DE19749556A1 - Enzymatisch-katalysierte N-Acylierung von Aminosäuren, Porteinhydrolysaten und/oder deren Derivaten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein enzymatisch-katalysiertes Verfahren zur N-Acylierung von Aminosäuren, Proteinhydrolysaten und/oder deren Derivaten mittels Fettsäuren und/oder Fettsäu­ rederivaten in Gegenwart von Emulgatoren sowie die Verwendung der erhaltenen Verbindungen als Tensid, in Wasch- und Reinigungsmitteln und in der Umwelttechnologie.

N-Acylierungsprodukte von Aminosäuren, Proteinhydrolysaten und/oder deren Derivaten stellen an und für sich bekannte Produkte dar, die am Stickstoffatom acyliert worden sind. Deren techni­ sche Synthese erfolgt derzeit praktisch ausschließlich über die N-Acylierung mittels Fettsäurechlo­ riden im alkalischen Medium nach der Schotten-Baumann-Reaktion. Nachteilig an diesem Verfah­ ren ist jedoch, daß zum einen die Fettsäurechloride sehr teure Ausgangsstoffe sind, die zum ande­ ren eine Belastung der N-Acylierungsprodukte mit Spuren von AOX verursachen, was ihre Ver­ wendung als besonders milde Tenside im kosmetischen Bereich erschwert.

Aus der internationalen Anmeldung WO 90/14429 ist ein enzymatisches Verfahren zur N-Acylie­ rung bekannt, wonach Aminosäureamide mit Fettsäuren oder deren Estern in organischen Lö­ sungsmitteln in Gegenwart von Enzymen umgesetzt werden. Nach erfolgter Umsetzung werden in einem zweiten enzymatisch katalysierten Verfahrensschritt die erhaltenen N-acylierten Aminosäu­ reamide zu N-acylierten Aminosäuren hydrolysiert. Ein derartiges zweistufiges Verfahren ist zeitaufwendig und kostenintensiv, zumal noch zusätzlich die Aminosäureamide als Ausgangsver­ bindung hergestellt werden müssen.

Nach Untersuchungen von Y. Kimura et. al. in : Proc. Asia-Pacific Biochem. Eng. Conf., S. 109-111, 1992 ist bekannt, daß eine N-Acylierung von Methionin und Tryptophan mit Fettsäuren oder deren Estern in Gegenwart einer Aminoacylase aus aspergillus spec. in wäßrigen Systemen erfol­ gen kann. Diese Umsetzung erbringt jedoch nur Ausbeuten unter 6 Gew.-%, so daß sich dieses Laborverfahren nicht für eine technische Herstellung eignet.

In einem Artikel von D. Montet et. al in: JAOCS, Vol. 67. No. 11, November 1990, Hrsg. von A.O.C.S.-Press, Champaign, werden Ergebnisse über Umsetzungen von Lysin mit Ölsäure allein oder als Triglycerid in Gegenwart von Lipasen und verschiedenen Lösungsmitteln berichtet. Ab­ hängig von dem gewählten Lösungsmittel und den Verfahrenstemperaturen werden Ausbeuten bis zu 40 Gew.-% erzielt, sofern Reaktionszeiten bis zu 4 Tage gewährt wurden. Derartig lange Reakti­ onszeiten sind jedoch für einen technischen Prozeß indiskutabel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein enzymatisch-katalysiertes Verfahren zur N-Acylierung von Aminosäuren, Proteinhydrolysaten und/oder deren Derivate zur Verfügung zu stellen, daß in guten Ausbeuten und in kürzeren Reaktionszeiten die N-acylierten Produkte liefert. Darüber hinaus sollte es sich um ein einfaches einstufiges Verfahren handeln, das zusätzlich mit auf dem Markt zur Verfügung stehenden Ausgangsstoffen durchgeführt werden kann.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die enzymatische N-Acylierung besonders leicht, in guten Ausbeuten und in kurzen Reaktionszeiten durchgeführt werden kann, wenn die N-Acylierung in Gegenwart von Emulgatoren durchgeführt wird.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur enzymatischen N-Acylierung von Aminosäuren, Proteinhydrolysaten und/oder deren Derivaten mittels Fettsäuren und/oder Fett­ säurederivaten dadurch gekennzeichnet, daß die N-Acylierung in Gegenwart von Emulgatoren durchgeführt wird.

Im Sinne der Erfindung werden als Emulgatoren tensidische Verbindungen verstanden, die in der Lage sind, die Grenzflächenspannung zweier verschiedener flüssiger Phasen dergestalt zu mini­ mieren, daß mindestens an der Grenzfläche der zwei verschiedenen flüssigen Phasen eine Emulsi­ on, d. h. Flüssigkeitströpfchen der einen flüssigen Phase in der anderen flüssigen Phase feinverteilt sind, entsteht. Bei einer Phase kann es sich sowohl um eine einzige Flüssigkeit als auch um mehre­ re Flüssigkeiten handeln, die dann aber optisch vollkommen ineinander löslich sein müssen.

Im Sinne der Erfindung können die Emulgatoren sowohl an der eigentlichen N-Acylierungsreaktion teilnehmen oder auch nicht. Als Emulgatoren, die an der eigentlichen N-Acylierungsreaktion nicht teilnehmen, können nichtionogene, ampholytische und/oder zwitterioni­ sche grenzflächenaktive Verbindungen verwendet werden, die sich durch eine lipophile, bevorzugt lineare, Kohlenwasserstoffgruppe und mindestens eine hydrophile Gruppe auszeichnen. Diese hydrophile Gruppe kann sowohl eine ionogene als auch eine nichtionogene Gruppe sein.

Nichtionogene Emulgatoren enthalten als hydrophile Gruppe z. B. eine Polyolgruppe, eine Polyal­ kylenglycolethergruppe oder eine Kombination aus Polyol- und Polyglycolethergruppe. Bevorzugt sind im Sinne der Erfindung Emulgatoren aus mindestens einer der folgenden Gruppen zugegen:
(a1) Anlagerungsprodukte von 2 bis 30 Mol Ethylenoxid und/ oder 0 bis 5 Mol Propylenoxid an lineare Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen, an Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen und an Alkyl­ phenole mit 8 bis 15 C-Atomen in der Alkylgruppe; (a2) C_12/18-Fettsäuremono und -diester von Anlagerungsprodukten von 1 bis 30 Mol Ethylenoxid an Glycerin; (a3) Glycerinmono- und -diester und Sorbitanmono- und -diester von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlen­ stoffatomen und deren Ethylenoxidanlagerungsprodukte; (a4) Alkylmono- und -oligoglycoside mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und deren ethoxylierte Analoga und (a5) Anlage­ rungsprodukte von 15 bis 60 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl; (a6) Polyol- und insbesondere Polyglycerinester wie z. B. Polyglycerinpolyricinoleat oder Polyglycerin­ poly-12-hydroxystearat (a7) Polyethylenglykol- und/oder Polypropylenglykolmonoester von ge­ sättigten und/oder ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22 C-Atomen und mit mittleren Molekular­ gewichten von 100 bis 2000. Ebenfalls geeignet sind Gemische von Verbindungen aus mehreren dieser Substanzklassen. Die Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid und/oder von Propylenoxid an Fettalkohole, Fettsäuren, Alkylphenole, Glycerinmono- und -diester sowie Sorbitanmono- und -di­ ester von Fettsäuren oder an Ricinusöl stellen bekannte, im Handel erhältliche Produkte dar. Es handelt sich dabei um Homologengemische, deren mittlerer Alkoxylierungsgrad dem Verhältnis der Stoffinengen von Ethylenoxid und/ oder Propylenoxid und Substrat, mit denen die Anlage­ rungsreaktion durchgeführt wird, entspricht. C_12/18-Fettsäuremono- und -diester von Anlage­ rungsprodukten von Ethylenoxid an Glycerin sind aus DE-PS 20 24 051 als Rückfettungsmittel für kosmetische Zubereitungen bekannt. C_8/18-Alkylmono- und -oligoglycoside, ihre Herstellung und ihre Verwendung als oberflächenaktive Stoffe sind beispielsweise aus US 3,839,318, US 3,707,535, US 3,547,828, DE-OS 19 43 689, DE-OS 20 36 472 und DE-A1 30 01 064 sowie EP-A 0 077 167 bekannt. Ihre Herstellung erfolgt insbesondere durch Umsetzung von Glucose oder Oligosacchariden mit primären Alkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen. Bezüglich des Glycosidrestes gilt, daß sowohl Monoglycoside, bei denen ein cyclischer Zuckerrest glycosidisch an den Fettalko­ hol gebunden ist, als auch oligomere Glycoside mit einem Oligomerisationsgrad bis vorzugsweise etwa 8 geeignet sind. Der Oligomerisierungsgrad ist dabei ein statistischer Mittelwert, dem eine für solche technischen Produkte übliche Homologenverteilung zugrunde liegt.

Weiterhin können als Emulgatoren ionische Emulgatoren, beispielsweise solche mit einer Sulfo­ succinat-, Sulfat- und/oder Phosphatgruppe verwendet werden sowie zwitterionische bzw. ampho­ lytische Emulgatoren.

Als zwitterionische Emulgatoren werden solche oberflächenaktiven Verbindungen bezeichnet, die im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens eine Carboxylat- oder eine Sulfonatgruppe tragen. Besonders geeignete zwitterionische Emulgatoren sind die soge­ nannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N-dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosal­ kyl-dimethylammoniumglycinat, N-Acyl-aminopropyl-N,N-dimethylammoniumglycinate, bei­ spielsweise das Kokosacylaminopropyldimethylammoniumglycinat, und 2-Alkyl-3-carboxyl, Me­ thyl-3-hydroxyethylimidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl- oder Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethylglycinat. Besonders bevorzugt ist das unter der CTFA-Bezeichnung Cocamidopropyl Betaine bekannte Fettsäureamid-Derivat.

Ebenfalls geeignete ampholytische Emulgatoren sind oberflächenaktive Verbindungen, die außer einer C_8/18-Alkyl- oder -Acylgruppe im Molekül mindestens eine freie Aminogruppe und min­ destens eine -COOH- oder -SO₃H-Gruppe enthalten und zur Ausbildung innerer Salze befähigt sind. Beispiele für geeignete ampholytische Emulgatoren sind N-Alkylglycine, N-Al­ kylpropionsäuren, N-Alkylaminobuttersäuren, N-Alkyliminodipropionsäuren, N-Hydroxy-ethyl-N-al­ kylamidopropylglycine, N-Alkyltaurine, N-Alkylsarcosine, 2-Alkylaminopropionsäuren und Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylgruppe. Besonders bevor­ zugte ampholytische Emulgatoren sind das N-Kokosalkylaminopropionat, das Kokosacylami­ noethylaminopropionat und das C_12/18-Acylsarcosin.

Beispiele für ionische Emulgatoren sind Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Glycerinethersulfonate, µ-Methylestersulfonate, Sulfofettsäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholsulfate, Fettalkoholethersulfate, Glycerinethersulfate, Hydroxymischethersulfate, Mo­ noglycerid(ether)sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate, Mono- und Dialkylsulfosuccinate, Mono- und Dialkylsulfosuccinamate, Sulfotriglyceride, Amidseifen, Ethercarbonsäuren und deren Salze, Fettsäureisethionate, Fettsäuresarcosinate, Fettsäuretauride, Acyllactylate, Alkyloligogluco­ sidsulfate, Proteinfettsäurekondensate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Sojabasis) und Al­ kyl(ether)phosphate. Sofern die ionischen Emulgatoren Polyglycoletherketten enthalten, können sie eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen.

Innerhalb der Gruppe der Emulgatoren, die nicht an der eigentlichen N-Acylierung teilnehmen, sind die ionischen Emulgatoren, vorzugsweise die Sulfosuccinate, Alkylethersulfonate, Fettalko­ holsulfate, Fettalkoholethersulfate und Alkyletherphosphate, sowie die nichtionischen Emulgato­ ren, vorzugsweise Polyethylen- und/oder Polypropylenglykolmonoester von gesättigten und/oder ungesättigte Fettsäuren mit 6 bis 22 C-Atomen und mittleren Molekulargewichten von 100 bis 2000 bevorzugt.

Anstelle der Emulgatoren, die an der eigentlichen N-Acylierung nicht teilnehmen, können auch Emulgatoren oder Emulgatorenmischungen zugegen sein, die bei der eigentlichen N-Acylierung beteiligt sind. Darunter ist zu verstehen, daß diese Emulgatoren selber Verbindungen sind, die acy­ lieren können bzw. acyliert worden sind. Als Emulgatoren, die selber acylieren können, sind be­ sonders Emulgatorsysteme aus freien Carbonsäuren und Carbonsäuresalzen, insbesondere Fettsäu­ re und Fettsäuresalze der unten beschriebenen Art, sowie Carbonsäuren und Salze von anderen Carbonsäuren wie der Zitronensäure, bevorzugt. Bei solchen Emulgatorensystemen liegen vor­ zugsweise etwa äquimolare Einsatzmengen an freier Carbonsäure und Salz der Carbonsäure vor. Als Emulgatoren, die acyliert worden sind, sind insbesondere die N-acylierten Aminosäuren, N-acylierten Proteinhydrolysate und/oder deren N-acylierte Derivate zu nennen. Geeignete Ami­ nosäuren, Proteinhydrolysate und/oder Derivate sind insbesondere die Verbindungen, die selber nach der enzymatischen N-Acylierung erhalten werden. Weitere Angaben hierzu sind der fol­ genden Beschreibung zu entnehmen.

Die Emulgatoren können in Mengen von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-% - bezogen auf Gesamtmenge an umzusetzenden Ausgangsstoffen - enthalten sein. Sofern es sich um Emul­ gatoren handelt, die an der Reaktion teilnehmen, beispielsweise wenn die Emulgatoren die gleiche chemische Zusammensetzung wie das Edukt aufweisen, ist es insbesondere bevorzugt, wenn man etwa 1 bis 20 Gew.-% mehr von dem Edukt einsetzt als nach dem stöchiometrischen Umsetzungs­ verhältnissen geplant. Dieser Mehranteil entspricht dann der Emulgatorzugabe. Sofern es sich um Emulgatoren handelt, die die gleiche chemische Zusammensetzung aufweisen, wie das erhaltene Addukt, entsprechen die Emulgatorzugabemengen dem angegebenen Bereich von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-% - bezogen auf Gesamtmenge an umzusetzenden Ausgangsstoffen.

Bevorzugt im Sinne der Erfindung wird die N-Acylierung im Grenzflächenbereich eines 2-Pha­ sensystems durchgeführt wird, wobei es sich bei der einen Phase um eine wäßrige Phase und bei der anderen Phase um eine organische, nicht mit Wasser mischbare Phase handelt. Die wäßrige Phase kann außer Wasser in Wasser vollkommen lösliche organische Verbindungen enthalten wie niedere Alkohole, Aceton und/oder Ethylmethylketon, vorzugsweise in Mengen unter 50 Gew.-%, insbesondere in Mengen unter 30 Gew.-% - bezogen auf wäßrige Phase -. Die organische Phase kann organische Lösungsmittel, welche nicht in Wasser löslich sind, und/oder eines der Edukte, welches bei den Verfahrenstemperaturen flüssig ist, enthalten. Beispiele für organische Lösungsmittel, die nicht in Wasser löslich sind, sind Fettalkohole, sekundäre und tertiäre Alkohole, Ketone, Ether und reine Kohlenwasserstoffe wie Butylmethylketon, Pentan und Hexan sowie Mischungen miteinan­ der. Beispiele für Edukte, die bei den Verfahrenstemperaturen flüssig sind, sind Laurinsäureme­ thylester und/oder Laurinsäureanhydrid. Derartige Edukte können alleine oder in Mischung mit einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln die organische Phase ausmachen. Das Einsatz­ verhältnis von Edukten, die bei den Verfahrenstemperaturen flüssig sind, und organischen Lö­ sungsmitteln in der organischen Phase kann in weiten Bereichen variieren.

Das Einsatzverhältnis der wäßrigen und organische Phase zueinander ist nicht kritisch und kann daher in weiten Bereichen liegen. Vorzugsweise beträgt der Anteil der wäßrigen Phase maximal 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf wäßrige und organische Phase -.

Die im Sinne der Erfindung einzusetzenden Emulgatoren haben nun die Aufgabe, die Grenzflä­ chenspannung der beiden Phasen herabzusetzen, damit die N-Acylierung im Grenzflächenbereich der beiden Phasen ablaufen kann. Dies ist besonders deshalb von Vorteil, da die Aminosäuren, Proteinhydrolysate und/oder deren Derivate, die in der wäßrigen Phase eine gute Löslichkeit zei­ gen, in einen innigen Kontakt mit den Fettsäuren und/oder deren Derivaten, die eine gute Löslich­ keit in der organischen Phase zeigen, treten, wodurch eine bessere Umsetzung erfolgt.

Für die eigentliche N-Acylierung werden als Acylierungsreagenz freie Fettsäuren und/oder deren Derivate wie Fettsäureester, Fettsäuresalze und Fettsäureanhydride eingesetzt.

Unter den erfindungsgemäß einzusetzenden Fettsäuren sind aliphatische Carbonsäuren der Formel (I) zu verstehen,

R¹CO-OH (I)

in der R¹CO für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoff­ atomen und 0 und/oder 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht.

Typische Beispiele sind Capronsäure, Caprylsäure, 2-Ethylhexansäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Isotridecansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Öl­ säure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, die z. B. bei der Druckspaltung von natürlichen Fetten und Ölen oder der Dimerisierung von ungesättigten Fettsäu­ ren anfallen. Bevorzugt sind Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlenstoffatome und insbesondere techni­ sche Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Kokos-, Palm-, Palm­ kern- oder Talgfettsäure.

Die Fettsäurederivate leiten sich von den oben beschriebenen freien Fettsäuren ab. Als Fettsäurede­ rivate kommen Fettsäureester von ein- und/oder mehrwertigen Alkoholen in Betracht. Bei der Grup­ pe der Fettsäureester von einwertigen Alkoholen sind aliphatische Alkohole mit 1 bis 22 Kohlen­ stoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen geeignet. Besonders bevorzugt wird Methanol als einwertiger Alkohol, d. h. besonders bevorzugt sind die Methylester der entsprechen­ den Fettsäuren. Derartige Methylester sind großtechnisch vorhandene Produkte.

Die Fettsäureester können auch Ester von mehrwertigen Alkoholen wie Ethylenglykol, Propy­ lenglykol, Polyethylenglykole, Polypropylenglykole, Polyethylenpropylenglykole, Trimethylpro­ pan, Pentaerythrit, Glycerin und Polyglycerin sein. Die mehrwertigen Alkohole können anteilswei­ se wie beim Monoglycerid und Diglycerid verestert sein oder auch vollständig. Besonders bevor­ zugt werden innerhalb der Gruppe der Ester von mehrwertigen Alkoholen die Triglyceride, insbe­ sondere Trigylceride wie sie aus pflanzlichen Ölen und tierischen Fetten erhältlich sind.

Als Fettsäurederivate kommen auch Salze der beschriebenen Fettsäuren in Betracht. Vorzugsweise eignen sich die Alkali- und/oder Erdalkalisalze der Fettsäuren wie Natriumlaurat.

Als Fettsäurederivate kommen auch Fettsäureanhydride in Betracht, die auf klassischem Wege durch intermolekularer Wasserabspaltung von zwei Fettsäuren der beschriebenen Art hergestellt werden können.

Der N-Acylierung unterworfen werden Aminosäuren, Proteinhydrolysate und/oder deren Derivate. Die Aminosäuren können natürlichen oder technischen Ursprungs sein. Es kann sich dabei um alpha- und beta-Aminosäuren handeln. Beispiele für Aminosäuren sind alpha- und/oder beta-Alanin, Arginin, Asparagin, Asparaginsäure, Cystein, Cystin, 3,5-Dibromtyrosin, 3,5-Dijodtyrosin, Glutaminsäure, Glutamin, Glycin, N-Methylglycin (Sarcosin), Histidin, Hydroxylysin, Hydroxy­ prolin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Prolin, Serin, Threonin, Thyroxin, Tryptophan, Tyrosin und Valin.

Proteinhydrolysate stellen Abbauprodukte von tierischen oder pflanzlichen Proteinen, beispiels­ weise Collagen, Elastin oder Keratin und vorzugsweise Mandel- und Kartoffelprotein sowie insbe­ sondere Weizen-, Reis- und Sojaprotein dar, die durch saure, alkalische und/oder enzymatische Hydrolyse gespalten werden. Vorzugsweise weisen die Proteinhydrolysate ein durchschnittliches Molekulargewicht im Bereich von 130 bis 4000, vorzugsweise 400 bis 3000 auf. Vorzugsweise werden pflanzliche Proteinhydrolysate auf Basis von Weizengluten oder Reisprotein eingesetzt, deren Herstellung in den beiden Deutschen Patentschriften DE-C1 195 02 167 und DE-C1 195 02 168 (Henkel) beschrieben wird.

Als Derivate von freien Aminosäuren oder Proteinhydrolysaten werden vorzugsweise die Salze und/oder Ester eingesetzt, insbesondere die Alkali- und/oder Erdalkalisalze sowie die Ester von monofunktionellen Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Methanol. Sofern die zugrunde­ liegenden Aminosäuren zwei Carboxylgruppen aufweisen wie die Glutaminsäure, können die Mo­ no- und/oder die Disalze bzw. die Mono- und/oder die Diester eingesetzt werden. Sofern die Ami­ nosäureester mit Hydrochlorid stabilisiert worden sind, empfiehlt sich bei deren Einsatz die Anwe­ senheit eines Amins wie Triethylamin, damit der Stickstoff der zugrundeliegenden Aminosäure für die Acylierung gut zugänglich ist.

Ganz besonders bevorzugt im Sinne der Erfindung sind als Aminosäuren die Glutaminsäure, Aspa­ raginsäure, Glycin, N-Methylglycin und/oder Phenylalanin und als Derivate der Aminosäuren das Mono- und/oder Dinatriumsalz der Glutaminsäure, das Mono- und/oder Dinatriumsalz der Aspa­ raginsäure, der Monomethyl- und/oder der Dimethylester der Glutaminsäure und der Methylester des Phenylalanins.

Das molare Einsatzverhältnis von Fettsäuren bzw. Fettsäurederivaten zu Aminosäuren, Proteinhy­ drolysaten und/oder deren Derivaten liegt vorzugsweise im Bereich von 1 : 10 bis 10 : 1, insbeson­ dere von 2 : 1 bis 1 : 2, berechnet als pro mol zur Verfügung stehende Acylgruppe und bezogen auf pro mol zu acyliernde Stickstoffgruppe in der Aminosäure, Proteinhydrolysat und/oder deren Deri­ vat.

Die N-Acylierung wird durch Anwesenheit von Enzymen katalysiert. Als Enzyme kommen sowohl Lipasen als auch Proteasen in Frage, vorzugsweise Lipasen. Beispiele für geeignete Lipasen sind in der schon zitierten internationalen Anmeldung WO 90/14429 zu finden, die hiermit mit zum Of­ fenbarungsgehalt zählen sollen. Vorzugsweise werden Lipasen aus Cand. cylindracea, cand. lipo­ lytica, cand. rugosa, cand. antartica, cand. utilis, chromobacterium viscosum, geotrichum visco­ sum, geotrichum candidum, mucor javanicus, mucor miehei, porcine pancreas, pseudomonas spie­ ces., pseudomonas fluorescens, pseudomonas cepacia, rhizopus arrhizus, rhizopus delemar, rhizo­ pus niveus, rhizopus oryzae, aspergillus niger, penicillium roqueforti, penicillium cambertii. Inner­ halb dieser Gruppe sind besonders vorteilhaft die Lipasen SP 523^R, SP 524^R, SP 525^R, SP 526^R, Novozym 435^R (eine immobilisierte Lipase der cand. antarctica) und Lipozym IM_R (eine immo­ bilisierte Lipase des mucor miehei), alles Handelsprodukte von Novo Nordisk, sowie die Chirazy­ me L1 bis L8^R, Handelsprodukte von Boehringer Mannheim, eingesetzt.

Als Proteasen eignen sich insbesondere alpha-Chymotrypsin (bovine pancreas), Proteinase (bacil­ lus subtilis), Subtilisin Calsberg (bacillus subtilis var. Biotecus A).

Die Enzyme können nativ oder immobilisiert auf einem Träger vorliegen.

Die Enzyme sind als Katalysatoren vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 50 Gew.-%, insbesonde­ re in Mengen von 1 bis 30 Gew.-% - berechnet als Lipase in nativer oder immobilisierter Form und bezogen auf Gesamtmenge an umzusetzenden Ausgangsstoffen - zugegen. Bei Einsatz der Enzyme in nativer Form werden Mengen von 0,001 bis 15 Gew.-% bevorzugt.

Die enzymatisch katalysierte N-Acylierung wird vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 100°C, insbesondere bei 50 bis 70°C durchgeführt.

Das Verfahren kann in verschiedenen Ausführungen durchgeführt werden. Vorzugsweise werden die Aminosäuren, Proteinhydrolysate und/oder deren Derivate in der wäßrigen Phase gelöst und mit dem organischen Lösungsmittel versetzt, wodurch ein 2-Phasensystem ausgebildet wird. An­ schließend werden die freien Fettsäuren und/oder Fettsäurederivate, die Enzyme und ggf. weitere Emulgatoren zugegeben. Sofern die Emulgatoren an der eigentlichen N-Acylierung teilnehmen, werden keine zusätzlichen Emulgatoren beigegeben, da die Fettsäuren und/oder Fettsäurederivate eine Doppelfunktion als Emulgator und N-Acylierungsreagenz wahrnehmen. Unter Rückfluß des Lösungsmittels wird der Reaktionsansatz auf die gewünschte Reaktionstemperatur gebracht. Nach beendeter Reaktion wird der Reaktionsansatz filtriert, wodurch Enzyme und ggf. weitere unlösliche Bestandteile zurückgehalten werden. Das Reaktionsprodukt wird aus dem Filtrat durch destillative Entfernung der Lösungsmittel gewonnen. Durch Säulenchromatografie und/oder durch Umkristal­ lisation kann die Reinheit des Reaktionsproduktes gesteigert werden.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen als hautfreundliches Tensid, insbesondere in Wasch- und Reinigungs­ mitteln, beispielsweise in der Textilindustrie, in der Nahrungsmittelindustrie, für die Herstellung von Waschmitteln oder für die Herstellung von kosmetischen Zubereitungen. Da es sich um ein hautfreundliches Tensid handelt, ist es insbesondere für kosmetische Zubereitungen geeignet. Als kosmetische Zubereitungen werden Haar- und Körperpflegemittel verstanden, die die nach der Erfindung zugänglichen Tenside in Mengen von 1 bis 35 Gew.-% enthalten. Die kosmetischen Zu­ bereitungen können selbstverständlich weitere Tenside sowie übliche Bestandteile in üblichen Mengen enthalten.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen als Tensid in der Umwelttechnologie, insbesondere für die Erdreichsa­ nierung und Wasserbehandlung.

Beispiele Beispiel 1

1,9 g (10 mmol) Glutaminsäuredinatriumsalz wurde mit 0,2 g (0,6 mmol) N-Lauroylglutaminsäu­ re versetzt und alles in 2,5 ml Wasser und 10 ml Aceton gelöst. Nach Zugabe von 2,1 g (10 mmol) Laurinsäuremethylester und 0,7 g Novozym 435^R (immobilisierte Lipase der cand. antarctica; ein Handelsprodukt der Firma Novo Nordisk) 1 wurde 24 Stunden bei 70°C im Rotationsverdampfer gerührt. Das Enzym sowie die unlöslichen Bestandteile wurden abfiltriert und mit Aceton gewa­ schen. Aus der erhaltenen Lösung bzw. Suspension wurden die Lösungsmittel destillativ entfernt, so daß das Reaktionsprodukt als Feststoff anfiel.

Das Rohprodukt wurde NMR-spektroskopisch und mittels GC-Analyse identifiziert. Die Ausbeute des Rohproduktes betrug 45 Gew.-% - bezogen auf Feststoff -.

Beispiel 2

Eine Mischung aus 1,2 g (6 mmol) Laurinsäure und 1,3 g (6 mmol) Natriumlaurat wurden durch Erhitzen auf 70°C homogenisiert und mit 5 ml Wasser sowie 20 ml Butylmethylketon versetzt. Zu dem entstandenen 2-Phasensystem wurde 1,1 g (6 mmol) Asparaginsäuredinatriumsalz und 0,6 g Lipozym IM^R (eine immobilisierte Lipase des mucor miehei, Handelsprodukt der Firma Novo Nordisk) zugegeben. Der Reaktionsansatz wurde 24 Stunden bei 70°C im Rotationsverdampfer gerührt. Die Aufarbeitung erfolgte analog Beispiel 1.

Das Rohprodukt wurde NMR-spektroskopisch und mittels GC-Analyse identifiziert. Die Ausbeute des Rohproduktes betrug 25 Gew.-% - bezogen auf Feststoff -.

Beispiel 3

Beispiel 3 wurde analog Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle der 10 ml Aceton 4,2 g (20 mmol) Laurinsäuremethylester eingesetzt. Die Aufarbeitung erfolgte analog Beispiel 1.

Das Rohprodukt wurde NMR-spektroskopisch und mittels GC-Analyse identifiziert. Die Ausbeute des Rohproduktes betrug 50 Gew.-% - bezogen auf Feststoff -.

Claims (11)

1. Verfahren zur enzymatischen N-Acylierung von Aminosäuren, Proteinhydrolysaten und/oder deren Derivaten mittels Fettsäuren und/oder Fettsäurederivaten, dadurch gekennzeichnet, daß die N-Acylierung in Gegenwart von Emulgatoren durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoff­ atomen, vorzugsweise von 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, und/oder davon abgeleitete Fettsäu­ rederivate eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aminosäuren, Alkalisalze der Ami­ nosäuren und/oder Ester der Aminosäuren eingesetzt werden, vorzugsweise der Glutaminsäu­ re, der Asparaginsäure, des Glycins, des N-Methylglycins und/oder des Phenylalanins.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäuren und/oder Fettsäurederivate in solchen Mengen eingesetzt werden, daß das molare Verhältnis von Fettsäure und/oder Fettsäurederivaten zu Aminosäuren, Proteinhydrolysaten und/oder de­ ren Derivaten im Bereich von 1 : 10 bis 10 : 1, vorzugsweise von 2 : 1 bis 1 : 2 liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die N-Acylierung der Fettsäurede­ rivate in Gegenwart von Lipasen durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die N-Acylierung in Gegenwart von Enzymen in Mengen von 0,001 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, - bezogen auf Gesamtreaktionsansatz - durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die N-Acylierung im Grenzflä­ chenbereich eines 2-Phasensystems durchgeführt wird, wobei es sich bei der einen Phase um eine wäßrige Phase und bei der anderen Phase um eine organische, nicht mit Wasser mischbare Phase handelt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die N-Acylierung der Fettsäurede­ rivate bei Temperaturen von 20 bis 100°C, vorzugsweise von 50 bis 70°C, durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die N-Acylierung der Fettsäurede­ rivate in Gegenwart von ionischen Emulgatoren ausgewählt aus der von Sulfosuccinaten, Al­ kylethersulfonaten, Fettalkoholsulfate und Alkylethersulfate gebildeten Gruppen oder von nichtionischen Emulgatoren ausgewählt aus der von Polyethylen- und/oder Polypropylengly­ kolmonoester gebildeten Gruppe, durchgeführt wird.

10. Verwendung der nach Anspruch 1 hergestellten Verbindungen als Tensid in Wasch- und Rei­ nigungsmitteln, insbesondere in kosmetischen Zubereitungen.

11. Verwendung der nach Anspruch 1 hergestellten Verbindungen als Tensid in der Umwelttechnologie, insbesondere in der Erdreichsanierung und in der Wasseraufbe­ reitung.