der großen gewachsenen Kristalle bei 6 und gleichzeitigen Zusatz einer gleichen Zahl von Impfkristallen (2) wächst eine dauernd konstante Zahl von Impfkristallen in dem Turm. Derartige Türme können nebeneinandergeschaltet werden, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt. Fig. 2 zeigt die Verbindung der Spaltungstürme für die D-und L-Form in Serie. In Fig. 3 sind Paare von einem d- und einem L-Turm in paralleler Verbindung miteinander in Serie vereinigt. Mit dieser Anordnung können ein optisches Isomeres und dessen Antipode alternativ und kontinuierlich in wirkungsvoller und reiner Spaltung gewonnen werden.In the drawings, in Fig. 1 is schematically the cleavage method according to the present invention reproduced. The seed crystals of suitable size are brought into the tower from tower 2, and supersaturated solution of the racemic substance flows into the tower from the bottom 3 with a suitable flow rate that the crystals 4 in the tower in a whirled up state holds. So an optical isomer grows optionally on the surface of the seed crystals, during the antipode remains dissolved in the solution and overflows from the tower at 5. As the crystals (4) gradually grow and enlarge, the large crystals sink to the bottom of the tower. By Removal of part of the large grown crystals at 6 and simultaneous addition of the same Number of seed crystals (2) a constantly constant number of seed crystals grows in the tower. Such Towers can be connected side by side as shown in Figs. Fig. 2 shows the connection of the cleavage towers for the D- and L-shape in series. In Figure 3 there are pairs of ad and one L tower combined in parallel with one another in series. With this arrangement, an optical Isomer and its antipode obtained alternatively and continuously in effective and pure cleavage will.

Der Wert der vorliegenden Erfindung kommt in folgenden Punkten zum Ausdruck:The value of the present invention is expressed in the following points:

1. Hohe optische Reinheit unter Ausschluß
der Antipodenkristalle1. High optical purity under exclusion
the antipodal crystals

6060

Die Ausbeute des optischen Isomeren gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch die Differenz zwischen der Menge der gewachsenen und am Boden des Turmes abgezogenen Kristalle gegenüber den pro Zeiteinheit eingebrachten Impfkristallen ausgedrückt. Da die in gleicher Menge gebildete Antipode in der Lösung gelöst bleibt, ist es erwünscht, daß die Konzentration des Antipoden so niedrig wie möglich gehalten wird, um die Möglichkeit einer Kernbildung und Kristallisation desselben zu vermeiden. Das ist möglich, wenn eine genügende Menge übersättigter Lösung in den Turm einfließt, so daß die Konzentration des Antipoden niedrig gehalten wird. Auf diese Weise können optisch sehr reine Isomeren erhalten werden, selbst solche von fast lOO'/oiger Reinheit. Diese Wirkung kann mit dem üblichen stufenweisen Verfahren kaum erreicht werden. Selbst wenn ein Antipode in dem Fließturm auskristallisiert, schadet das nicht, weil die Antipodenkristalle anfänglich fein sind und leicht aus dem Turm mit der Lösung überfließen, so daß keine Verunreinigung der großen gewachsenen Kristalle stattfindet.The yield of the optical isomer according to the present invention is given by the difference between the amount of crystals that have grown and removed from the bottom of the tower versus the per Time unit introduced seed crystals expressed. Since the antipode formed in the same amount in the Solution remains dissolved, it is desirable that the concentration of the antipode be kept as low as possible to avoid the possibility of nucleation and crystallization of the same. That is possible if a sufficient amount of supersaturated solution flows into the tower so that the concentration of the antipode is kept low. In this way, optically very pure isomers can be obtained become, even those of almost 100% purity. This effect can be gradual with the usual Procedure can hardly be achieved. Even if an antipode crystallizes in the flow tower, it doesn't hurt, because the antipodal crystals are initially are fine and easily overflow from the tower with the solution so that no contamination of the large grown crystals takes place.

2. Hohe optische Reinheit durch Ausschluß
der racemischen Kristalle2. High optical purity through exclusion
of racemic crystals

Da die Kristallwachsgeschwindigkeit des optischen Isomeren proportional dem Übersättigungsgrad der racemischen Form ist, ist erwünscht, daß der Grad der Übersättigung so hoch wie möglich ist. Andererseits verursacht eine zu hohe Übersättigung die Tendenz zur Kernbildung der racemischen Verbindung und deren Kristallisation. Dies ist der Grund dafür, weshalb die sorgfältige Kontrolle des Übersättigungsgrades für die erfindungsgemäße Trennung notwendig ist. Es ist zwar unmöglich, eine Kristallisation der racemischen Form ganz auszuschließen, jedoch treten hierdurch keine Schwierigkeiten bei der vorliegenden Erfindung auf. Selbst wenn eine stark übersättigte Lösung in den Turm einfließt, können hochreine optische Isomeren erhalten werden, weil die feinen racemischen Kristalle oben am Turm mit der Lösung überfließen, so daß keine Verunreinigung der Impfkristalle stattfindet.Since the crystal growth rate of the optical isomer is proportional to the degree of supersaturation of the is racemic form, it is desirable that the degree of supersaturation be as high as possible. on the other hand too much supersaturation causes the racemic compound to nucleate and their crystallization. This is the reason why careful control of the degree of supersaturation is necessary for the separation according to the invention is. Although it is impossible to completely rule out crystallization of the racemic form, it does occur thereby no difficulties in the present invention. Even if a highly oversaturated solution flows into the tower, high-purity optical isomers can be obtained because the fine Overflow racemic crystals at the top of the tower with the solution so that there is no contamination of the seed crystals takes place.

3. Einfachheit der Kristalltrennung3. Ease of crystal separation

Da die Impfkristalle während der Aufschlämmung im Turm wachsen und mit dem Wachsen abwärts auf den Boden sinken, ist es sehr einfach, sie von der Lösung zu trennen. Die von der Lösung abgetrennten gewachsenen Kristalle können als Impfkristalle verwendet werden, nachdem sie mit Wasser, Säure oder alkalischer Lösung gewaschen sind, um die optischen Isomeren wieder aufzulösen, nachdem diese gerade bis zu dem Maß gewachsen sind, in welchem sie aus der aufgeschlämmten Lösung entfernt werden, so daß Impfkristalle übrigbleiben, die eine ähnliche Teilchengröße haben wie die ursprünglichen Impfkristalle. As the seed grows up in the tower during slurry and grows down as it grows sink the bottom, it is very easy to separate them from the solution. The separated from the solution grown crystals can be used as seed crystals after they have been treated with water, acid or alkaline solution are washed to re-dissolve the optical isomers after this straight have grown to the extent that they are removed from the slurried solution, so that seed crystals remain which have a particle size similar to that of the original seed crystals.

Die Impfkristalle können auch in der Weise erhalten werden, daß die gewachsenen Kristalle zerkleinert und abgesiebt werden, um Impfkristalle von angenähert gleicher Größe zu erhalten, während der verbleibende Rest als zu verwertendes Produkt entnommen wird.The seed crystals can also be obtained in such a way that the grown crystals are crushed and sieved to obtain seed crystals of approximately the same size, during the remaining remainder is removed as a product to be recycled.

Für die Durchführung des Erfindungsgegenstandes im technischen Ausmaß wurden folgende Bedingungen als erforderlich festgestellt:For the implementation of the subject matter of the invention on a technical scale, the following conditions were met determined as necessary:

1. Die Strömungsgeschwindigkeit1. The flow velocity

Die Strömungsgeschwindigkeit der Lösung im Turm, die notwendig ist, um die Kristallschicht aufzuschlämmen, muß geringer sein als die Geschwindigkeit der Kristallsedimentierung in der Lösung. WennThe flow rate of the solution in the tower, which is necessary to slurry the crystal layer, must be less than the rate of crystal sedimentation in the solution. if

die Strömungsgeschwindigkeit der Lösung die Sinkgeschwindigkeit der Kristalle übersteigt, fließen die Kristalle mit der Lösung oben aus dem Turm heraus. Andererseits muß die Strömungsgeschwindigkeit größer als 10% der Sinkgeschwindigkeit sein, weil die Kristalle sonst keine aufgeschlämmte Lagenschicht bilden, wenn die lineare Geschwindigkeit geringer ist. Im einzelnen ausgedrückt, muß die Strömungsgeschwindigkeit der Lösung im Turm mehr als 10% der Sinkgeschwindigkeit der größten Kristalle im Turm haben, aber weniger als die Sinkgeschwindigkeit der kleinsten Kristalle in der Lösung. Obgleich es möglich ist, die Strömungsgeschwindigkeit von Teil zu Teil des Turmes z. B. durch Veränderung des Querschnittes in jeder Höhe des Turmes zu variieren, bleibt die Beziehung zwischen der Strömungsgeschwindigkeit und der Sinkgeschwindigkeit immer unverändert. Der vorzugsweise verwendete Grad an Strömungsgeschwindigkeit, der die beste Aufschlämmung der Kristallschicht für die Spaltung ergibt, wurde mit mehr als 20% der Sinkgeschwindigkeit des größten Kristalls im Turm festgestellt, aber mit weniger als 60% der Sinkgeschwindigkeit des kleinsten Kristalls.the flow rate of the solution exceeds the rate of descent of the crystals, flow the crystals with the solution out of the top of the tower. On the other hand, the flow rate must be greater than 10% of the sinking speed, because otherwise the crystals would not be slurried Form layer when the linear velocity is slower. Expressed in detail, the flow rate of the solution in the tower must be more than 10% of the rate of descent of the largest crystals in the tower, but less than the rate of descent of the smallest Crystals in the solution. Although it is possible to vary the flow rate from part to part of the Tower z. B. to vary by changing the cross-section in each height of the tower, the relationship remains always unchanged between the flow velocity and the descent velocity. The preferably degree of flow rate used, which is the best slurry of the crystal layer for cleavage was at more than 20% the sink rate of the largest crystal detected in the tower, but with less than 60% of the sink rate of the smallest crystal.

2. Das Verhältnis des Kristallvolumens
zum Lösungsvolumen2. The ratio of the crystal volume
to the solution volume

Das Volumen der Kristalle im Turm beträgt allgemein etwa 60% des Turmvolumens, wenn die Kristalle nicht aufgeschrammt sind. Bei steigender Fließgeschwindigkeit der Lösung im Turm werden die Kristalle aufgeschlämmt, und das Verhältnis des Kristallvolumens zum Volumen der Lösung nimmt mit wachsender Strömungsgeschwindigkeit ab bis herab zu der Grenze, bei welcher keine Kristalle mehr im Turm verbleiben, wenn nämlich die Strömungsgeschwindigkeit die Sinkgeschwindigkeit der Kristalle übersteigt. Dabei ist es möglich, die erwünschte Geschwindigkeit so einzustellen, daß das Kristallvolumen weniger als 60% im Verhältnis zum Lösungsvolumen beträgt. Obgleich anzunehmen ist, daß, je größer das Verhältnis ist, desto größer auch die Kristalle bei der Spaltung im gleichen Turm sein werden, ist es doch erwünscht, daß die Geschwindigkeit zwischen 45 und 25% liegt, um eine scharfe Trennung durch Überfließen der feinen, neu gebildeten, verunreinigenden Kernkristalle von der Impf saat zu erzielen. Das obengenannte Intervall für das Verhältnis wird also durch Kontrollieren der Strömungsgeschwindigkeit der Lösung auf 20 bis 60% der Sinkgeschwindigkeit der Kristalle eingestellt.The volume of the crystals in the tower is generally around 60% of the tower volume if the Crystals are not scratched. As the flow rate increases, the solution in the tower will be the crystals slurried, and the ratio of the crystal volume to the volume of the solution increases with increasing flow velocity down to the limit at which there are no more crystals Remain in the tower, namely when the flow rate is the rate of descent of the crystals exceeds. It is possible to set the desired speed so that the crystal volume is less than 60% in relation to the volume of the solution. Although it can be assumed that the greater the Ratio, the larger the crystals will be in the same tower when they split, it is Desirably that the speed be between 45 and 25% in order to have a sharp separation by overflow of the fine, newly formed, contaminating core crystals from the seed. The above The interval for the ratio is thus determined by controlling the flow rate of the solution adjusted to 20 to 60% of the rate of descent of the crystals.

3. Teilchengröße der Impfkristalle3. Particle size of the seed crystals

Es ist notwendig, daß die in den Turm eingebrachten Impfkristalle groß genug sind, um sich leicht von den feinen, neu gebildeten Kristallen zu trennen. Zu diesem Zweck ist es erfindungsgemäß günstiger, größere Impfkristalle zu verwenden, die ungefähr eine lOOmal größere Absetzgeschwindigkeit (20 cm/Min, wenigstens) haben als die neu gebildeten feinen Kristallkerne; die brauchbarste Kristallgröße hat ungefähr eine Absetzgeschwindigkeit von 100 bis 400 cm/Min.It is necessary that the seed crystals placed in the tower be large enough to be easily removed to separate from the fine, newly formed crystals. For this purpose it is more favorable according to the invention to use larger seed crystals, which are about 100 times faster settling speed (20 cm / min, at least) have as the newly formed fine crystal nuclei; the most useful crystal size is approximately a settling speed of 100 to 400 cm / min.

Andererseits können Teilchen von Ton, Gummi und anderen Materialien von geeigneter Teilchengröße zur Impfung in derselben Weise verwendet werden wie die oben beschriebenen Impfkristalle, nachdem sie auf der Oberfläche mit dem optischen Isomeren überzogen sind, entweder durch einfaches Anhaften eines trockenen Pulvers des betreffenden 5 optischen Isomeren oder durch Eintrocknung einer auf die Oberfläche derselben gebrachten Lösung des Isomeren.On the other hand, particles of clay, rubber and other materials can be of suitable particle size used for seeding in the same way as the seed crystals described above, after they are coated on the surface with the optical isomer, either by simple Adhesion of a dry powder of the respective 5 optical isomers or by drying one solution of the isomer brought onto the surface thereof.

4. Übersättigungsgrad der fließenden Lösung4. Degree of supersaturation of the flowing solution

Obgleich die Trennung fortschreitet, so lange eine übersättigte Lösung durch den Turm fließt, ist es vom Standpunkt der Geschwindigkeit des Kristallwachstums her erwünscht, daß der Grad der Übersättigung mehr als 0,1%, vorzugsweise mehr als 1%, beträgt. Um die Lösung zu übersättigen, benutzt man eine Abkühlung (s. Beispiele 1, 2, 3 und 5), teilweise Neutralisation (s. Beispiel 4), oder andere Mittel zur Verringerung der Löslichkeit.Although the separation continues as long as a supersaturated solution flows through the tower, it is dated From the standpoint of the rate of crystal growth, it is desirable that the degree of supersaturation is more than 0.1%, preferably more than 1%. To oversaturate the solution, use one Cooling (see Examples 1, 2, 3 and 5), partial neutralization (see Example 4), or other means of reduction the solubility.

5. Arbeitstemperatur5. Working temperature

Zur kontinuierlichen Abspaltung eines optischen Isomeren mit konstanter Ausbeute ist es erwünscht, den Übersättigungsgrad der racemischen Lösung konstant zu halten. Obgleich die leichte Kernbildung und die Geschwindigkeit des Kristallwachstums der racemischen und der optisch aktiven Fom bei einem gegebenen Übersättigungsgrad der racemischen Lösung von der Temperatur abhängen, liegt die vorzugsweise verwendete Arbeitstemperatur zwischen 20 und 80° C, insbesondere zwischen 30 und 60° C, soweit es sich um eine technische Ausführung handelt.For the continuous cleavage of an optical isomer with constant yield, it is desirable to keep the degree of supersaturation of the racemic solution constant. Although the easy nucleation and the rate of crystal growth of the racemic and optically active forms in one given degree of supersaturation of the racemic solution depend on the temperature, which is preferably Working temperature used between 20 and 80 ° C, in particular between 30 and 60 ° C, so far it is a technical implementation.

example 1

Eine in einem Wassertank bei 60° C gesättigte DL-Glutaminsäurelösung wurde auf 65° C erwärmt. Die Lösung wurde dann auf 50° C (übersättigt) abgekühlt unter Durchlaufen durch ein Kühlrohr, floß dann in den Spaltungsturm (10 mm Durchmesser und 1500 mm Höhe) vom Boden bis zum oberen Ende des Turmes, in welchem die Lösung überfließt, und wurde hierbei bei 50° C gehalten. 10,2 g Impfkristalle von L-Glutaminsäure ([<z]f =+31,3°) wurden von der oberen Turmseite zugefügt und aufgeschlämmt. Alle 30 Minuten wurde erne kleine Menge gewachsener Kristalle unten abgezogen und dann Impfkristalle von L-Glutaminsäure oben wieder zugefügt, um das Verhältnis der Kristalle zur Lösung im Turm zwischen 45 und 25% zu halten. Die abgezogenen gewachsenen Kristalle wurden einmal mit Wasser gewaschen. Nach 2 Stunden Aufschlämmung wurden alle Kristalle aus dem Turm abgezogen und mit Wasser gewaschen. Die vereinigte gesamte Kristallmenge wurde getrocknet und wog 41,7 g, spezifische Drehung [a]f =+30,9°. Da die zugefügten Impfkristalle 25,6 g betrugen, betrug die Ausbeute an reiner L-Glutaminsäure in 2 Stunden 15,3 g.A DL-glutamic acid solution saturated in a water tank at 60 ° C was heated to 65 ° C. The solution was then cooled to 50 ° C. (supersaturated) while passing through a cooling tube, then flowed into the cleavage tower (10 mm in diameter and 1500 mm in height) from the bottom to the top of the tower, in which the solution overflows, and was thereby held at 50 ° C. 10.2 g of seed crystals of L-glutamic acid ([<z] f = + 31.3 °) were added from the upper side of the tower and slurried. Every 30 minutes, a small amount of grown crystals was withdrawn from the bottom and then seed crystals of L-glutamic acid were added again at the top to keep the ratio of crystals to solution in the tower between 45 and 25%. The grown crystals withdrawn were washed once with water. After 2 hours of slurry, all of the crystals were withdrawn from the tower and washed with water. The combined total amount of crystals was dried and weighed 41.7 g, specific rotation [a] f = + 30.9 °. Since the added seed crystals were 25.6 g, the yield of pure L-glutamic acid in 2 hours was 15.3 g.

In ähnlicher Weise wurde unter Verwendung derselben Lösung bei 50° C und Aufschlämmung der Impfkristalle von D-Glutaminsäure hochreine D-Glutaminsäure erhalten: Gewicht der zugefügten Impfkristalle von D-Glutaminsäure 22,5g. (Mf= — 31,1°), Gewicht der gewachsenen Kristalle 40,0 g. (Mf = — 29,7°). Demgemäß betrug die Ausbeute an reiner D-Glutaminsäure 15,2 g. Die spezifischen Drehungen der reinen l- und D-Glutaminsäure wurden mitSimilarly, using the same 50 ° C solution and slurry, the Seed crystals of D-glutamic acid obtained highly pure D-glutamic acid: weight of the added seed crystals of D-glutamic acid 22.5g. (Mf = -31.1 °), weight of the crystals grown 40.0 g. (Mf = - 29.7 °). Accordingly, the yield of pure D-glutamic acid was 15.2 g. The specific twists the pure l- and D-glutamic acid were with

[_β]a = +32,0° (in 2n-HCl) und -32° (in 2n-HCl) festgestellt, und die Berechnung in den Beispielen bezieht sich auf diese Zahlen.[ _β ] a = + 32.0 ° (in 2n-HCl) and -32 ° (in 2n-HCl), and the calculation in the examples is based on these figures.

Example 2

Wasser wurde bei 78° C mit DL-Glutaminsäure gesättigt (p_H 4,5), wobei Bodenkörper vorhanden sein soll, und die Lösung in einem Tank bei 80° C untergebracht. Die Lösung wurde auf 70° C unter Durchleiten durch einen Kühler gekühlt, in den Trennturm eingebracht, der dieselbe Größe hatte wie im Beispiel 1, und es wurde die gleiche Arbeitsweise, wie im Beispiel 1 beschrieben, 80 Minuten lang durchgeführt mit der Ausnahme, daß eine Unterbrechung für den Zusatz von Impfmasse und das Abziehen von gewachsenen Kristallen alle 20 Minuten geschah. Die Impfkristalle waren dieselben, wie im Beispiel 1 verwendet; zugesetzte Impfkristalle von L-Glutaminsäure 20,9 g, abgezogene gewachsene Kristalle 32,8 g ([ot]f = +31,0°). Demgemäß waren also in dieser Periode 11,4 g L-Glutaminkristalle gewachsen. Water was at 78 ° C with DL-glutamic acid saturated (p _H 4,5), said bottom body is to be present, and the solution accommodated in a tank at 80 ° C. The solution was cooled to 70 ° C while passing through a condenser, placed in the separation tower, which was the same size as in Example 1, and the same procedure as described in Example 1 was carried out for 80 minutes except that an interruption for the addition of inoculum and the removal of grown crystals happened every 20 minutes. The seed crystals were the same as used in Example 1; added seed crystals of L-glutamic acid 20.9 g, grown crystals withdrawn 32.8 g ([ot] f = + 31.0 °). Accordingly, 11.4 g of L-glutamine crystals had grown in this period.

D-Glutaminsäure wurde in derselben Weise gewonnen. Die verwendeten Impfkristalle waren die gleichen wie im Beispiel 1. Zugefügte Impfkristalle von D-Glutaminsäure 21,2 g, während die gewachsenen Kristalle 32,7 g wogen ([ct]f =—30,1°). Es hatten sich also in dieser Periode 10,2 g reine D-Glutaminsäurekristalle gebildet.D-glutamic acid was obtained in the same way. The seed crystals used were the same as in Example 1. Added seed crystals of D-glutamic acid 21.2 g, while the grown Crystals weighed 32.7 g ([ct] f = -30.1 °). During this period 10.2 g of pure D-glutamic acid crystals had thus formed.

Example 3

Wasser wurde mit DL-Glutaminsäure bei 45° C gesättigt (p_H 4,3) und die Lösung in einem auf 50° C erwärmten Tank untergebracht. Die Lösung wurde dann unter Durchlaufen durch einen Kühler auf 30° C abgekühlt und in dem Spaltungsturm bei 30° C gehalten. Die Spaltung wurde 2 Stunden lang sowohl für l- als auch D-Glutaminsäure durchgeführt. Die zugefügte L-Glutaminsäureimpfsaat betrug 28,5 g, die gewachsenen Kristalle 45,5 g ([α] f = +30,9°); die Ausbeute an reiner L-Glutaminsäure betrug 16,0 g.Water was reacted with DL-glutamic acid at 45 ° C saturated (p _H 4.3) and the solution heated in a 50 ° C tank. The solution was then cooled to 30 ° C while passing through a condenser and kept at 30 ° C in the cleavage tower. The cleavage was carried out for both l- and D-glutamic acid for 2 hours. The added L-glutamic acid inoculum was 28.5 g, the crystals that had grown 45.5 g ([α] f = + 30.9 °); the yield of pure L-glutamic acid was 16.0 g.

Zugefügte D-Glutaminsäureimpfkristalle 27,7 g, gewachsene Kristalle 44,8 g, (Mf =—30,6°); die Ausbeute an reiner D-Glutaminsäure betrug 15,9 g.Added D-glutamic acid seed crystals 27.7 g, crystals grown 44.8 g, (Mf = -30.6 °); the yield of pure D-glutamic acid was 15.9 g.

Example 4

Eine Lösung mit 21,3% Mononatrium-DL-Glutamat und eine Lösung mit 22,6% DL-Glutaminsäurehydrochlorid, die miteinander bei 50° C unter Bildung einer gesättigten Lösung von DL-Glutaminsäure und Natriumchlorid reagieren, welch letztere eine gesättigte DL-Glutaminsäurelösung übersättigen, ein Umstand, der günstigerweise wegen der höheren Löslichkeit des Na-Salzes und des HCl-Salzes, verglichen mit der DL-Glutaminsäure, verwendet wird, wurden kontinuierlich mit einer Fließgeschwindigkeit von 214 bzw. 43 und 42,4 g/Min, aufgeschlämmt und im Trennturm bei 50° C 2 Stunden lang gehalten. Die übrige Durchführung war dieselbe, wie im Beispiel 1 beschrieben. Das Ergebnis für L-Glutaminsäure war folgendes: zugesetzte Impfkristalle 25,6 g, gewachsene Kristalle 42,2 g ([a]f =+30,6°); neu gelöste reine L-Glutaminsäure 15,0 g.A solution with 21.3% monosodium DL-glutamate and a solution with 22.6% DL-glutamic acid hydrochloride, the one another at 50 ° C to form a saturated solution of DL-glutamic acid and sodium chloride react, which latter supersaturate a saturated DL-glutamic acid solution, a circumstance favorably compared because of the higher solubility of the Na salt and the HCl salt with the DL-glutamic acid, used, were continuous at one flow rate of 214 or 43 and 42.4 g / min, slurried and held in the separation tower at 50 ° C for 2 hours. The rest of the procedure was the same as described in Example 1. The result for L-glutamic acid was as follows: added seed crystals 25.6 g, grown crystals 42.2 g ([a] f = + 30.6 °); New dissolved pure L-glutamic acid 15.0 g.

Example 5

Wasser wurde bei 60° C mit DL-Threonin gesättigt und in einem Tank bei 65° C gehalten. Die Lösung wurde unter Durchlaufen durch einen Kühler auf 50° C gekühlt und in derselben Weise behandelt, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß die überfließende Lösung am Kopfende zu dem Vorratstank zurückgeleitet und dann wieder in den Kreislauf eingeschaltet wurde. Die Impfung wurde wie folgt durchgeführt: Teilchen von Ton, 16 bis Maschen, wurden in eine übersättigte Lösung von D- oder L-Threonin einige Zeit eingetaucht und derart getrocknet, daß sie einen Überzug von d- oderWater was saturated with DL-threonine at 60 ° C and kept in a tank at 65 ° C. The solution was cooled to 50 ° C while passing through a condenser and treated in the same manner as described in Example 1, with the exception that the overflowing solution at the head end to the storage tank was fed back and then put back into the cycle. The vaccination was like Performed as follows: Particles of clay, 16 to mesh, were placed in a supersaturated solution of D- or L-threonine immersed for some time and such dried so that they have a coating of d- or

ίο L-Threonin auf der gesamten Oberfläche enthielten.ίο contained L-threonine on the entire surface.

Nach Abzug wurden die gewachsenen Kristalle mit 95% Äthanol gewaschen und getrocknet, und d-bzw. L-Threonin wurden von den Tonteilen abgelöst.After taking off, the crystals that had grown were washed with 95% ethanol and dried, and d- or. L-threonine has been replaced by the clay parts.

Es wurden 20,5 g L-Threonin Impfkristalle zugefügt, [a]f =—28,0°, und die gewachsenen Kristalle abgezogen, 33,2 g, [a]f =— 27,7°; die Ausbeute an reinem L-Threonih betrug also 12,2 g.20.5 g of L-threonine seed crystals were added, [a] f = -28.0 °, and the crystals which had grown stripped, 33.2 g, [a] f = -27.7 °; the yield of pure L-threonih was thus 12.2 g.

D-Threonin wurde als Impfsaat mit einem Gewicht von 19,8 g, [a]f = +28,1°, zugefügt, und gewachseneD-threonine was added as an inoculum weighing 19.8 g, [a] f = + 28.1 °, and grown

ao Kristalle, 32,5 g, [a]f =+27,7°, wurden erhalten; die Ausbeute an reinem D-Threonin betrug 12,1 g. Die Berechnung der optischen Reinheit von l- und D-Threonin beruht auf der spezifischen Drehung von [cjf =-28,3°
D-Threonin.ao crystals, 32.5 g, [a] f = + 27.7 °, were obtained; the yield of pure D-threonine was 12.1 g. The calculation of the optical purity of l- and D-threonine is based on the specific rotation of [cjf = -28.3 °
D-threonine.

und [a]f=+28,3° für l- undand [a] f = + 28.3 ° for l- and

Claims

PATENT CLAIMS:

1. A method for the continuous splitting of racemic amino acids into the optical components, characterized in that a supersaturated solution of the racemic mixture of the two amino acid components is continuously introduced into the bottom of a cleavage tower, seed crystals of an optically active isomer are added at the top of the tower, the optically active isomers in the tower are kept in suspension by ascending liquid stream of the supersaturated solution, and pulling off the grown and precipitated crystals from the solution at the bottom of the vessel, while the solution overflowing at the top contains the antipode and the racemic amino acid along with other fine ones forming crystals.

2. The method according to claim 1, characterized in that the supersaturated racemic Solution at the bottom of the tower with a flow rate of more than 20% of the Sink speed of the grown crystals, but not more than 60% of the sink speed the smallest seed crystals can flow in at the bottom of the tower.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that one seed crystals from one used such that it has a settling speed of in the supersaturated solution more than 20 cm / min., preferably a settling speed between 100 and 400 cm / min., retain.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that part of the split off The grown crystals dissolve and the remaining crystal portion again as seed crystals used.

5. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the cleaved ge

The grown crystals are crushed, sieved and reused as seed crystals of approximately the same size.

6. The method according to claim 1 to 3, characterized in that particles of clay, Coated rubber and the like with a purely optical component of the connection to be cleaved and used as seed crystals.

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7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that there is a number of fission towers for L- and υ-isomers alternatively connected in series.

8. The method according to claim 1 to 6, characterized in that one pairs of d- and L-splitting towers connected in parallel in series.

1 sheet of drawings