DE1905173A1

DE1905173A1 - Optische Spaltung von Methioninnitril

Info

Publication number: DE1905173A1
Application number: DE19691905173
Authority: DE
Inventors: Suverkropp Geertnides Herman; Boesten Wilhelmus Huber Joseph
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1968-02-08
Filing date: 1969-02-03
Publication date: 1969-08-28
Also published as: NL6801823A; CH515864A; FR2001520A1; GB1254061A; BE727933A; US3683002A

Description

Dr. F. Zumstoin - Dr. Π. Assmann

Kennzeichen 2049 ^Dl'· ^R" ^Keari!'-' ^he"'^ef

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STAMICARBON N.V., HEERLEN (die Niederlande) Optische Spaltung von Methioninnitril

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu der Herstellung von optisch aktivem Methioninnitril (y-Methylmercapto-Ct-aminobutyronitril) oder einer davon abgeleiteten Verbindung, indem man eine Mischung aus L- und D-Methioninnitril einer optischen Spaltung unterzieht.

Unter einem Gemisch von L- und D-Methioninnitril werden hier zugleich das Racemat von Methioninnitril und Gemische des Racemats mit dem L- und/oder D-Isomeren verstanden. Aus Methioninnitril lässt sich durch saure oder alkalische Hydrolyse Methionin herstellen, so dass das genannte Verfahren von Bedeutung ist für die Herstellung von optisch aktivem Methionin, zu dessen Herstellung aus optisch inaktivem Methionin bis jetzt keine geeignete Methode bekannt ist. Methioninnitril kann auch durch teilweise Hydrolyse in Methioninamid verwandelt werden, so dass die optische Spaltung von Methioninnitril auch für die Herstellung von optisch aktivem Methioninamid von Bedeutung ist.

Es wurde nunmehr gefunden, dass die optische Spaltung von Methioninnitril durch Salzbildung mit optisch aktivem O-Phenoxypropionsäure erfolgen kann und dass dabei die Menge des optisch zu spaltenden Methioninnitrils nicht völlig in die Salzform gebracht zu werden braucht. Es genügt nämlich auch eine teilweise Umsetzung in die Salzform.

Das erfindungsgemasse Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erreichung der optischen Spaltung das Gemisch aus L- und D-Methioninnitril ganz oder zum Teile in das Salz von Methioninnitril und optisch aktiver Ot-Phenoxypropionsäure verwandelt und anschiLessend aus dem so erhaltenen Reaktionsgemisch

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eine Fraktion absondert, welche im wesentlichen aus einem der Diastereomeren des genannten Salzes besteht.

Das erfindungsgemässe Verfahren beruht hierauf, dass bei der Salzbildung mit D-OHPhenoxypropionsäure das Salz von D-Methioninnitril (DD-SaIz) sich als weit weiniger loslich erweist als das Salz von L-Methioninnitril (LD-SaIz) und bei der Salzbildüng mit L-Ot-Phenoxypropionsäure das Salz von L-Methioninnitril (LL-SaIz) eine weit geringere Löslichkeit aufweist als das Salz von D-Methioninnitril (DL-SaIz).

Zur praktischen Durchfuhrung des erfindungsgemassen Verfahrens kann man sich verschiedener, an sich bekannter Methodiken bedienen. Vorzugsweise erfolgt die Salzbildung in einem Lösungsmittel und wird das weniger lösliche Salz durch Kristallisation aus der Lösung entfernt. Als Lösungsmittel erweisen sich Benzol, Toluol oder ein Gemisch dieser Stoffe als sehr geeignet, weil dann sowohl was die optische Reinheit des ausgeschiedenen Salzes als die Ausbeute betrifft ein sehr befriedigendes Ergebnis erzielt werden kann.

Das so gebildete feste DD- oder LL-SaIz lässt sich auf verschiedene Weisen in seine Bestandteile zerlegen, z.B. durch Mischen des festen Salzes mit Benzol, Toluol oder Äther und Hindurchleiten von gasförmigem Ammoniak du'rch die so erhaltene Suspension. Das .Ammoniumsalz von Gt-Phenoxypropionsäure schlagt anschli,essend nieder und kann von der Flussigkeitsphase, in der das Methioninnitril gelöst worden ist, getrennt werden. Das anfallende Ammoniumsalz der 06-Phenoxypropionsäure lässt sich als solches wieder für die Salzbildung benutzen, weil das in diesem Falle bei der Salbildung frei werdende Ammoniak auf einfache Weise entfernt werden kann.

Es ist möglich, die nach Ausscheidung des festen DD- oder LL-Salzes zurückgebliebene Mutterlauge aufzuarbeiten, indem man, gleichfalls mit Hilfe gasförmigen Ammoniaks, die OC-Phenoxyproplonsäure als Ammoniumsalz niederschlagt. WUnscht man optisch aktives Methionin herzustellen, so kann die Trennung des optisch aktiven Salzes mit der Umsetzung von Methioninnitril zu Methionin kombiniert werden. Bei der Herstellung von optisch aktivem Methioninamid lässt sich die Trennung des optisch aktiven Salzes mit der Umsetzung von Methioninnitril zu Methioninamid kombinieren. Nachfolgende Beispiele bezwecken eine nähre Erläuterung der Erfindung, allerdings ohne dass sich die Erfindung hierauf beschrankt.

Beispiel 1

Einer Lösung von 45,2 g D-CC-Phenoxypropionsäure in 400 ml Benzol werden bei Zimmertemperatur langsam 35,4 g DL-Methioninnitril unter Rühren beigegeben.

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» ff · C · ψ ·

Nach Zusatz dieses Methioninnitrils wird das Rühren noch eine halbe Stunde lang fortgeführt, wonach die anfallende Kristallmasse abfiltriert wird. Die abfiltrierte Kristallmasse wird dreimal nit 15 ml Benzol auf dem Filter ausgewaschen und anschliessend getrocknet.

Es bilden sich 35,0 g DD-SaIz (Ausbeute 87 %) mit einer spezifischen Drehung von:

20 .. „ „o

Mn ^{= +13}'⁵° (^c = ³; Äthanol 100 %).

Die spezifische Drehung von optisch reinem DD-SaIz, ermittelt durch Umkristallisation des DD^Salzes aus Benzol, bis sich die spezifische Drehung infolge dieser Umkristallisation nicht mehr ändert, betragt:

^⁰= +12,8° (C = 3; Äthanol 100 %).

Die spezifische Drehung des Salzes von racemischem Methioninnitril und D-<X-Phenoxypropionsaure beträgt:

^⁰ = +20,8° (C = 3; Äthanol 100 %).

Aus diesen drei spezifischen Drehungen ergibt sich, dass das so erhaltene DD-SaIz (35 g) eine optische Reinheit von 95,5 % aufweist (95,5 % optisch reines DD-SaIz und 4,5 % optisch reines LD-SaIz).

Beispiel II

Ein gemäss der Strecker'sehen Synthese aus /9-Methylmercaptopropionaldehya gebildetes Reaktionsgemisch, das 72 Gew.% DL-Methioninnitril, 8 Gew.% Ammoniak und 15 Gew.% Wasser enthält, wird mit Benzol extrahiert. Die bei der Extraktion anfallende Lösung von Methioninnitril in Benzol wird anschliessend bei einer Temperatur von 25 C unter verringertem Druck eingedampft, bis der verbleibende flüssige Rückstand 95 Gew.% DL-Methioninnitril enthält.

18,6 g dieses flussigen Rückstands werden langsam unter Rühren einer LOsung von 22,6 g L-OC-Phenoxypropionsäure in 200 ml Benzol beigegeben. Nach Zusatz dieses Rückstands wird das Rühren eine halbe Stunde lang fortgeführt, wonach die so gebildete Kristallmasse abfiltriert wird. Diese Masse wird dreimal mit 15 ml Benzol auf dem Filter ausgewaschen und anschliessend getrocknet.

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-A-

Es bilden sich 15,3 g LL-SaIz (in einer Ausbeute von 76 %) mit einer spezifischen Drehung von

P⁰= -14,0° (C = 3; Äthanol 100 %) .

Diese spezifische Drehung entspricht einer optischen Reinheit von 92,5 %.

Beispiel III .

Einer Lösung von 11,3 g L-CC-Phenoxypropionsäure in 150 ml Toluol werden bei Zimmertemperatur langsam unter Rühren 17,7 g DL-Methioninnitril hinzugefügt. Das Ruhren wird nach Zusatz des Methioninnitrils eine halbe Stunde lang fortgeführt, worauf die gebildete Kristallmasse abfiltriert wird. Diese Masse wird dreimal mit 15 ml" Toluol auf dem Filter ausgewaschen und danach getrocknet.

Es bilden sich 17,9 g LL-SaIz (89 %-ige Ausbeute) mit einer spezifischen Drehung von:

°= -13,2° (C = 3; Äthanol 100 %).

Diese spezifische Drehung entspricht einer optischen Reinheit von 97,5 %.

Beispiel IV

14,8 g optisch reines LL-SaIz, erhalten durch Umkristallisation von noch nicht ganz optisch reinem LL-SaIz bis eine konstante spezifische Drehung erreicht ist, werden in 50 ml Wasser gelöst. Die so erhaltene Lösung wird mit 2 ml 96-gew.%-iger Schwefelsaure angesäuert und die dabei anfallende L-OC-Phenoxypropionsaure mit Äther extrahiert. Aus der verbliebenen sauren wässerigen Lösung von Methioninnitril werden 31,6 ml Wasser durch Verdampfung ausgeschieden. Nach Zusatz von 12 g 96-gew.%-iger Schwefelsäure zum Rückstand wird das Gemisch 1 Stunde lang unter RUckflusskUhlung gekocht, so dass das Methioninnitril sich zu Methionin hydrolysiert. Anschliessend wird die anfallende saure Lösung nach Kühlung und Verdünnung mit Wasser zu einem Volumen von 150 ml Über einen DOWEX-50-Ionenaustau.scher in der H -Form geleitet, wodurch das Methionin an den Ionenaustauscher gebunden wird. Nach Auswaschen des Ionenaustauschers mit Wasser werden 150 ml Ammoniak-

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wasser von 3.,5 Gew.% über den Ionenaustauscher geleitet, wodurch das an den Ionenaustauscher gebundene Methionin eluiert wird. Das Eluat wird trockengedampft und der verbliebene Feststoff mehrere Male mit Äther gewaschen.

Es bilden sich 7,1 g L-Methionin mit einer spezifischen Drehung von;

|a| ^° =. +23,6° (C = 5; 6 η HCl)

Aus diesem Wert der spezifischen Drehung ergibt sich, dass das gebildete L-Methionin optisch rein ist und mithin keine Racemisierung aufgetreten ist.

Claims

. . PATENTANSPRÜCHE

/ 1 .JVerfahren zu der Herstellung von optisch aktivem Methioninnitril oder einer davon abgeleiteten Verbindung, indem man eine Mischung aus L- und D-Methioninnitril einer optischen Spaltung unterzieht,·dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erreichung der optischen Spaltung das Gemisch von L- und D-Methioninnitril ganz oder zum Teile in das Salz von Methioninnitril und optisch aktiver OC-Phenoxypropionsäure verwandelt und anschliessend aus dem so erhaltenen Reaktionsgemisch eine Fraktion absondert, welche im wesentlichen aus einem der Diastereomeren des genannten Salzes besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Salzbildung in einem Lösungsmittel vornimmt und das weniger losliche Salz durch Kristallisation aus der Lösung ausscheidet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmitte] Benzol, Toluol oder ein Gemisch beider Stoffe verwendet.
4. Verfahren zu der Herstellung von optisch aktivem Methioninnitril und einer davon abgeleiteten Verbindung, wie es im wesentlichen im Texte beschrieben worden ist.
5. Verfahren zu der Herstellung von optisch aktivem Methioninnitril oder einer davon abgeleiteten Verbindung, wie es an Hand der Beispiele näher erläutert worden ist.
6. Optisch aktives Methioninnitril oder eine davon abgeleitete Verbindung, erhalten durch Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5.
7. Optisch aktives Methionin, erhalten durch Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5.

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1Ö95173.
8. Optisch aktives Methioninamid, erhalten durch Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5. '
9. D- und L-Of-Phenoxypropionsäure-Salz von optisch aktivem Methionxnnxtril.
10. Optisch aktives Methioninnitril.
11. Verfahren zu der Herstellung von optisch aktivem Methionin oder optisch aktivem Methionxnamid, dadurch gekennzeichnet, dass man optisch aktives i'cthioninnitril einer Hydrolyse unterzieht.

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