DE1445149A1 - Process for the preparation of L-alpha-aminolactam from a mixture of D- and L-alpha-aminolactam - Google Patents
Process for the preparation of L-alpha-aminolactam from a mixture of D- and L-alpha-aminolactamInfo
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Description
DR. MÖLLER-BORE dipl.-ing. GRALFS DR. MÖLLER-BORE dipl.-ing. GRALFS
DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL PATENTANWÄLTE DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL PATENTANWÄLTE
27«.Juni)368June 27) 368
P 14 45 14.9.1 * Ho-S 686P 14 45 14.9.1 * Ho-S 686
STaHIGAHBON U.V., HUMiLlSN (die Niederlande)STAHIGAHBON U.V., HUMiLlSN (the Netherlands)
Verfahren zur Herstellung; von L-ct-Aininolac.tam aus einem Gemisch von D- und L-flt-ÄminolactamMethod of manufacture; by L-ct-Aininolac.tam from a mixture of D- and L-flt-aminolactam
Die Erfindung betrifft die Herstellung von L-uC-.H.minolactam, aus einem Geraisch von D- und L-ct-iiminolactam, wobei man einen der optischen Antipoden in Form des Salzes der optisch aktiven Pyrolidoncarbonsäuren von gleicher steriseher Konfiguration in einem flüssigen Medium fällt> den Niederschlag von der Flüssigkeit trennt, wodurch eine L-ß-Aminclactamreiche und eine D- -Aminolactamreiche Phase erhalten wird, und man anschließend aus dem ersten Produkt des L-Qfc-Aminolftctan gewinnt· The invention relates to the production of L-uC-.H.minolactam, from a Geraisch of D- and L-ct-iiminolactam, one of the optical antipodes in the form of the salt of the optically active pyrolidonecarboxylic acids of the same steric configuration in a liquid medium falls> separates the precipitate from the liquid, whereby a phase rich in L-ß-amine lactam and a phase rich in D- aminolactam is obtained, and then nolftctan is obtained from the first product of the L-Qfc- amine
Unter "einer Verbindung von gleicher »terischer Konfiguration" «oll eine Verbindung verstanden werden,"A connection of the same" teric configuration "" should be understood to mean a connection,
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die sich in der von Cahn und Ingold in J« Chem» Soc. Seite 612 bis einschließlich 622 (1951) beschrie benen Weise von demselben optischen Isomer von Glycerinaldehyd ableiten läßt. .which can be found in that of Cahn and Ingold in J "Chem" Soc. Pages 612 up to and including 622 (1951) described manner can be derived from the same optical isomer of glyceraldehyde. .
Ferner werden die Salze eines L-<£-Aminolactams mit L-, bzw. -D-Pyrrolidoncarbonsäure-2, als "L,L-UaIz" f bzw. "L5I)-SaIz" und diejenigen eines D-it-Aminolactams , mit L-, bzw. ju-Fyrrolidoncarbonsäure-2 als "D1Ir-. CaIz", bzw. "u,X)-SaIz" bezeichnet.Furthermore, the salts of an L- <£ -aminolactam with L-, or -D-pyrrolidonecarboxylic acid-2, as "L, L-UaIz" f or "L 5 I) -SaIz" and those of a D-it- Aminolactams, with L- or ju-fyrrolidonecarboxylic acid-2 as "D 1 Ir-. CaIz", or "u, X) -SaIz".
Wie aus HeIv. GMm. Acta, XLI (1958), i>eite 181-188 bekannt ist, kann man L-ct-Amino^-caprolactam herstellen,, indem man äquimolare Mengen, D,L-a-Amj.no-£ -caprolactam und L-Pjrrolidoncarbonsäure—2, nach Auilösung in Methanol, zusammenbringt, anschließend den aus dem öalz von L-aMmino-^-caprolactam und L-Pyrrolidoncarbonsäure-2. bestehenden, niederschlag von der Mutterlauge trennt und in L-f^-TÄmino-^-ca.pro-,. 3.aotaffl und L-PyrrQlidoncarbonsäure-2 aufspaltet... Die in der Mutterlauge zurückgebliebene L-Eyrrolidon-?.. carbpn-säure-2 wird mittels Bariumniethylat..Ith.ßovm-. ■ des.-Bariumsalz.es gefällt. Dieses Salz „wird-.abfiltriertLike from HeIv. GMm. Acta, XLI (1958), pp. 181-188, L-ct-amino ^ -caprolactam can be prepared by adding equimolar amounts of D, La-Amj.no-caprolactam and L-pyrrolidonecarboxylic acid. 2, after dissolving in methanol, then that from the oil salt of L-aMmino - ^ - caprolactam and L-pyrrolidonecarboxylic acid-2. existing, precipitate separates from the mother liquor and in Lf ^ -TÄmino - ^ - ca.pro- ,. 3.aotaffl and L-PyrrQlidoncarbonsäure-2 splits ... The L-Eyrrolidon -? .. carbpn-säure-2 left in the mother liquor is separated by means of barium niethylate ..Ith.ßovm-. ■ des.-barium salt.es is precipitated. This salt “is filtered off
und wieder in L-Pyrrolidoncarbonsäure-2 umgesetzt. Das i'iltrat, ν/βίοΐιβε das L'-ct-Aiiiino-^-caprolactam enthält, wird im /akuuni eingedampft, und der Kückstand durch 'i£rhitzun4j,· mit Natrium racemisiert. Durch Vakuumdetillation bei 1βο - 19o° 0 fällt hierbei rait einem Wirkungsgrad von ?o ,j das race— mische Gemisch an. Kach Zusatz einer frischen Hen- ^e D,L-it-Amino-£-caprolactam wird letzteres aufs neue den obengenannten Behandlungen aus^t-setzt. Dui'ch stete Wiederholung dieses Vor^ari^s läßt sich schließlich 70 .J der ursprünglichen Henge I),L-and converted back into L-pyrrolidonecarboxylic acid-2. The filtrate, which contains the l-ct-alino-caprolactam, is evaporated in the akuuni, and the residue is racemized by sodium. By Vakuumdetillation at 1βο - 19o ° 0 falls here rait an efficiency of o, the race- mix mixture j in. After adding a fresh Hen- ^ e D, L-it-Amino- £ -caprolactam, the latter is again subjected to the above-mentioned treatments. By constant repetition of this approach, we can finally make 70 .J of the original Henge I), L-
in die L-li'orni umsetzen.to convert into the L-li'orni.
l-ian bedient sich bei diesem Verfahren einer Iien^e L-Pyrrolidoncarbonsäure-2, welche der Gesamtmenge CL-ümino-g-caprolactam äquivalent ist, so daß nach i£ntfermm<: des Calzes eine fiutterlau^e zurückbleibt, in der das D-cb-Aminu-g-caprolactara una das nicht gefällte L-tt-Amino-£-caprolactam, beide an eine äquivalente Henge L-Fyrroli'ioncarbonsäure-2 gebunden, gelöst sind, Hi-er-mit ist der Nachteil verbunden, daß die L-Pyrrolidonearbonsäure-2 von dem cL-Amino-g-caprolactam zu trennen ist, ehe eine Racemisierung des'li±ztj.:enannteri Stoffes vorgenommen wer- In this process, l-ian uses a L-pyrrolidonecarboxylic acid-2, which is equivalent to the total amount of CL-umino-g-caprolactam, so that after the calcium has been taken in, a flow remains in which the D-cb-Aminu-g-caprolactara una the unprecipitated L-tt-amino-ε-caprolactam, both bound to an equivalent Henge L-Fyrroli'ioncarbonsäure-2, are dissolved, here the disadvantage is connected, that the L-pyrrolidonearboxylic acid-2 is to be separated from the cL-amino-g-caprolactam before the substance is racemized
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den kann. I;ieser 1J?rermvor{--anc; ist überdies ziemlich kostspielig, v/eil bierfür iiariurnmethylat erforderlich ist. Schließlich muß d.i e L-Pyrrolidoncarbonsäure-2 zum erneuten Gebrauch wieder aus dem Bariumsalz auegeschieden werden.can. I; ieser 1 J? Rermvor {- an c ; moreover, it is quite expensive, since a portion of beer is required for metallic methylate. Finally, the L-pyrrolidonecarboxylic acid-2 must be separated from the barium salt again for reuse.
Die Hacemi sie rungs weise, wodurch J>o % des d-Amino- £-caprolactams verloren geht, ist ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens.The Hacemi sie rungs wise, whereby J> 0% of the d-amino £ -caprolactam is lost, is a further disadvantage of this process.
Es wurde nunmehr ein Verfahren gefunden, das obengenannte Nachteile zu beheben vermag.A method has now been found which can remedy the above-mentioned disadvantages.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von L-a-Aminolactam, wobei man aus einem Gemisch von D- und L-ifc-Aminolactam einen der optischen Atipoden in I1OMi des Salzes der optisch aktiven Pyrrolidoncarbonsäure-2 von ,leicher sterischer Konfiguration in einem flüssigen Medium fällt, den Niederschlag von der· tflüssi^keib trennt, wodurch eine "L-OL-Aminolactamreiche und eine D-QHuniiiolactamreiche Phase erhalten wird, und man anschließend aus dem ersten Produkt 'das L-Cb-Amino Iac tarn gewinnt, ist dadurch k'ekemizeichnet, daß eine Menge Pyrrolidoncarbon-The process according to the invention for the preparation of La-aminolactam, wherein one of the optical atipodes in I 1 OMi of the salt of the optically active pyrrolidonecarboxylic acid-2 of leicher steric configuration is precipitated from a mixture of D- and L-ifc-aminolactam in a liquid medium , separates the precipitate from the liquid, whereby a phase rich in L-OL-aminolactam and a phase rich in D-QHuniiiolactam is obtained, and the L-Cb-amino lactam is then obtained from the first product, which results in k ' ekemizeichnet that a lot of pyrrolidone carbon
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säure verwendet wird, welche yerin^er ist als dieacid is used, which yerin ^ er is called that
der Gesamtmenge &-aminolaotam äquivalente Kerr;e, und ein flüssiges Medium an; ewandt wird, in der die Salze von D- und L-Ä-iirainolactn;.. uiit der optisch aktiven Pyrroliaoncarbüris'!.uri:-2 bilde praktisch unlöslich sind.Kerr; e equivalent to the total amount & -aminolaotam, and a liquid medium; is used, in which the salts of D- and L-a-iirainolactn; ... with the optically active Pyrroliaoncarburis'!. uri: -2 form are practically insoluble.
Das allgemein gebräuchliche Verfahren zur -..ufspaltuno,· von J},L-ucmischen ^dur-ch ieaktion mit einer optisch aktiven Verbindung beruht auf der uriaittlunt,-einer Kombination einer optisch aktivan Verbindung mit einer Flüssigkeit, in der die Löslichkeit en der gebildeten Diastereoisomere ,i;enÜ4,-end verschieden sind, so daß diese sich durch fraktionierte Kristallisation trennen lassen. Das oban beschriebene bekannte /erfahren bildet eine Anwendung dieses Prinzipes.The commonly used procedure for - .. ufspaltuno, · von J}, L-ucmischen ^ dur-ch ieaktion with a optically active connection is based on the uriaittlunt, -einer Combination of an optically active compound with a liquid in which the solubility of the diastereoisomers formed, i; enÜ4, -end are different, so that they can be separated by fractional crystallization. That oban known / experienced described forms an application of this principle.
Nach der Erfindung; wird die Kristallisation dahin-Sjegen in einem hedium durchgeführt, in den die Diastereo—isomere beide unlöslich sind. In einem derartigen Medium dürfte man einen Niederschlag erwarten, der aus einem Gemisch beider Diastereo-According to the invention; the crystallization will blow away carried out in a hedium in which the Diastereoisomers are both insoluble. In one such a medium one would expect a precipitate, which consists of a mixture of the two diastereoscopic
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Isomere bestünde und swar in einem Verhältnis,
das nicht wesentlich von demjenigen abweiche, in
dem D— und it-cir-ABiinolactani in dem aufzuteilenden
Gemisch anwesend sind, überraschenderweise hat
sich jedoch herausgestellt, daß bei Anwendung ·
einer keii^e i^frrolidoncarbonsäure, welche r.*erin-
^er oder nur wenij; größer ist als die Lenge,
welche der Len^e des optisch aktiven^ -Aminolac—
tams von gleicher sterischer Konfiguration äquivalent
ist, ein Wiederschlag erhalten wird, der
zum weitaus größten Teil aus dem -Salz dieser beiden
Verbindungen besteht.Isomers existed and were in a ratio
which does not differ significantly from that in which D- and it-cir-ABiinolactani are present in the mixture to be divided, surprisingly has
however, it turned out that when using
a keii ^ ei ^ frrolidoncarboxylic acid, which r. * erin- ^ er or only a little; is greater than the length,
which is equivalent to the length of the optically active α-aminolactam of the same steric configuration, a repeat is obtained which
consists for the most part of the salt of these two compounds.
Als optisch aktive Verbindung ist optisch aktive Pyrrolidoncarbonsäure-2 oder das Ammoniumsalz derselben, oder auch ein Gemisch dieser beiden Ver bindungen zu. verwenden. The optically active compound is optically active pyrrolidonecarboxylic acid-2 or the ammonium salt thereof, or a mixture of these two compounds . use.
Als erfindungsgemäßes flüssiges Medium kann jede Flüssigkeit dienen, in der die Salze des «K-Aminolactaas mit der optisch aktiven Pyrolidoncarbonsäuren nahezu unlöslich sind, während sich das ct-Aminolactaa selbst wohl in dieser Hilfsflüssigkeit auf-As a liquid medium according to the invention, any Serve liquid in which the salts of «K-aminolactaas with the optically active pyrolidonecarboxylic acids are almost insoluble, while the ct-aminolactaa itself probably dissolves in this auxiliary liquid.
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löst. Solche Flüssigkeiten sind z. B. Dioxan und Kohlenwasserstoffe wie Benzin, kerosin, Hexan, Heptan, Benzol, Toluol, Xylol, toesitylen, Jyclohexan und Alkylcyclohexan. solves. Such liquids are e.g. B. dioxane and hydrocarbons such as gasoline, kerosene, hexane, heptane, benzene, toluene, xylene, toesitylene, cyclohexane and alkylcyclohexane.
Nach einer Ausführun^sform dec erfindun^s^emäßen Verfahrens wird das Gemisch von D- und L-cfc-ii mit L-Pyrrolidoncax'bonsäure-2 in dem flüssigen Hediuni zusammengebracht, wodurch das L,L-BaIz niederschlägt. According to one embodiment of the process according to the invention, the mixture of D- and L-cfc-ii is brought together with L-pyrrolidone-cax'-2-acid in the liquid Hediuni, whereby the L, L-ball is precipitated.
Um zu einer möglichst :,-uten Trennung zwischen D- und L-ctr-Aminolactam zu ;;elanj.;en, empfiehlt es sich, maximal 1 Iiol, vozu^sweise o,9 bis 1 Ho 1 L-Pyrrolidoncarbonsäure-2 pro Hol L- a-üminolactam su verwenden .In order to achieve the best possible:, - uten separation between D- and L-ctr-aminolactam to ;; elanj.; En, it is recommended to a maximum of 1 Iiol, mostly 0.9 to 1 Ho 1 L-pyrrolidonecarboxylic acid-2 Use L-a-üminolactam su per haul .
Das Gemisch von D-- und L- cL-Aminolactam kann auf mehrere Weisen mit der Pyrrolidoncarbonsäure in dem flüssigen Medium zusammengebracht werden. Man kann z. B. die Gäure in einer Lösung von Ii- und L- CLr Aminolactam in diesem Medium suspendieren oderThe mixture of D- and L-cL-aminolactam can be brought into contact with the pyrrolidone carboxylic acid in the liquid medium in several ways. You can z. B. suspend the gures in a solution of Ii- and L- CLr aminolactam in this medium or
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einer Lösung von D- und L-α-Aminolactam in dem flüssigen Medium eine Lösung der Säure in einem polaren Lösungsmittel, wie Alkohol oder Wasser, beigeben.a solution of D- and L-α-aminolactam in the a solution of the acid in a liquid medium Add polar solvents such as alcohol or water.
Nach einer anderen Ausführunysform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eines der beiden Reagenzien, in einem polaren Lösungsmittel aufgelöst und diese Lösung nach und nach dem flüssigen Medium zugesetzt, in" der das andere Reagenz zerteilt ist, während zu gleicher Zeit das polare Lösungsmittel aus dem Medium ausgeschieden wird..According to another embodiment of the invention Procedure is one of two reagents, dissolved in a polar solvent and this solution is gradually added to the liquid medium in which the other reagent is divided, while at the same time the polar solvent is excreted from the medium ..
han bevorzugt jedoch beide Reagenzien in demselben polaren Lösungsmittel aufzulösen, diese Lösung dem flüssigen Medium beizugeben und das polare Lösungsmittel aus der Hilfsflüssigkeit abzudestillieren. Es ist vorteilhaft, das polare Lösungsmittel nach und nach beizugeben und sowohl das Destillieren wie das Zusetzen desselben mit gleicher Geschwindigkeit durchzuführen.however, han prefers both reagents in the same dissolve polar solvent, add this solution to the liquid medium and the polar solvent to be distilled off from the auxiliary liquid. It is beneficial to follow the polar solvent and afterwards to be added, and both the distilling and the adding of the same at the same rate perform.
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Als polares Lösungsmittel wählt man vorzugsweise eine !''lüssigkeit, welche sich nicht mit der Hilfsflüssigkeit mischen läßt, jiese !''lüssi^keiten lassen sich dann leicht im Destillat voneinander trennen und danach aufs neue verwenden.The polar solvent chosen is preferably a liquid that does not dissolve with the Mix the auxiliary liquid, these! '' Liquids can then be easily separated from each other in the distillate and then used again.
Das L,L-SaIz kann von darin befindlichem, J,L-balz Sereinigt werden, indem man es während einiger Zei^ mit einer Menge L-et-Aminolactam erhitzt, welche der Menge des im D,L-SaIz gebundenen D-ct-Aminolactams mindestens gleichkommt« Diese Erhitzung kann in dem verwendeten Medium erfolgen, in der die erforderliche Menge L- et-AminoIactarn aufgelöst ist.The L, L-SaIz can be found in it, J, L-Balz Be cleaned up by keeping it during some Zei ^ heated with a lot of L-et-aminolactam, which is the amount of the D-ct-aminolactam bound in the D, L-salt at least equals «This heating can take place in the medium used, in which dissolved the required amount of L-et-AminoIactarn is.
Es eeigt sich, daß das Gleichgewicht:It tends to be that the equilibrium:
D,L-B*la AminolactamD, L-B * la Aminolactam
L1L-SaIz + D-ct-L 1 L-SaIz + D-ct-
sicil unter dienen Verhältnissen nach rechts verla-sicil left under the conditions to the right.
Bti Vejpwendung von maximal 1 Mol L-Pyrrolicloncarbon· Bti Vejpwendung of a maximum of 1 mole of L-Pyrrolicloncarbon ·
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säure je Mol Ir-ft-iuninolactam läßt sich diese Keiniiauri£,,· in einfacher if/eise durchführten, indem nail das balz ohne weiteres in dem Kedium, in dem es sich gebildet hat, erhitzt, weil die erforderliche Ken^e i-cfc-Aminolactam darin noch anwesend ist.acid per mole of Ir-ft-iuninolactam, this noi ia uri £ ,, · can be carried out in a simple manner by nail heating the courtship in the kedium in which it has formed, because the required key i-cfc-aminolactam is still present in it.
Vorzugsweise Jedoch wird das L1L-SaIz von der Flüssigkeit getrennt und in einem polaren Lösungsmittel aufgelöst, worauf die anfallende Lösung, in Anwesenheit einer Menge It-<t-Aminolactam, welche der im .U1L-UaIz gebundenen Menge B-Cb-Ariiinolactam mindestens äquivalent ist, mit einer frischen I-ienge des. flüssigen Mediums zusammengebracht wird und das It9Jr-Salz aufs neue durch Ausscheidung des polaren Lösungsmittel» gefällt wird.Preferably, however, the L 1 L salt is separated from the liquid and dissolved in a polar solvent, whereupon the resulting solution, in the presence of an amount of It- <t-aminolactam, which corresponds to the amount of B-Cb bound in the .U 1 L-UaIz Ariinolactam is at least equivalent, is brought into contact with a fresh amount of the liquid medium and the It 9 Jr salt is precipitated again by excretion of the polar solvent.
Ein anderes, sehr* geeignetes Reinigungsverfahren besteht aus Extraktion des Ir,L-Salzes mit einem Alkohol, in dem. das Dt L-SaIz sich leichter als das L-L-SaIz lösen läßt. Derartige Alkohole sind z, B. Methanol, Äthanol, Isopropanol und Butanol.Another, very * suitable cleaning process consists of extracting the Ir, L salt with an alcohol in which. the D t L-SaIz can be loosened more easily than the LL-SaIz. Such alcohols are, for example, methanol, ethanol, isopropanol and butanol.
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Auf Wunsch uamj das Jj,L-balz, bevor* dieses von dem ^,L-SaIz Äereinir.t wii'd, während einiger Zeit in einer frischen I"'en^e des flüssigen Heddiums auf Siedetemperatur gehalten v/erden, damit es von etwaig· okkludiertern freiem et-Aminolactam befreit wird.If so desired, the Jj, L-Balz, before * this from the ^, L-SaIz Ä ereini r .t wii'd, be kept for some time in a fresh I "'en ^ e of the liquid heddium at boiling temperature so that it is freed from any occluded free et-aminolactam.
Die Isutterlau^e, welche zurückbleibt, nachdem das LjL-LaIz aus dem Gemisch von ü- und L-Cfc-Amino Iac tarn ausgeschieden ist, verhält sich inert in Bezug auf Watrium. Dadurch ist e^ auf einfache Weise möglich, das darin vorhandene i)-GL-Aminolactam durch Erhitzung der LOSUn13; mit iJatrium zu racemisieren. Vor,-zu;;sweise jedoch wird die iiacemisierunj,,· durchgeführt, indem die Lösung in Anwesenheit einer se;cin~ gen Menge trocknen Natriurahydroxyds erhitzt wird.The Isutterlau ^ e, which remains after the LjL-LaIz has excreted from the mixture of α- and L-Cfc-Aminolacarn, behaves inert with respect to sodium. This makes it possible in a simple manner to remove the i) -GL-aminolactam present therein by heating the LOSUn 13 ; to racemize with iSodium. Before, however, the -zu ;; sweise iiacemisierunj ,, · is carried out by passing the solution in the presence of a s e c i n ~ gen amount of dry Natriurahydroxyds is heated.
Aue dem L,L-SaIz werden L—α-Aminolactam und L—Pyrrolidoncarbonsäure-2 gewonnen. Uach einer besonderes geeigneten Methode wird eine wässerige Lösung des L,L-ßalzes über einen Kationenaustauscher, vorzugsweise über dessen Ammoniuraform, geleitet. Bas it-Aminolactam wird dabei von dem Ionenaustauscher adsor-The L, L-salts become L-α-aminolactam and L-pyrrolidonecarboxylic acid-2 won. According to a particularly suitable method, an aqueous solution of the L, L salt via a cation exchanger, preferably via its ammonium form. Bas it aminolactam is adsorbed by the ion exchanger
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biert, während die Pyrrolidoncarbonsäure als eine wässrige Lösung von Ammoniuinpyrrolidonat aus dem Ionenaustauscher austritt, aus dieser Lösung läßt sich auf bekannte Weise die Pyrrolidoncarbonsäure freimachen, welche sich dann zu einer folgenden JJ,L-Trermung verwenden läßt. Auch kann man die Lösung als solche, eventuell nach Eindampfen, zu diesem Zwecke anwenden. Das von dem lonenaustauscher adsorbierte L-fiLrAminolactam wird, vorzugsweise mit einer wässerigen Ammoniaklösung eluiert.beer, while the pyrrolidonecarboxylic acid as a aqueous solution of Ammoniuinpyrrolidonat from the Exits ion exchanger, leaves this solution free the pyrrolidonecarboxylic acid in a known manner, which then becomes a following JJ, L-terminations can be used. You can also get the solution use as such, possibly after evaporation, for this purpose. That of the ion exchanger adsorbed L-fiLrAminolactam is, preferably eluted with an aqueous ammonia solution.
Dies biete den Vorteil, daß bei Verdampfung de« Ammoniaks auß dem ICluat eine Lösung des freien L-cfc-iiminolactanis zurüekbl'eibt, während außerdem der Ionenaustauscher in den ursprünglichen Zustand zurückgebracht wird*This offers the advantage that when the ammonia evaporates from the fluid, a solution of the free L-cfc-iiminolactanis remains, while also the ion exchanger is returned to its original state *
Als B.ationenaustaußcher verwendet man vorzugsweise sulfonierte Copolymere von Divinylbenzol und Styrol· Man kann jedoch auch andere übliche Kationenaustauscher an v/enden.The preferred option is to use as a cation exchanger sulfonated copolymers of divinylbenzene and styrene · However, other conventional cation exchangers can also be used at v / ends.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahren liegen auf de'r Hand. An erster Stelle sei erwähnt, daß das Verfahren weniger umständlich ist und außerdem spartThe advantages of the method according to the invention are obvious. In the first place it should be mentioned that the Procedure is less cumbersome and also saves
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man an Chemikalien, weil nach der -Entfernung des L,L-£alzes aus dem* flüssigen Medium eine Lösung zurückbleibt, die keine Pyrrolidoncarbonsäure enthält, so daß man das in der Lösung befindliche D-Ctr-Aminolactam vor der Racemisierung nicht von dieser Verbindung zu trennen braucht. Zweitens läßt sich diese Racemisierung viel einfacher durchführen und erzielt man einen wesentlich höheren Wirkungsgrad.chemicals, because after the removal of the L, L salt from the liquid medium a solution remains that does not contain pyrrolidonecarboxylic acid, so that one is in the solution D-Ctr-aminolactam before racemization not from this connection needs to be disconnected. Second, this racemization can be much easier perform and achieve a much higher degree of efficiency.
Nach einer anderen Ausführunisform des erfindunt„sgewäf3en Verfahrens wird das Gemisch von D- und L-Qr Aminolactam mit D-Pyrrolidoncarbonsäure in dem flüssigen Medium zusammengebracht, wodurch das D,D-SaIz fällt. Dieses Salz wird in D-Pyrrolidoncarbonsäure, die aufs neue benutzt wird, und in D-tfÄminolactam, da» racemisiert wird, aufgespaltet. Aus der Mutterlauge kann z. B, durch Eindampfung das L-Qr Aminolactam gewonnen werden.According to another Ausführunisform of erfindun t "sgewäf3en method, the mixture of D- and L-Qr aminolactam with D-pyrrolidone carboxylic acid is contacted in the liquid medium falls whereby the D, D-Saiz. This salt is split up into D-pyrrolidonecarboxylic acid, which is used again, and D-tfeminolactam, which is racemized. From the mother liquor z. B, the L-Qr aminolactam can be obtained by evaporation.
Um zu einer möglichst vollständigen Trennung von D- und L-Or-Aminolactam zu gelangen, empfiehlt es sich mini»*! 1 Mol D-I^rrolidoncarboneäure-2 Je Mol D-flhIn order to achieve as complete a separation as possible of D- and L-Or-aminolactam, it is recommended mini"*! 1 mole of D-I ^ rrolidoncarbonicäure-2 per mole of D-flh
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Amino lactam- zu verwenden. Vorzugswelse bedient man sich eines ^erin^en Überschußes, bis zu o,1 Hol.Amino lactam- to use. Preferred catfish are served an excess, up to 0.1 Hol.
erfinctun;-;sfoemäi.5e Verfahren eignet »ich besonder» für die Herstellung von L-Or-Amino-g-caprolactam. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise da» Gemisch von L- und ^-ct-Äniino-fi-caprolactam mit L-jpyrrolidon- γ carbonsäure in v/asser gelöst, worauf diese Lösung nach und nach auf siedendes Toluol fyepumpt wird, .jabei schlfift das L,L-oalz nieder, während das Wasser azeotropisch abdestilliert.invent ; -; sfoemäi.5e method is »I especially» suitable for the production of L-Or-Amino-g-caprolactam. For this purpose, the mixture of L- and ^ -ct-Äniino-fi-caprolactam with L-pyrrolidone- γ carboxylic acid is preferably dissolved in water, whereupon this solution is gradually pumped to boiling toluene, but that sleeps L, L-oalz, while the water distills off azeotropically.
Vorzugsweise wird das L-it-Amino-^-caorolactam nach einem Kreisprozeß hergestellt, wobei eine wässrige Lösung von l),L-<Wunino-£-caprolaetam· und L-Ammo— nxumpyrrolidonat, welche o,9 bis 1 Mol Ammoniumpyrrolidon'at ό« ^ol L-ct-Amino-^-caproläctam enthält, in Toluol gebracht und das Wasser verdampft wird. Der anfallend«? Niederschlai; wird ausgeschieden und aufs neue gefällt, indem dieser nach Auflösung in Wasser und unter Zülät'z' einer Menge L-dt-Amino-6-caprolactimV* welche0 der am Wi'eäeriscnlag befindlichen Menge D-ct-Amino-£,-capr6iactäni"mindestens gleiciikommt, : in 'foluol gebracht wird, wonach man das Wasser ver-The L-it-amino- ^ - caorolactam is preferably prepared by a cycle process, an aqueous solution of l), L- <Wunino- ε -caprolaetam · and L-ammo- nxumpyrrolidonat, which 0.9 to 1 mol of ammonium pyrrolidone ' at ό «^ ol L-ct-amino - ^ - contains caprolactam, brought into toluene and the water is evaporated. The accruing «? Precipitation; is eliminated and precipitated again by this after dissolution in water, and Zülät'z 'an amount of L-dt-amino-6-caprolactimV * 0 which the amount available on the Wi'eäeriscnlag D-ct-amino- £, -capr6iactäni "at least the same thing : is brought into 'foluene, after which the water is
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dampft. Der Niederschlag: vird von neuem ausgeschieden und in Wasser aufgelöst, worauf diese Lösung» über einen Kationenaust&u&cher t.«führt wird, der mit einer wässerigen Ammoniaklösung vorbehandelt ist. Die aus dem ionenaustauscher austretende Lösung von L-Atamoniumpyrrolidonat wird eventuell nach liiindampfun^ in den Prozess zurückgeführt, um aufs neue mit i),L-<t-Aniino-^-caprolactam zu rea^iex'en. Das am Ionenaustauscher adsorbierte L-£-\A.mino-£-caprolactara wird mit einer wässerigen Aminonioklösung eluiert, wodurch der Ionenaustauscher1 regeneriert wird, und eine wässerige Lösunto von L-ct-Amino-^capi'oladbaiiä anfällt, wovon ein Teil ^etebenenfalls nach Üindarapfuns» beim oben beschriebenen, erneuten Fällen des ITiederschlai's zugesetzt v/ii"d« .üas Toluol, das zurückgeblieben ist, nachdem der Niederschlag dttaus ausgeschieden ist, wird zur Hacemieierung des darin befindlichen D-ct-Amino-^-Oaprolactams mit trocknem Natriumhydroxyd bis zum Sieden erhitzt. Anschließend wird das Natriumhydroxid entfernt und die Lösung mit Wasser extrahiert, wodurch eine wässerige Lösung von DjL-it-Aatino-g-caprolÄctaii anfällt, welche wieder in den FroxeB zurückgeführt wird·steams. Precipitation: vird dissolved again excreted and in water and this solution "over a Kationenaust & u t cher" leads is that is pre-treated with an aqueous ammonia solution.. The solution of L-atamoniumpyrrolidonate emerging from the ion exchanger is possibly returned to the process after steaming in order to react again with i), L- <t-aniino- ^ - caprolactam. The on the ion exchanger adsorbed L £ - \ A.mino- £ -caprolactara is eluted with an aqueous Aminonioklösung, the ion exchanger 1 which is regenerated and an aqueous Lösun to L-ct-amino ^ capi'oladbaiiä obtained, of which a Part of the toluene, which has remained after the precipitate has separated out, is used to hacemize the D-ct-amino contained in it, also according to Üindarapfuns. Oaprolactams are heated to boiling with dry sodium hydroxide. The sodium hydroxide is then removed and the solution extracted with water, whereby an aqueous solution of DjL-it-Aatino-g-caprolÄctaii is obtained, which is returned to the FroxeB.
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Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für die Herstellung von L-ctrAmino-^-caprolactam, kann Jedoch auch zur Herstellung von L-ct-Asiinolactamen mit mehr oder weniger kohlenstoffatomen im -tiing, wie z. B. L-Ot-AminoÖnantholactam und L-flhAminovalerolactam, angewandt werden.The invention is of particular importance for the production of L-ctrAmino - ^ - caprolactam, but can also be used for the production of L-ct-Asiinolactams with more or less carbon atoms in the -tiing, such as. B. L-Ot-AminoÖnantholactam and L-flhAminovalerolactam can be used.
Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die Herstellung von L-A-AminoIactarn, sondern umfaßtThe invention is not limited to the production of L-A-amino lactarn, but includes
zugleich diejenige von D-it-Aminolactam, welche ersterer analog ist.at the same time that of D-it-aminolactam, which the former is analog.
218,3 g (1,7 Hol) D,L-flfr»Amino-£-caprolactam wird mit 99,1 g ζο,77 Mol) L-Fyrrolidoncarbonsäure-2 in 5oo g Wasser gelöst. Biese Lösung wird in einer Stunde mit solcher Geschwindigkeit in 3 1 siedendes Toluol gepumpt, daß pro Zeiteinheit ebensoviel Wasser abdestilliert wie beigegeben wird. Anschließend wird die Erhitzung noch eine halbe Stunde fortgeführt. Sarftuf wird da· Reaktionsg*- Biiech Xn heißem Zustand filtriert und der Niederschlag durch Absaugen möglichst vollständig von „ " ~ ·*218.3 g (1.7 Hol) D, L-flfr »Amino-ε-caprolactam is dissolved with 99.1 g ζο.77 mol) L-fyrrolidonecarboxylic acid-2 in 500 g water. This solution is pumped into 3 liters of boiling toluene in one hour at such a rate that as much water is distilled off per unit of time as is added. The heating is then continued for half an hour. Sarftuf since · Reaktionsg * - Xn Biiech filtered while hot and the precipitate by suction as completely as possible of "" ~ · *
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— 17 —
.Flüssigkeit befreit.- 17 -
.Liquid freed.
Der Niederschlag wird in 1,5 1 frisches Toluol gebracht, in dem er. während einer halben Stunde auf Siedetemperatur gehalten wird. Danach wird 3r abfiltriert und getrocknet. Dadurch fällt 196,9 g Salz an, das zu 95 # aus L,L-SaIz besteht (Wirkungsgrad 99»4- /<>, berechnet in bezug auf die verwendete Pyrrolidoncarbonsäure)«The precipitate is brought into 1.5 l of fresh toluene, by. is kept at boiling temperature for half an hour. After that, 3r filtered off and dried. This results in 196.9 g of salt, 95% of which consists of L, L salt (efficiency 99 »4- / <>, calculated with reference to the one used Pyrrolidone carboxylic acid) "
Dieses Salz wird in 3°o g Wasser gelöst, dem 1o,1 g L-A-Aniino-f-caprolactam zugesetzt wird. Diese Lösung wird in einer Stunde in 3 1 siedendes Toluol gepumpt; der anfallende Niederschlag wird noch während einer halben Stunde im siedenden Toluol erhitzt, abfiltriert, und aufs neue in Toluol bis zum Sieden erhitzt, abfiltriert und getrocknet, das alles in der oben beschriebenen Weise. Auf diese Weise fällt 196,1 g Salz an, wovon 98,8 ^ L,L-SaIz.This salt is dissolved in 3 ° o g of water, the 1o, 1 g L-A-Aniino-f-caprolactam is added. This solution is pumped into 3 l of boiling toluene in one hour; the resulting precipitation is still during Heated for half an hour in boiling toluene, filtered off, and again in toluene until boiling heated, filtered off and dried, all in the manner described above. In this way 196.1 g of salt are obtained, of which 98.8 ^ L, L-salt.
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Die nach Beispiel 1 erhaltenen lOluolfraktionen werden, nachdem das Salz daraus entfernt ist, zusammengefügt und bis zu einem Volumen von etwa 3 1 eingedampft, wodurch eine etwa 5 gewichtspro— zentige Lösung von df-Amino-^-caprolactam anfällt, welche vorwiegend die .D-Form enthält. Dieser Lösung wird o,6 g (o,5> Gewichtsprozente bezüglich des Aminolactams) trocknes Natriumhydroxyd zugesetzt^ worauf das Gemisch während einer halben Stunde auf Siedetemperatur gehalten wird. Anschließend wird das Reaktionsgemisch zur Entfernung des Natrium- « hydroxyds in einer halben Stunde bis auf 90° G gekühlt und filtriert. Be stellt sich heraus, daß das Aminolactam völlig raceraisiert ist, währetä man keine Verluste an tf-Aaino-g-caprolactam feststellen konnte.The loluene fractions obtained according to Example 1, after the salt has been removed therefrom, are combined and evaporated to a volume of about 3 liters, whereby an about 5 percent by weight solution of df-amino - ^ - caprolactam is obtained, which mainly contains the .D - Contains shape. To this solution, 0.6 g (0.5% by weight based on the aminolactam) of dry sodium hydroxide is added, whereupon the mixture is kept at the boiling temperature for half an hour. Then the reaction mixture to remove the sodium 'hydroxide in a half hour is up to 90 ° G cooled and filtered. It turns out that the aminolactam is completely racerized, while no loss of tf-aaino-g-caprolactam was found.
Das nach Beispiel 1 hergestellte Salz wurde in 6oo g Wasser gelöst, wodurch eine etwa 25 gewichtsprozentige Lösung des üalae» anfiel. Diese Lösung wurde bei einer Temperatur von 55° G mit einer Raumge-The salt prepared according to Example 1 was 6oo g Water dissolved, creating an approximately 25 percent by weight Solution of the üalae »accrued. This solution was at a temperature of 55 ° G with a room
echwindigkeit =» 1 über 55o ml eines "Dowex 5o" 909804/1295 speed = »1 over 55o ml of a" Dowex 5o " 909804/1295
Latiorienaufctauschers in der Ammoniumform geführt, der darauf mit Wasser gewaschen wuräe bis sich im Waschwasser keine Pyrrolidoncarbonsäure mehr nachweisen lieii. Der Ionenaustauscher wurde anschließend, gleichfalls bei 55° G, mit 5°° n'l 5 % wässerigen iuumoniaklösuny; extrahiert und mit Wasser nachgewaschen. Die anfallende Lösung enthielt eine Menge ci-Amino-i-caprolactain, welche derjenigen im Salz äquivalent war. Das Produkt bestand zu 98,8 £ aus der L-]?onn,Latiorienaufctauschers led in the ammonium form, which was then washed with water until no more pyrrolidonecarboxylic acid could be detected in the washing water. The ion exchanger was then also at 55 ° G, with 5 °° n 'l 5% aqueous iuumoniaklösuny; extracted and washed with water. The resulting solution contained an amount of ci-amino-i-caprolactain which was equivalent to that in the salt. The product consisted of £ 98.8 from the L -]? Onn,
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