DE1518065C - Process for the production of L- and DL-cysteine hydrochloride or DL-cystine by acid hydrolysis of keratins - Google Patents

Process for the production of L- and DL-cysteine hydrochloride or DL-cystine by acid hydrolysis of keratins

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DE1518065C
DE1518065C DE19651518065 DE1518065A DE1518065C DE 1518065 C DE1518065 C DE 1518065C DE 19651518065 DE19651518065 DE 19651518065 DE 1518065 A DE1518065 A DE 1518065A DE 1518065 C DE1518065 C DE 1518065C
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Hans Dr. 2082 Moorege Schultze
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Nordmark-Werke Gmbh, 2000 Hamburg
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Nach den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von reinem L- und D L-Cysteinhydrochlorid aus Keratinen werden Haare meist mit Salzsäure hydrolysiert und nach Abstumpfen oder Abdestillieren der Säure ein nur schwach saurer pH-Wert eingestellt, wodurch schwer lösliches Cystin ausfällt. Zur Reinigung wird unter Einsatz von viel Aktivkohle auf verschiedene Weise umkristallisiert. Die Ausbeuten an reinem Cystin betragen dabei etwa 60J0, bezogen auf ungereinigte Haare. Bei der nachfolgenden Reduktion zu Cystein oder Cysteinhydrochlorid treten weitere Ausbeuteverluste ein, so daß diese Verfahren unvorteilhaft arbeiten.According to the previously known processes for the production of pure L- and D L-cysteine hydrochloride from keratins, hair is usually hydrolyzed with hydrochloric acid and, after the acid has been blunted or distilled off, a weakly acidic pH value is set, as a result of which sparingly soluble cystine precipitates. For cleaning, recrystallization is carried out in various ways using a lot of activated carbon. The yields of pure cystine are about 6 0 J 0 , based on uncleaned hair. In the subsequent reduction to cysteine or cysteine hydrochloride, further losses in yield occur, so that these processes work unfavorably.

Es sind eine Reihe von analytischen Methoden zur quantitativen Bestimmung von Cystin bekannt (Houben — Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, 11/2, S. 430), in denen das Cystin durch Überführung in das schwer lösliche Cystein-Kupfer(I)-mercaptid quantitativ aus den Hydrolysaten isoliert wird. Durch Zersetzen des Mercaptides mit Schwefelwasserstoff oder Rhodaniden wird das Cystin als Cysteinhydrochlorid oder nach Oxydation als Cystin in Substanz erhalten. Diese Verfahren sind wegen ihrer Umständlichkeit und der nötigen Mengen teurer Chemikalien lediglich von analytischem Ineresse.A number of analytical methods for the quantitative determination of cystine are known (Houben - Weyl, methods of organic chemistry, 4th edition, 11/2, p. 430), in which the cystine by conversion into the poorly soluble cysteine copper (I) mercaptide quantitatively from the hydrolysates is isolated. By decomposing the mercaptide with hydrogen sulfide or rhodanides, the cystine becomes as cysteine hydrochloride or after oxidation as Preserved cystine in substance. These procedures are because of their awkwardness and the quantities involved expensive chemicals are only of analytical interest.

In der, USA.-Patentschrift 2 376186 wird eine Methode zur Herstellung von Cystein beschrieben, in der die genannten Mangel teilweise beseitigt sind. Hier wird das saure Hydrolysat durch Lauge abgestumpft und das Cystin durch Zugabe von Kupfer(I)-oxyd als unlöslicher Cystein-Kupfer(I)-mercaptidkomplex ausgefällt! Dieser Komplex wird in der üblichen Weise durch Zersetzung mit Schwefelwasserstoff aufgearbeitet, wobei eine wäßrige Lösung von Cystein anfällt. Durch Einengen läßt sich daraus kristallisiertes Cystein abscheiden. Die erzielbaren Ausbeuten sind bei diesem Verfahren ungenügend. Außerdem ist das erhaltene Cystein kein reines L-Cystein, sondern ein, je nach den Hydrolysenbedingungen, mehr oder minder stark racemisiertes Produkt. Weitere Nachteile sind der nicht unerhebliche Verbrauch von Kupfer(I)-oxyd, das Arbeiten mit dem giftigen Schwefelwasserstoff und die problematische Abtrennung der großen Mengen von feinstem Kupfersulfidschlamm von der sauerstoffempfindlichen Cysteiiilösung. . . .U.S. Patent 2,376,186 discloses a Method for the production of cysteine is described in which the mentioned deficiencies are partially eliminated. Here the acidic hydrolyzate is blunted by lye and the cystine by adding copper (I) oxide precipitated as an insoluble cysteine copper (I) mercaptide complex! This complex is used in the usual Way worked up by decomposition with hydrogen sulfide, an aqueous solution of Cysteine accumulates. Crystallized cysteine can be separated from it by concentration. The achievable yields are inadequate in this procedure. In addition, the cysteine obtained is not pure L-cysteine, but, depending on the hydrolysis conditions, a more or less strongly racemized product. Further Disadvantages are the not inconsiderable consumption of copper (I) oxide and working with the poisonous Hydrogen sulfide and the problematic separation of large amounts of the finest copper sulfide sludge of the oxygen-sensitive cystic solution. . . .

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von l- und DL-Cysteinhydrochlorid bzw. DL-Cystinhydrochlorid durch saure Hydrolyse von Keratinen und Isolierung der in den Hydrolysaten enthaltenen Cysteins bzw. Cystins, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hydrolyse mit Schwefelsäure durchgeführt wird, das schwefelsaure Hydrolysat mit überschüssigem, katalytische Mengen Kupferoxyd oder Kupfersulfat enthaltendem Kupferpulver bei 40 bis 1000C gerührt und dann durch Verdünnen mit Wasser bei etwa 40 bis 80° C auf einen Gehalt von unter 10°/0 freier Säure gebracht, der ausgefällte Niederschlag des Cystein-Kupfer(I)-mercaptides abgesaugt und mit Wasser gewaschen, sodann zu dem Mercaptid Salzsäure zugesetzt wird, wodurch es völlig oder teilweise gelöst wird, und die erhaltene Lösung unter Verwendung eines Diaphragmas elektrolytisch reduziert, die entstandene Cysteinhydrochloridlösung von mitentstandenem Kupferpulver abgesaugt, eingedampft und zur Abscheidung von J.-Cysteinhydrochlorid aus Wasser umkristallisiert wird.The invention relates to a process for the production of l- and DL-cysteine hydrochloride or DL-cystine hydrochloride by acid hydrolysis of keratins and isolation of the cysteine or cystine contained in the hydrolysates, which is characterized in that the hydrolysis is carried out with sulfuric acid, the sulfuric acid hydrolyzate stirred with excess, catalytic amounts of copper oxide or copper sulfate containing copper powder at 40 to 100 0 C and then brought by dilution with water at about 40 to 80 ° C to a content of below 10 ° / 0 free acid, the precipitated precipitate of the Cysteine copper (I) mercaptides suctioned off and washed with water, then hydrochloric acid is added to the mercaptide, whereby it is completely or partially dissolved, and the resulting solution is reduced electrolytically using a diaphragm, the resulting cysteine hydrochloride solution is suctioned off from the copper powder formed, evaporated and for the separation of J. cysteine hydr chloride is recrystallized from water.

Das Keratin wird mit Schwefelsäure einer Konzentration von 40 bis 80°/0 hydrolysiert. Durch Einengen der Mutterlauge läßt sich weiterhin kristallisiertes Cysteinhydrochlorid - Racemat abscheiden oder durch Oxydation entsprechend racemisiertes Cystin erhalten. Das bei der elektrolytischen Reduktion anfallende Kupferpulver läßt sich· direkt wieder für die Herstellung des Cystein-Kupfer(l)rmercaptides einsetzen. ■■'''■'··' "; ■'-: ? Die Menge des einzusetzenden Kupferpulvers liegtThe keratin is hydrolyzed with sulfuric acid at a concentration of 40 to 80 ° / 0. By concentrating the mother liquor, crystallized cysteine hydrochloride racemate can furthermore be separated off or correspondingly racemized cystine can be obtained by oxidation. The copper powder obtained in the electrolytic reduction can be used again directly for the production of the cysteine copper (l) mercaptide. ■■ '' ■ '··'';■' -: The amount of the copper powder is

ίο zweckmäßig bei 2,5 bis 6 Mol pro Mol Cystein. Bei dem Auflösen des Mercaptides in Salzsäure müssen mindestens 1,5 Mol Salzsäure pro Mol Cystein angewendet werden. Der Grad der Verdünnung ist hier nicht entscheidend.ίο appropriate at 2.5 to 6 moles per mole of cysteine. at To dissolve the mercaptide in hydrochloric acid, at least 1.5 moles of hydrochloric acid per mole of cysteine must be used will. The degree of dilution is not critical here.

Nach den bisher bekannten Verfahren wurde die Bildung des Cystein-Kupfer(I)-mercaptides durch Zusatz von Kupfer(I)-oxyd oder -chlorid zu dem vorher durch Basenzusatz abgestumpften Hydrolysat erreicht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden dagegen die beträchtlichen Mengen Lauge, die zum Abstumpfen der Säure im Hydrolysat erforderlich wären, eingespart. Der gemäß dem vorliegenden Verfahren bei 40 bis 8O0C erhaltene Mercaptid-Niederschlag läßt sich im Gegensatz zu den Verhältnissen bei den bekannten Verfahren ohne Schwierigkeiten absaugen, da er in grober Form ausfällt. Dazu kommt, daß der im stark sauren Bereich (10°/oige H2SO4) und bei erhöhter Temperatur ausgefällte Mercaptidniederschlag beim vorliegenden Verfahren außerordentlich rein anfällt, so daß andere Aminosäuren darin nicht enthalten sind. Die Reinheit zeigt sich auch darin, daß bei der gesamten Verarbeitung praktisch keine Aktivkohle gebraucht wird, was ebenfalls erheblich kostenmindernd wirkt. Überraschend ist, daß die Fällung unter diesen Bedingungen quantitativ ist, obwohl Lucas und Beveridge (Biochem. Journal, 34, S. 1359) bereits in kalter, 0,5 η-Schwefelsäure eine recht erhebliche Löslichkeit des Mercaptidniederschlages fanden. Diese überraschend geringe Löslichkeit ist der Abwesenheit von Chlorionen zu verdanken. Ein-weiterer entscheidender Vorteil des erfindungigemäßen Verfahrens ist der äußerst geringe Kupferverbrauch. Bei der Anwendung von Kupfer(I)-oxyd wird aus stöchiometrischen ' Gründen die doppelte Menge gebraucht als bei Anwendung von Kupferpulver, da die eine Hälfte bei der Reduktion des Cystins zu Cystein in zweiwertiges Kupfer übergeht, das mit der Mutterlauge verworfen wird:According to the previously known processes, the formation of the cysteine copper (I) mercaptide was achieved by adding copper (I) oxide or chloride to the hydrolyzate previously blunted by the addition of base. In the process according to the invention, on the other hand, the considerable amounts of alkali which would be required to blunt the acid in the hydrolyzate are saved. Of the present process at 40 to 8O 0 C obtained according mercaptide precipitate can be vacuumed in contrast to the situation with the known methods without any difficulties, because it fails in coarse form. In addition, that in the strongly acidic region (/ o strength 10 ° H 2 SO 4) and precipitated at elevated temperature Mercaptidniederschlag extremely pure is obtained in the present process, so that other amino acids are not included therein. The purity is also shown by the fact that practically no activated carbon is required during the entire processing, which also has a considerable cost-reducing effect. It is surprising that the precipitation is quantitative under these conditions, although Lucas and Beveridge (Biochem. Journal, 34, p. 1359) found the mercaptide precipitate to be very soluble in cold 0.5 η-sulfuric acid. This surprisingly low solubility is due to the absence of chlorine ions. Another decisive advantage of the method according to the invention is the extremely low consumption of copper. When using copper (I) oxide, for stoichiometric reasons, twice the amount is needed than when using copper powder, since half of the amount is converted into divalent copper when the cystine is reduced to cysteine, which is discarded with the mother liquor:

A) 4Cu+ +R —S-S-R = 2CuSR-1-2 Cu++ B) 2Cu + R — S — S — R = 2 CuSRA) 4Cu ++ R-S-S-R = 2CuSR-1-2 Cu ++ B) 2Cu + R - S - S - R = 2 CuSR

In diesen Formeln bedeutet R den Rest -CH2-CH-COOHIn these formulas, R denotes the radical -CH 2 -CH-COOH

NH3 NH 3

Das Cystein-KupferCO-mercaptid ist in den Formeln nur schematisch wiedergegeben. Wahrscheinlich enthält es noch wechselnde Mengen Kupfer(I)-sulfat bzw. Kupfer(l)-chlorid sowie Kristallwasser gebunden.The cysteine copper CO-mercaptide is in the formulas only shown schematically. It probably still contains varying amounts of copper (I) sulfate resp. Copper (l) chloride and water of crystallization bound.

Da Cystein nicht ohne weiteres-mit Kupferpulver reagiert, war die Auffindung eines entsprechenden Katalysators nötig. Es wurde gefunden, daß es genügt, eine kleine Menge des Kupfers zu oxydieren, so daß die Reaktion nach Schema A ablaufen kann. Die dadurch entstandenen Kupfcr(II)-ioncn reagieren nunSince cysteine does not react readily with copper powder, a corresponding one was found Catalyst necessary. It has been found that it is sufficient to oxidize a small amount of the copper so that the reaction can proceed according to scheme A. The resulting copper (II) ions now react

3 43 4

mit dem Kupferpulver unter Bildung von Kupfer(I)- halten werden. Diese Arbeitsweise hat gegenüber demwith the copper powder to form copper (I) - will be held. This way of working has compared to the

ionen, die sich wiederum nach Schema A umsetzen, aus der Patentschrift 27 208 des Amtes für Er-ions, which in turn react according to scheme A, from patent specification 27 208 of the Office for Er-

so daß insgesamt die Reaktion nach Schema B ver- findungs- und Patentwesen in Ost-Berlin bekanntenso that, overall, the reaction according to scheme B is known in East Berlin

läuft. Verfahren, die Abtrennung durch Umkristallisierenrunning. Process, the separation by recrystallization

Von besonderer Bedeutung für das Verfahren ist die 5 aus konzentrierter Salzsäure vorzunehmen, den Vor-Of particular importance for the process is the 5 from concentrated hydrochloric acid, the pre

Art der Zersetzung des Mercaptides. Die bisher be- teil, daß eine Racemisierung in der heißen SalzsäureNature of the decomposition of the mercaptides. The hitherto involved that a racemization in the hot hydrochloric acid

kannten Methoden arbeiten mit Schwefelwasserstoff während der Kristallisation nicht stattfindet. Es ergibtKnown methods work with hydrogen sulfide while crystallization does not take place. It results

oder Rhodaniden, um das Kupfer als schwer lösliches sich so bei dem nur langsam kristallisierenden Cystein-or rhodanides, so that copper is difficult to dissolve, so in the case of the slowly crystallizing cysteine

Sulfid oder Rhodanid von dem leicht löslichen Cystein hydrochlorid eine bessere Ausbeute an reinemSulphide or rhodanide of the easily soluble cysteine hydrochloride give a better yield of pure

oder Cystein-hydrochlorid abtrennen zu können. io L-Cysteinhydrochlorid.or to be able to separate cysteine hydrochloride. io L-cysteine hydrochloride.

Diese Niederschläge sind sehr fein verteilt, so daß ihre .These precipitates are very finely divided, so their.

Abtrennung Schwierigkeiten macht, zumal ihnen das Beispiel 1 -Separation causes difficulties, especially since example 1 -

Cystein erst nach mehrfach wiederholtem Nach- 150 g ungereinigte Menschenhaare werden mit einerCysteine only after repeated repeated 150 g of uncleaned human hair with a

waschen entzogen werden kann und solche Lösungen Mischung aus 85 ml Wasser und 145 ml konzentrier-wash can be withdrawn and such solutions Mixture of 85 ml of water and 145 ml of concentrating

bekannterweise luftempfindlich sind. Erfindungsgemäß 15 tem H2SO4 15 Stunden lang auf 100° C erhitzt. Nachare known to be sensitive to air. According to the invention, H 2 SO 4 is heated to 100 ° C. for 15 hours. To

läßt sich die Zersetzung nun vorteilhaft durch Elektro- Verdünnen mit 600 ml Wasser wird von Ungelöstemthe decomposition can now be advantageously carried out by electro-diluting with 600 ml of water to remove any undissolved material

lyse erreichen. Diese Tatsache ist überraschend, denn abgesaugt und das Filtrat durch Nachwaschen mitachieve analysis. This fact is surprising, because sucked off and the filtrate by washing with

es ist bekannt (Biochem. biophysica Acta [Amsterdam], Wasser auf 1000 ml gebracht.it is known (Biochem. biophysica Acta [Amsterdam], water made up to 1000 ml.

23, S. 658 bis 659, März 1957), daß die Kupfer(I)- Das Hydrolysat wird auf 70°C erwärmt und mit mercaptide von Thiolaminosauren und -peptiden 20 etwa 25 g Kupferpulver gerührt, das 0,5 bis 1 g Sauersich nicht elektrolytisch reduzieren lassen; sie werden stoff enthält, entweder in Form von Cu2O, CuO oder deshalb in ihre Quecksilbermercaptide übergeführt, der äquivalenten Menge Kupfersulfat. Der Sauerstoff die ihrerseits elektrolytisch reduziert werden können. gehalt kann auch durch anfängliches, etwa 5 Minuten Erfindungsgemäß läßt sich die direkte elektrolytische langes kräftiges Einleiten von Luft erzielt werden. Reduktion des Kupfer(I)-mercaptides' glatt durch- 25 Nach 20. bis 40 Minuten ist die Mercaptidbildung führen, wenn der Kathodenflüssigkeit Salzsäure züge- beendet: Verdünnt man eine Probe durch Zugabe von setzt wird. Hierbei tritt je nach Menge und Tempera- 3 Teilen Wasser und filtriert vom ausgefallenen Mertur völlige oder teilweise Lösung des suspendierten captid ab, so läßt sich im ammoniakalisch gemachten Mercaptides ein. Der Vorgang der Auflösung ist als Filtrat mit KCN und Nitroprussidnatrium kein solcher nicht von entscheidender Bedeutung für die 30 Cystin mehr nachweisen. = ' Durchführbarkeit der Elektrolyse, da auch andere · Nun werden 21 6O0C warmes Wasser im Verlauf Stoffe, z. B. Cysteinhydrochloridlösung oder nicht zu von 30 Minuten hinzugerührt; der entstandene Niederverdünnte Schwefelsäure, das Mercaptid lösen können, schlag von Cystein-Kupfer(I)-mercaptid wird noch ohne daß hierdurch die gewünschte elektrolytische warm abgesaugt und mit etwa 11 warmen Wasser Zerlegung ermöglicht wird bzw. bei Schwefelsäure 35 nachgewaschen. Der Niederschlag wird im 600-mlglatt verläuft, Die Wahl der übrigen Elektrolysebe- Becherglas in 300 ml Wasser suspendiert und durch dingungen ist nicht von ausschlaggebender Bedeutung. Zugabe von 15 ml konzentrierter HCl zum Teil in Als KathodenmateriaJ kommen alle Metalle in Frage, Lösung gebracht: Es wird unter Magnetrühren kathodie edler als Eisen sind; zweckmäßig wird Kupfer disch elektrolysiert. Als Diaphragma dient eine zylinverwendet. Als Diaphragmenmaterial eignen sich die 40 drische Tonzelle, die mit etwa 100 ml verdünnter HCl üblichen säurebeständigen, auf Tonbasis hergestellten gefüllt ist. Die Anode besteht aus einem Graphitstab, Zylinder mit feiner Porosität. Als Anodenmaterial die Kathode aus einem um die Tonzelle gebogenen läßt sich vorteilhaft Graphit in verdünnter Salzsäure Kupferblech. Nachdem 12 bis 14 Ampere-Stunden als Anolyt verwenden. Wählt man die Salzsäurekon- verbraucht sind, ist die Reduktion beendet und ein zentration im Kathodenraum nicht zu hoch, so fällt 45 Probefiltrat frei von Kupferionen, wie man durch das bei der Elektrolyse entstehende Kupfer als Pulver Zugabe von Schwefelwasserstoff-Wasser erkennen an, das zu Boden sinkt. Das Absaugen des Kupfer- kann. Während der Elektrolyse ist das Mercaptid pulvers bereitet keine Schwierigkeiten, da es hierfür völlig in Lösung gegangen, und die äquivalente Menge grob genug anfällt. Es läßt sich direkt wieder, d. h. Kupferpulver hat sich dafür abgeschieden. Es wird ohne nachwaschen und trocknen zu müssen, zur 50 abgesaugt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Mercaptidbildung beim nächsten Ansatz verwenden. Man erhält etwa 22 g Kupferpulver zurück. Wenn Bei der gesamten Cystein-Herstellung geht also nur man es zur erneuten Mercaptidbildung wieder eindie als Katalysator zugesetzte Menge oxydierten setzen will, kann das Nachwaschen und Trocknen Kupfers verloren. entfallen. Das Filtrat wird mit Bariumchloridlösung23, pp. 658 to 659, March 1957) that the copper (I) - The hydrolyzate is heated to 70 ° C and stirred with mercaptide of thiolamino acids and peptides 20 about 25 g of copper powder containing 0.5 to 1 g of acid do not allow electrolytic reduction; They contain substance, either in the form of Cu 2 O, CuO or therefore converted into their mercury mercaptides, the equivalent amount of copper sulfate. The oxygen, which in turn can be reduced electrolytically. content can also be achieved by initial, about 5 minutes. According to the invention, the direct electrolytic long, vigorous introduction of air can be achieved. Reduction of the copper (I) mercaptides' smoothly 25 After 20 to 40 minutes, the formation of mercaptides is complete when the catholyte hydrochloric acid is added: a sample is diluted by adding. Here, depending on the amount and temperature, 3 parts of water and, filtered from the precipitated Mertur, complete or partial solution of the suspended captid can be incorporated into the ammoniacalized mercaptide. The process of dissolution is as a filtrate with KCN and sodium nitroprusside no longer of decisive importance for the cystine to be detected. = 'Feasibility of electrolysis, as other · Now 21 6O 0 C water over substances such. B. Cysteine hydrochloride solution or not added for 30 minutes; The resulting low-dilution sulfuric acid, which can dissolve the mercaptide, hit by cysteine-copper (I) mercaptide, is sucked off without the desired electrolytic warm and decomposed with about 11 warm water is made possible or washed with sulfuric acid 35. The precipitate runs smoothly in the 600 ml. The choice of the remaining electrolysis beaker suspended in 300 ml of water and by conditions is not of decisive importance. Addition of 15 ml of concentrated HCl partly in. All metals can be used as cathode materials. Solution: With magnetic stirring, cathodes are more noble than iron; expediently, copper is electrolyzed. A cylinder is used as the diaphragm. A suitable diaphragm material is the 40 drical clay cell, which is filled with about 100 ml of dilute HCl, the usual acid-resistant, clay-based. The anode consists of a graphite rod, cylinder with fine porosity. Graphite in dilute hydrochloric acid copper sheet can advantageously be used as the anode material for the cathode made of a sheet of copper bent around the clay cell. Use as anolyte after 12 to 14 amp hours. If you choose the amount of hydrochloric acid consumed, the reduction is complete and the concentration in the cathode compartment is not too high, the sample filtrate is free of copper ions, as can be seen from the copper produced as a powder during the electrolysis, addition of hydrogen sulfide water Soil is sinking. Sucking off the copper can. During the electrolysis, the mercaptide powder poses no problems because it has completely dissolved and the equivalent amount is roughly enough. It can be used again directly, ie copper powder has been deposited for it. Without having to rewash and dry it, it is vacuumed up to 50%, washed with water and dried. Use mercaptid formation in the next batch. About 22 g of copper powder are recovered. If, in the course of the entire cysteine production, one only wants to use the amount of oxidized catalyst added as a catalyst to re-form mercaptides, then the copper can no longer be washed and dried. omitted. The filtrate is made with barium chloride solution

Da der Mercaptidniederschlag sulfathaltig ist, ent- 55 versetzt, bis gerade kein Sulfatniederschlag mehr aufhält die bei der Elektrolyse entstehende Cysteinhydro- tritt. Na"ch Zugabe von 0,2 bis 0,3 g Kohle wird heiß chloridlösung freie Schwefelsäure, die durch Zusatz filtriert und das völlig farblose Filtrat im Vakuum der äquivalenten Menge Bariumchloridlösung be- bei 8O0C zur Trockne eingedampft. Der feste, weiße seitigt wird. Das Filtrat ist in der Regel völlig farblos, Rückstand wird aus der halben Menge Wasser unter so daß sich eine Reinigung mit Aktivkohle erübrigt. 60 Rühren und Animpfen mit Cystein · HCl · H2O um-Zur Gewinnung des reinen x-Cysteinhydrochlorids kristallisiert. Die gebildeten Kristalle werden abgedampft man zweckmäßig im Vakuum zur Trockne, saugt und mit einer gesättigten Lösung der eigenen um gegebenenfalls vorhandene, überschüssige Salz- Kristalle in Wasser nachgcwasghen. Beim geringsäure zu entfernen, und kristallisiert den Rückstand fügigen Einengen der Mutterlauge und Animpfen wird aus Wasser um. Hierbei kristallisiert nach Animpfen 65 eine zweite Fraktion erhalten, die ebenso gewaschen nur die i.-Form aus, während das Racemat in der wird. Die Ausbeute an reinem L-Cystein · HCl · H2O Mutterlauge verbleibt. Aus dieser kann nun nach beträgt etwa 21 g, also 14°/n, bezogen auf die einge-Animpfen mit Racemat auch dieses kristallisiert er- setzten 150 g unreinen Haare. Die Drehung beträgt:Since the mercaptide precipitate contains sulfate, the cysteine hydride produced during electrolysis is added until no more sulfate precipitate stops. Na "ch is the addition of 0.2 to 0.3 g carbon hot chloride solution is evaporated to dryness free sulfuric acid, which is filtered by the addition and the completely colorless filtrate in vacuo, the equivalent amount of barium chloride account when 8O 0 C. The solid white seitigt 60 stirring and seeding with cysteine · HCl · H 2 O. the filtrate is completely colorless usually residue from half the amount of water under so that a purification with activated carbon is necessary. recrystallised-order to obtain the pure x-Cysteinhydrochlorids The crystals formed are expediently evaporated to dryness in vacuo, suctioned and re-washed with a saturated solution of your own to remove any excess salt crystals present in water Here, after inoculation 65, a second fraction crystallizes, which likewise only washed out the I. form, while the R acemat in the will. The yield of pure L-cysteine · HCl · H 2 O mother liquor remains. From this can now claimed is about 21 g, that is 14 ° / n with respect to the turned-seeding with racemic also this crystallized ER- added 150 g of impure hair. The rotation is:

1010

α« =+5,8° (5°/pig inn.-HCl). Als Nebenprodukt läßt sich durch weiteres Einengen und längeres Stehenlassen noch 4,7 g = 3,1 °/o weitgehend racemisiertes Cysteinhydrochlorid · H2O erhalten (α? = +0,2°). Wenn man die Mutterlauge statt dessen mit der eben ausreichenden Menge Wasserstoffperoxyd behandelt und auf pH 4,5 bringt, werden 3,2 racemisiertes Cystin erhalten {al0 = -12°).α «= + 5.8 ° (5 ° / pig inn.-HCl). As a by-product, 4.7 g = 3.1 % of largely racemized cysteine hydrochloride · H 2 O can be obtained by further concentration and prolonged standing (α? = + 0.2 °). If the mother liquor is treated instead with just enough hydrogen peroxide and brought to pH 4.5, 3.2 racemized cystine is obtained (al 0 = -12 °).

Beispiel 2Example 2

150 g Kuhhornspäne werden mit einer Mischung aus 85 ml Wasser und 145 ml konzentrierter Schwefelsäure 20 Stunden lang auf 100° C erhitzt. Nach Verdünnen mit 600 ml Wasser wird von Ungelöstem abgesaugt und das Filtrat durch Nachwaschen mit Wasser auf 1000 ml gebracht. Das Hydrolysat wird auf 80° C erwärmt und mit etwa 20 g Kupferpulver gerührt, das 0,5 bis 1 g Sauerstoff enthält. Die weitere Behandlung erfolgt wie im Beispiel 1 beschrieben. Als Ausbeute werden 14,8 g = 9,85 °/0 reines Cystein · ao HCl-H2O (oc? = +5,7°) und 3,5 g = 2,4°/0 weitgehend racemisiertes Cystein · HCl · H2O (o525 = +0,2°) erhalten.150 g of cow horn shavings are heated to 100 ° C. for 20 hours with a mixture of 85 ml of water and 145 ml of concentrated sulfuric acid. After dilution with 600 ml of water, undissolved material is suctioned off and the filtrate is brought to 1000 ml by washing with water. The hydrolyzate is heated to 80 ° C. and stirred with about 20 g of copper powder containing 0.5 to 1 g of oxygen. The further treatment is carried out as described in Example 1. As yield is 14.8 g = 9.85 ° / 0 of pure cysteine · HCl-ao H 2 O (oc? = + 5.7 °) and 3.5 g = 2.4 ° / 0 largely racemized cysteine · HCl · H 2 O (o 5 25 = + 0.2 °).

Claims (3)

Patentansprüche: "Claims: " 1. Verfahren zur Herstellung von L- und DL-Cysteinhydrochlorid bzw. DL-Cystin durch saure Hydrolyse von Keratinen und Isolierung des in den Hydrolysaten enthaltenen Cysteins bzw. Cystins, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolyse mit Schwefelsäure durchgeführt wird, das schwefelsaure Hydrolysat mit überschüssigem, katalytische Mengen Kupferoxyd oder Kupfersulfat enthaltendem Kupferpulver bei 40 bis 100° C gerührt und dann durch Verdünnen mit Wasser bei etwa 40 bis 80° C auf einen Gehalt von unter -10.?/,, freier Säure gebracht, der ausgefällte Niederschlag des ,Cystein-Kupfer(I)-mercaptides abge-■.' saugt "und mit Wasser gewaschen wird, sodann zu • dem Mercaptid Salzsäure eingesetzt wird, wodurch es völlig oder teilweise gelöst wird, und die erhaltene Lösung unter Verwendung eines Diaphragmas elektrolytisch reduziert, die entstandene Cysteinbydrochloridlösung von mitentstandenein Kupferpulver abgesaugt, eingedampft und zur Abscheidung von L-Cysteinhydrochlorid aus Wasser umkristallisiert wird.1. Process for the production of L- and DL-cysteine hydrochloride or DL-cystine by acid hydrolysis of keratins and isolation of the cysteine or cystine contained in the hydrolysates, characterized in that the hydrolysis is carried out with sulfuric acid, the sulfuric acid hydrolyzate with excess, catalytic amounts of copper oxide or copper sulfate containing copper powder at 40 to 100 ° C and then by diluting with water Brought at about 40 to 80 ° C to a content of below -10.?/ ,, free acid, the precipitated precipitate des 'cysteine copper (I) mercaptides ab- ■.' sucks "and is washed with water, then to • the mercaptide hydrochloric acid is used, whereby it is completely or partially resolved, and the obtained Solution electrolytically reduced using a diaphragm, the resulting Cysteine hydrochloride solution from miterigenein Copper powder sucked off, evaporated and used to separate L-cysteine hydrochloride from water is recrystallized. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der elektrolytischen Reduktion anfallende Kupferpulver direkt wieder für die Herstellung des Cystein-Kupfer(I)-mercaptides eingesetzt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the electrolytic reduction copper powder is used again directly for the production of the cysteine copper (I) mercaptides. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einengen der wäßrigen Mutterlauge vom L-Cysteinhydrochlorid kristallisiertes Cysteinhydrochlorid oder durch in an sich bekannter Weise durchgeführte Oxydation dl-3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that by concentrating the aqueous Mother liquor from L-cysteine hydrochloride crystallized cysteine hydrochloride or by in itself known manner carried out oxidation dl- . Cystinhydrochlorid erhalten wird.. Cystine hydrochloride is obtained.
DE19651518065 1965-07-15 1965-07-15 Process for the production of L- and DL-cysteine hydrochloride or DL-cystine by acid hydrolysis of keratins Expired DE1518065C (en)

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