DE1927698B2 - Verfahren zur gewinnung von optisch aktivem lysin - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von optisch aktivem Lysin durch optische Spaltung eines Gemisches aus L- und D-Lysin. Unter einem Gemisch von L- und D-Lysir. ist hier zugleich das Racemat von Lysin und Gemische des Racemats mit dem L- und/oder D-lsomeren zu verstehen.

Ein solches Verfahren läßt sich auf bekannte Weise (GB-PS 10 75 079) durch Salzbildung des optisch zu spaltenden Lysins mit einem der optischen Antipoden von Λ-Phenoxypropionsäure durchführen.

Bei der praktischen Durchführung dieses bekannten Verfahrens werden bei Salzbildung mit D-«-Phenoxypropionsäure eine am Salz von D-Lysin mit D-«-Penoxypropionsäure (DD-SaIz) reiche Lösung und eine am Salz von L-Lysin mit D «-Phenoxypropionsäure (LD-SaIz) reiche, feste Phase erhalten. Bei Salzbildung mit L-«-Phenoxypropionsäure werden eine am Salz von L-Lysin mit L-«-Phenoxypropionsäure (LL-SaIz) reiche Lösung und eine am Salz von D-Lysin mit L-Ä-Phenoxypropionsäure (DL-SaIz) reiche, feste Phase erhalten.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß bei Salzbildung des optisch zu spaltenden Lysins mit optisch unreiner a-Phenoxypropionsäure eine feste Phase erhalten wird, aus der optisch aktives Lysin gewonnen werden kann, das eine höhere optische Reinheit besitzt als die zur Salzbildung eingesetzte a-Phenoxypropionsäure, und daß dabei die Ausbeute in der gleichen Größenordnung liegt wie bei Salzbildung mit optisch reiner L- oder D-«-Phenoxypropionsäure. Es stellt sich heraus, daß ζ. B. bei Salzbildung mit «-Phenoxypropionsäure, die zu 80% aus D-Antipode und zu 20% aus L-Antipode besteht, eine feste Phase erhalten wird, aus der L-Lysin mit einer optischen Reinheit von 98% gewonnen werden kann, wahrend man eine optische Reinheit von maximal 80% erw arten würde.

Ferner hat sich ergeben, daß die optische Reinheit dieser «-Phenoxypropionsäure über 70% liegen muß, um eine optische Reinheit des gewünschten Endproduktes zu erhalten, welche höher ist als die der zur Salzbildung eingesetzten optisch unreinen «· Phenoxypropionsäure.

Die Erfindung sieht somit ein Verfahren zur Gewinnung von optisch aktivem Lysin durch optische Spaltung eines Gemisches aus L- und D-Lysin unter Salzbildung mit optisch aktiver Λ-Phenoxypropionsäure vor, das hierdurch gekennzeichnet ist, daß man die Salzbildung mit optisch unreiner «-Phenoxypropionsäure mit einer optischen Reinheit von über 70% durchführt, wobei man festes Salz abscheidet, dessen Lysinanteil eine höhere optische Reinheit besitzt als die zur Salzbildung eingesetzte Λ-Phenoxypropionsäure. Es stellt sich heraus, daß die optische Reinheit der «-Phenoxypropionsäure, welche aus dem erfindungsgemäß abgeschiedenen, festen Salz zurückgewonnen werden kann, gleichfalls höher ist als die der eingesetzten α- Phenoxypropionsäure. Es erweist sich sogar als möglich, festes Salz abzuscheiden, aus dem nahezu vollständig optisch reine a-Phenoxypropionsäure zurückgewonnen werden kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der große Vorteil verbunden, daß die Verluste an «-Phenoxypropionsäure, welche bei Durchführung der optischen Spaltung in großtechnischem Maßstab stets eintreten, durch optisch unreine Λ-Phenoxypropionsäure ersetzt werden können, was eine nicht unbedeutende Einsparung bedeutet

Ebenso wie das bekannte Verfahren, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auf verschiedene Weise durchführen. Vorzugsweise wird das zu gewinnende, feste Salz dadurch erhalten, daß man das bei der Salzbildung anfallende Gemisch von diastereoisomeren Salzen in festem Zustand einer selektiven Gegenstromextraktion unterzieht; in diesem Falle werden nämlich die günstigsten Resultate in bezug auf Ausbeute und optische Reinheit erzielt. Es stellt sich heraus, daß sich Methanol als Lösungsmittel für die selektive Gegen-Stromextraktion besonders eignet; es sind aber auch

andere Lösungsmittel, z. B. Äthanol-Wasser-Gemische, n-Propanol-Wasser-Gemische und Aceton-Wasser-Gemische, zu verwenden.

Die Temperatur, bei der die selektive Gegenstromextraktion durchgeführt wird, kann variiert werden. Ebenso wie beim bekannten Verfahren werden beim erfindungsgemäßen Verfahren optimale Ergebnisse erzielt, wenn die Gegenstromextraktion mit Methanol bei etwa 35"C elf olgt.

35. Die Rückgewinnung und Rezirkulierung der eingesetzten Λ-Phenoxypropionsäure, die Gewinnung von L-Lysin, die Racemisierung von D-Lysin und die darauffolgende Rezirkulierung des erhaltenen Racemats können beim erfindungsgemäßen Verfahren auf verschiedene Weise, und zwar unter Anwendung an sich bekannter Methoden, erfolgen.

Die Erfindung wird an Hand nachfolgender Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Portionen zu je 50 g trockenem Salz, erhalten durch Eindampfen einer Lösung äquivalenter Mengen von racemischem Lysin und zu 80% aus D-Antipode und zu 20% aus L-Antipode bestehender «-Phenoxypropionsäure in Wasser, werden drei aufeinanderfolgenden Extraktionen unterzogen.

Die erste Extraktion jeder Portion aus 50 g trockenem Salz erfolgt mit 139 g Filtrat der zweiten Extraktion einer anderen Portion und jede zweite Extraktion mit 134 g Filtrat der dritten Extraktion einer anderen Portion, während jede dritte Extraktion mit 130 g Methanol vorgenommen wird. Die Extraktionen erfolgen durch Rühren des Feststoffes mit der Flüssigkeit bei einer Temperatur von etwa 35⁰C und durch darauf folgendes Filtrieren. Bei der ersten Extraktion wird 35 min bei der zweiten 20 min und bei der dritten Extraktion 11 min gerührt.

Nach der dritten Extraktion wird der aus 17,1 g festem Salz und 5,6 g Methanol bestehende Rückstand in Wasser gelöst. Nach Entfernung des Methanols aus der so erhaltenen wäßrigen Lösung wird durch Ansäuei n mit Salzsäure die Λ-Phenoxypropionsäure frei gesetzt und anschließt nd mit Toluol extrahiert. Erhalten

werden je ursprüngliche Portion von 50 g trockenem Salz 9,1 g nahezu optisch reine D-a-Phenoxypropionsäure (optische Reinheit über 994%, gelöst in Toluol, und eine wäßrige Lösung, welche 10 g L-Lysinmonohydrochlorid enthält (Ausbeute 68,4%, berechnet auf L-Lysin im Ausgangsprodukt), mit einer spezifischen Drehung von

[«] f +26,0(c= 10,6 NHCl),

ro

was einer optischen Reinheit von 98% entspricht Das erhaltene L-Lysinmonohydrochlorid ist also mit 0,2 g D-Lysinmonohydrochlorid verunreinigt

Beispiel 2

Portionen zu je 50 g trockenem Salz, erhalten durch Eindampfen einer Lösung äquivalenter Mengen von racemischem Lysin und «-Phenoxypropionsäure, welche zu 75% aus D-Antipode und zu 25% aus L-Antipode besteht, werden drei aufeinanderfolgenden Extraktio- ;o nen unterzogen. Die erste Extraktion jeder Portion erfolgt mit 149 g Filtrat der zweiten Extraktion einer anderen Portion und jede zweite Extraktion mit 140 g Filtrat der dritten Extraktion einer anderen Portion, während jede dritte Extraktion mit 130 g Methanol vorgenommen wird. Die Extraktionen und die Aufarbeitung des Rückstands nach der dritten Extraktion erfolgen auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1.

Erhalten werden 8 g nahezu optisch reine D-«-Phenoxypropionsäure und 8,8 g L-Lysinmonohydrochlorid mit einer optischen Reinheit von 95% (Ausbeute 60%, bezogen auf L-Lysin im Ausgangsprodukt).

Beispiel 3

Portionen zu je 50 g trockenem Salz, erhalten gemäü Beispiel 1 mit «-Phenoxypropinsäure, welche zu 95% aus D-Antipode und zu 5% aus L-Antipode besteht, werden drei aufeinanderfolgenden Extraktionen unterzogen. Die erste Extraktion jeder Portion erfolgt mit 138 g Filtrat der zweiten Extraktion einer anderen Portion, jede zweite Extraktion mit 134 g der dritten Extraktion einer anderen Portion, und jede dritte Extraktion mit 130 g Methanol. Die Extraktionen und das Aufarbeiten des Rückstands nach der dritten Extraktion werden auf gleiche: Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt.

Erhalten werden 10,3 g nahezu optisch reine D-«-Phenoxypropionsäure und 11,3 g L-Lysinmonohydrochlorid mit einer optischen Reinheit von 99% (Ausbeute 77%, bezogen auf L-Lysin im Ausgangsprodukt).

Beispiel 4

Aus 23,4 2 DL-Lysin und 26,6 g «-Phenoxypropionsäure, welche zu 80% aus D-Antipode und zu 20% aus L-Antipode besteht werden 50 g trocknes Salz hergestellt Das erhaltene Salz wird anschließend bei 6O⁰C 1 Stunde lang mit 50 g Methanol gerührt Das Gemisch wird auf 35° C gekühlt und noch eine halbe Stunde bei dieser Temperatur gerührt Der nicht gelöste Feststoff wird abfiltriert und bei 35° C 20 min lang mit 30 g Methanol gerührt Anschließend wird der Feststoff wieder abfiltriert und bei 35° C min lang mit 40 g Methanol gerührt Schließlich wird das Gemisch Filtriert, der Feststoff auf dem Riter mit 10 g Methanol gewaschen und anschließend getrocknet Erhalten werden 19,6 g trockenes Salz.

Das erhaltene Salz wird danach in verdünnter Salzsäure gelöst und die so freigesetzte «-Phenoxypropionsäure wird mit Toluol extrahiert Es bleibt dann eine wäßrige Lösung zurück, welche 11,5 g L-Lysinmonohydrochlorid mit einer optischen Reinheit von 90% enthält. Die Ausbeute beträgt 87,5%, bezogen auf das L-Lysin im AusgangsproJukt.

Beispiel 5

In 18,6 g Wasser werden 14,6 g DL-Lysin, 9,96 g D-a-Phenoxypropionsäure und 6,64 g DL-«-Phenoxypropionsäure durch Erhitzen gelöst Nach Abkühlen der Lösung auf Raumtemperatur werden in einer Stunde 90 g Äthanol unter Rühren zugetropft Während dieser tropfenweisen Zugabe des Äthanols wird mit 0,2 g reinem LD-SaIz geimpft Nach Zugabe der Gesamtmenge an Äthanol wird das Rühren noch eine halbe Stunde fortgesetzt. Anschließend wird filtriert und der Feststoff auf dem Filter mit 20 g Äthanol (96 Gew.-%) gewaschen. Nach Trocknen werden 8,3 g Salz erhalten, das auf gleiche Weise wie im Beispiel 4 aufgearbeitet wird.

Erhalten wird eine wäßrige Lösung, welche 4,8g L-Lysinmonohydrochlorid (Ausbeute 53%, bezogen auf das L-Lysin im Ausgangsprodukt) mit einer optischen Reinheit von 94% enthält. Die beim Aufarbeiten erhaltene D-«-Phenoxypropionsäure ist nahezu optisch rein.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Gewinnung von optisch aktivem Lysin durch optische Spaltung eines Gemisches aus L- und D-Lysin unter Salzbildung mit optisch aktiver a-Phenoxypropionsäure und Extraktion des erhaltenen Gemisches von diastereoisomeren Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Salzbildung mit optisch unreiner «-Phenoxypropionsäure mit einer optischen Reinheit von über 70% durchführt