DE1949585B2

DE1949585B2 - Verfahren zur Gewinnung von L-Lysin oder einem Säureadditionssalz davon aus DL-Lysin

Info

Publication number: DE1949585B2
Application number: DE1949585A
Authority: DE
Inventors: Willem Klaas Van Der Linden; Geertrudes Herman Suverkropp
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1968-10-02
Filing date: 1969-10-01
Publication date: 1978-12-21
Also published as: RO56175A; PL80287B1; CA1023384A; GB1250730A; ES372055A1; SE362870B; HU165246B; IL33109A0; CS160112B2; DE1949585C3; CH518263A; BE739519A; GB1250557A; DK126931B; IL33109A; SU383281A3; JPS5412449B1; US3987092A; FR2019659A1; NL6814129A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von L-Lysin oder einem Säureadditionssalz davon aus DL-Lysin, indem man zuerst ein Salz von DL-Lysin mit einer optisch inaktiven Säure herstellt und anschließend durch selektive Kristallisation aus einer übersättigten Lösung dieses Salzes eine optische Spaltung durchführt.

Ein solches Verfahren, wichtig für die Gewinnung von optisch aktivem Lysin, kann auf bekannte Weise unter Anwendung von 3,5-Dinitrobenzoesäure, Anthrachinon-/?-sulfonsäure, 1 -ChIornaphthaIin-4-sulfonsäure oder /J-Naphthalinsulfonsäure als optisch inaktiver Säure ausgeführt werden. Diese Säuren weisen jedoch dtn Nachteil auf, daß sie ziemlich kostspielig sind und, mit Ausnahme der 3,5-Dinitrobenzoesäure, in bezug auf die Ausbeute und die optische Reinheit des betreffenden optisch aktiven Lysinsalzes ein nur mäßiges Resultat ergeben. Ferner ist die Anwendung der 3,5-Dinitrobenzoesäure deshalb weniger attraktiv, weil bei Racemisierung der nicht gewünschten, optisch aktiven Form des Lysinsalzes eine starke Zersetzung stattfindet.

Es wurde auch schon in der deutschen Patentanmeldung P 19 20 413.8-42 (DE-PS 19 20 413) vorgeschlagen, Sulfanilsäure (p-Aminobenzolsulfonsäure) als optisch inaktive Säure einzusetzen. Sulfanilsäure ist wesentlich billiger als die vorgenannten Säuren. Ferner sind die Ausbeuten und die optische Reinheit, mit der das optisch aktive Lysinsalz von Sulfanilsäure erzielt werden kann, sehr zufriedenstellend.

Hierdurch wird ein für die Praxis sehr geeignetes Verfahren zur Herstellung eines Salzes von optisch aktivem Lysin und einer optisch inaktiven Säure unter Anwendung einer optischen Spaltung durch selektive Kristallisation geschaffen, indem man ein Gemisch aus optischen Antipoden des Salzes von Lysin und Sulfanilsäure einer optischen Spaltung durch selektive Kristallisation aus der betreffenden übersättigten Lösung unterzieht. Das Lysinsalz von Sulfanilsäurc (Lysinsulfanilat) kann auf übliche Weise hergestellt mi werden, indem man z. B.

a) die erforderliche Menge Sulfanilsäure in einer wäßrigen Lysinlösung auflöst und die so erhaltene wäßrige Lösung trockendampft oder

b) indem man die erforderliche Menge Sulfanilsäure · unter Bildung und Entfernung von Kohlendioxyd in einer wäßrigen Lysincarbonatlösung auflöst und die erhaltene wäßrige Lösung trockendampft oder

c) durch Auflösung des Ammoniumsalzes von Sulfanilsäure in einer wäßrigen Lysinlösung die erhaltene Lösung unter Abführen von Ammoniak trockendampft

Die für die Durchführung der optischen Spaltung durch selektive Kristallisation erforderliche übersättigte Lösung von Lysinsulfanilat kann auf übliche Weise, z. B. durch Kühlung oder Eindampfung einer gesättigten Lösung von Lysinsulfanilat, erhalten werden.

Es stellt sich heraus, daß sich Wasser bei der selektiven Kristallisation aus der übersättigten Lösung von Lysinsulfanilat ausgezeichnet als Lösungsmittel bewährt; es wird daher auch vorzugsweise angewandt. Es sind aber auch andere Lösungsmittel möglich, z. B. Gemische von Wasser mit einem organischen Lösungsmittel wie Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, Aceton oder Butanon.

Die selektive Kristallisation kann durch Animpfen der übersättigten Lösung mit Kristallen des auazukristallisierenden, optisch aktiven Lysinsulfanilats oder durch Leiten der übersättigten Lösung über ein Festbett des auszukristaüisierenden optisch aktiven Lysinsulfanilats bewerkstelligt werden. Fails in der übersättigten Lösung die beiden Antipoden von Lysinsulfanilat in ungleichen Mengen anwesend sind, kann au^ih der in größerer Menge vorhandene Antipode durch spontane Kristallisation selektiv kristallisieren. In diesem Falle wird jedoch die selektive Kristallisation vorzugsweise gleichfalls dadurch bewirkt, daß die übersättigte Lösung mil Kristallen des auszukristallisierenden Antipoden ir Kontakt gebracht wird.

Bei der selektiven Kristallisation können verschiedene Bedingungen, z. B. das Übersättigungsmaß, die Kristallisationszeit, die Kristallisationstemperatur, die Größe und Menge der Impfkristalle, variiert werden Man kann zum Beispiel die übersättigte Lösung in zwe gleiche Teile trennen, aus dem einen Teil eine Menge des L-Antipoden und aus dem anderen Teil eine gleiche Menge des D-Antipoden selektiv auskristallisieren unc die beiden verbleibenden Mutterlaugen nach Mischung in die Herstellung der übersättigten Ausgangslösung zurückleiten. Es liegt such die Möglichkeit vor, aus dei übersättigten Lösung eine Menge des einen Antipoder und anschließend aus der verbleibenden Mutterlauge eine Menge des anderen Antipoden selektiv zi kristallisieren und die dann übrigbleibende Mutterlauge bei der Herstellung der übersättigten Ausgangslösung zu verwenden. Es ist ferner auch noch eine andere Ausführungsform möglich. Es wurde nämlich gefunden daß sich L- oder D-Lysinsulfanilat nicht in einer Lösung auflöst, welche an racemischem Lysinsulfanilat gesättigi oder nahezu gesättigi ist; man kann also eine Mutterlauge, welche nach selektiver Kristallisierung einer Menge des einen Antipoden übrigbleibt, aufarbei ten, indem man sie völlig oder nahezu völlig ar racemischem Lysinsulfanilat sättigt, wobei dann eint bestimmte Menge des anderen Antipoden in festerr Zustand erhalten wird.

Die optische Reinheit des gewonnenen, optisch aktiven Lysinsulfanilats, welche durch die Umstände unter denen die optische Spaltung erfolgt, bedingt wird kann auf Wunsch noch dadurch erhöht werden, daß mar das betreffende Lysinsulfanilat mit einem Lösungsmitte unter Bildung einer festen Phase neben einer gesättigter oder eine nahezu gesättigten Flüssigkeitsphase behan delt. Die feste Phase enthält dann optisch aktive: Lysinsulfanilat mit einer optischen Reinheit, weicht größer ist als die des ursprünglichen, optisch aktiver

Lysinsulfanilats. Die Behandlung mit dem Lösungsmittel kann dadurch erfolgen, daß man das optisch unreine Lysinsulfanilat mit dem Lösungsmittel extrahiert oder das optisch unreine Lysinsulfanilat in dem Lösungsmittel löst und anschließend die Lösung einer Kristallisation unterzieht. Für diese Behandlung kommt grundsätzlich jedes Lösungsmittel in Betracht, in dem racemisches Lysinsulfanilat löslich ist Wasser oder Gemische von Wasser mit einem oder mehreren der organischen Lösungsmittel Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, Aceton und Butanon erweisen sich für diesen Zweck als überaus geeignet.

Diese Methode zur Steigerung der optischen Reinheit von optisch unreinem Lysinsulfanilat kann selbstverständlich auch verwendet werden, wenn das optisch unreine Lysinsulfanilat auf andere Weise als durch optische Spaltung von Lysinsulfanilat gemäß der selektiven Kristallisationsmethode, z. B. durch Reaktion von Sulfanilsäure mit optisch unreinem Lysin, erhalten wurde. Es kann so ein Salz von optisch aktivem Lysin und einer optisch inaktiven Säure hergestellt werden, indem man ein Gemisch aus ungleichen Mengen D- und L-Antipoden des Lysinsalzes von Sulfanilsäure herstellt, anschließend aus dem erhaltenen Salz und einem Lösungsmittel eine feste Phase neben einer gesättigten Flüssigkeitsphase bildet und man die feste Phase, welche hauptsächlich aus dem in größerer Menge vorhandenen Antipoden besteht, von der Flüssigkeitsphase trennt.

Das erhaltene, optisch aktive Lysinsulfanilat läßt sich auf verschiedene Weisen in seine Komponenten spalten; man kann z. B. eine wäßrige Lösung des Salzes über einen schwach basischen Ionenaustauscher leiten. Die Sulfanilsäure wird in diesem Falle auf dem Ionenaustauscher gebunden, während als Eluat eine Lysinlösung anfällt. Es ist aui_h möglich, eine wäßrige Lösung des optisch aktiven Lysinsulf:..iilats über einen stark sauren Ionenaustauscher in der NH4 ⁺ -Form zu leiten. Das Lysin wird dann an den Ionenaustauscher gebunden und läßt sich mit verdünntem Ammoniakwasser eluieren.

Es wurde nun gefunden, daß bei der Racemisierung der nicht gewünschten optisch aktiven Form des Lysinsalzes der Sulfanilsäure keine Zersetzung eintritt. Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Gewinnung von L-Lysin oder einem Säureadditionssalz davon aus DL-Lysin, indem man zuerst ein Salz von DL-Lysin mit einer optisch inaktiven Säure herstellt und anschließend durch selektive Kristallisation aus einer übersättigten Lösung dieses Salzes eine optische Spaltung durchführt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das im Verlauf der optischen Spaltung mit Sulfanilsäure als optisch inaktiver Säure anfallende D-Lysinsulfanilat durch Erhitzen seiner wäßrigen Lösung zu DL-Lysinsulfanilat racemisiert und aus dem

ίο daraus zugänglichen L-Lysinsulfanilat gegebenenfalls L-Lysin gewinnt. Vorteilhafterweise erfolgt das Erhitzen der wäßrigen Lösung bei einer Temperatur von etwa 200⁰C. Auf diese Weise ist es möglich, aus dem nicht gewünschten D-Lysinsulfanilat weitere Mengen an L-Lysinsulfanilat bzw. u-Lysin zu erhalten und so du-ch eine größere Ausbeute an L-Lysin das Verfahren erst wirtschaftlich zu gestalten.

Die Erfindung soll nun anhand des folgenden Beispiels erläutert werden.

Beispiel

30 g racemisches Lysinsulfanilat werden unter Erhitzung in 35,2 g Wasser gelöst, wonach die erhaltene Lösung durch Kühlen auf 26°C übersättigt wird.

Anschließend werden 1 g L-Lysinsulfanilatkristalle beigegeben und die anfallende Suspension 30 Minuten bei 26°C gerührt. Das auskristallisierte L-Lysinsulfanilat wird dann abfiltriert und auf dem Filter mit 10 ml Methanol gewaschen.

Erhalten werden 4,1 g L-Lysinsulfanilat mit einer optischen Reinheit von 96,5%.

Das erhaltene Filtrat, das 24,8 g DL-Lysinsulfanilat und 2,82 g D-Lysinsulfanilat enthält, wird zur Entfernung des Methanols teilweise eingedampft. Die verbleibende Lösung wird mit Wasser auf 62,6 g ergänzt und anschließend auf 41^CC erhitzt. Danach werden der Lösung 6,32 g festes DL-Lysinsulfanilat zugefügt und es wird 1 Stunde bei 4PC gerührt. Anschließend wird die feste Phase von der Flüssigkeit getrennt.

Erhalten werden 3,22 g festes D-.¹ ysinsulfanilat mit einer optischen Reinheit von 93,8%. Die verbleibende Flüssigkeitsphase, welche 65,2 g wiegt und 46 Gew.% DL-Lysinsulfanilat enthält, kann wieder einer selektiven Kristallisation unterzogen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von L-Lysin oder einem Säureadditionssalz davon aus DL-Lysin, indem man zuerst ein Salz von DL-Lysin mit einer optisch inaktiven Säure herstellt und anschließend durch selektive Kristallisation aus einer übersättigten Lösung dieses Salzes eine optische Spaltung durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß man das im Verlauf der optischen Spaltung mit Sulfanilsäure als optisch inaktiver Säure anfallende D-Lysinsulfanilat durch Erhitzen seiner wäßrigen Lösung zu DL-Lysinsulfanilat racemisiert und aus dem daraus zugänglichen L-Lysinsulfanilat gegebenenfalls L-Lysin gewinnt |5

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Erhitzen der wäßrigen Lösung bei einer Temperatur von etwa 200° C durchführt.