DE2107358C2 - Process for the preparation of aspartic or glutamic anhydride hydrochloride or hydrobromide - Google Patents
Process for the preparation of aspartic or glutamic anhydride hydrochloride or hydrobromideInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung voi Asparaginsäure- oder Glutamlnsäureanhydrldhydrochlorld oder hydrobromld durch Umsetzung mit einem chlor- oder bromhaltigen Dehydratisierungsmlttel in einem Inerten organischen Lösungsmittel.The invention relates to a process for the production of aspartic or glutamic acid anhydride hydrochloride or hydrobromide by reaction with a chlorine- or bromine-containing dehydrating agent in an inert organic solvent.
Die Hydrohalogenlde von Amlnodlcarbonsäureanhydrlden können als chemische Zwischenprodukte zur Herstellung verschiedener Derivate der entsprechenden Aminosäuren, beispielsweise Peptid- und Ester-Derivaten, verwendet werden (J.A.C.S., 85, 1839 [1963]). Die Hydrohalogenlde der Anhydride sind auch bekannte Zusätze zur Verbesserung des Aromas von Nahrungsmitteln (NL-OS 65 04 992). Sie wurden bisher durch Kontaktierung der Aminosäuren mit einem großen Überschuß eines Dehydratlsierungsmlttels In einem stark-sauren Medium, wie Trlfluoresslgsäure. das nur schwierig zu handhaben Ist, hergestellt, wozu auf die GB-PS 10 96 845 verwiesen wird.The Hydrohalides of Amino-Carboxylic Anhydrides can be used as chemical intermediates to produce various derivatives of the corresponding Amino acids, for example peptide and ester derivatives, can be used (J.A.C.S., 85, 1839 [1963]). The hydrohalides of the anhydrides are also known Additives to improve the aroma of food (NL-OS 65 04 992). They were previously by contacting of amino acids with a large excess of a dehydrating agent in a strongly acidic one Medium, such as trifluoroacetic acid. which is difficult to handle, including GB-PS 10 96 845 is referred.
Bei dem bekannten Verfahren lassen sich die Hydrohalogenlde der Aminosäureanhydride nicht leicht isolieren und werden gewöhnlich als ölartige Substanzen erhalten, die mit den als Umsetzungsmedium verwendeten starken Säuren verunreinigt sind. Wenn deshalb diese Salze der Aminosäureanhydride als chemische Zwischenprodukte verwendet werden, hemmen die In den Salzen enthaltenen starken Säuren die Umsetzungen, beispielsweise die Peptldblldungsreaktlon und die AmldblldungsreaktlonIn the known process, the Hydrohalogenlde of amino acid anhydrides are not easily isolated and are usually obtained as oil-like substances, the strong ones used as the conversion medium Acids are contaminated. If therefore these salts of amino acid anhydrides as chemical intermediates used to inhibit the contained in the salts strong acids the reactions, for example the Peptide Formation Reaction and the Amid Formation Reaction
Die Literaturstellen Chem and Ind., 1964, S. 1867, und GB-PS 10 96 845 betreffen das sogenannte »Merck« Verfahren, bei dem das Salz einer starken Säure (mit einer Dlssozlatlonsxonstante von wenigstens 1 χ 10 ') von Glutaminsäure oder Asparaginsäure mit einem DehydratlslerUngsmUlel unter wasserfreien Bedingungen In einem stark sauren Medium, das eine SSure mit einer Dissoziationskonstante von Wenigstens 1 κ iO~' enthält, Umgesetzt wird, Beispiele der starken Säuren sind Chlorsulfonsäure* Flüöisiilförtsäure, Trlfluoresslgsäure.The references Chem and Ind., 1964, p. 1867, and GB-PS 10 96 845 relate to the so-called "Merck" process, in which the salt of a strong acid (with a Dlssozlatlonsxonstante of at least 1 χ 10 ') of glutamic acid or aspartic acid With a dehydrating agent under anhydrous conditions In a strongly acidic medium which contains an acid with a dissociation constant of at least 1 κ 10 ~ ', examples of the strong acids are chlorosulfonic acid, hydrofluoric acid, trifluoroacetic acid.
Gemäß der GB^PS 10 96 845 soll die Aminogruppe von Asparaginsäure und Glutaminsäure durch die starke Säure geschützt werden.According to GB ^ PS 10 96 845, the amino group of Aspartic acid and glutamic acid are protected by the strong acid.
Die Verwendung solcher starken Säuren hat verschiedene Nachtelle. Säuren wie Trifluoresslgsäure und Chlorsulfonsäure sind stark toxisch, sie reizen In hohem Maß die Haut und zerstören sie. Außerdem sind diese starken Säuren auch sehr korrodierend für die Apparatur, und demgemäß muß das Material der Apparatur, wie z. B. das Reaktionsgefäß, aus einem sehr widerstandsfähigen Werkstoff gegenüber Korrosion, wie z. B. aus Glas, hergestellt sein.The use of such strong acids has several disadvantages. Acids such as trifluoroacetic acid and chlorosulfonic acid are highly toxic, they are highly irritating the skin and destroy it. Besides, these are strong ones Acids are also very corrosive to the equipment, and accordingly, the material of the apparatus, such as. B. that Reaction vessel, made of a very resistant material to corrosion, such as. B. made of glass be.
to Gemäß der vorliegenden Anmeldung besteht das Ausgangsmaterial demgegenüber aus der freien Form von
Asparaginsäure oder Glutaminsäure und nicht aus dem Salz einer starken Säure wie beim Merck-Verfahren
Es wurde jetzt demgegenüber gefunden, daß Asparaginsäure und Glutaminsäure leicht mit chlor- oder bromhaltigen
Dehydratislerungsmitteln in inerten organischen Lösungsmitteln dehydratislert werden können und
Hydrochloride oder -bromide der entsprv Senden Aminosäureanhydride
quantitativ ergeben. Es wurde welterhin festgestellt, daß die gemäß der Erfindung gebildeten
Hydrochloride oder -bromide der Anhydride leicht In reinem Zustand Isoliert werden können.According to the present application, on the other hand, the starting material consists of the free form of aspartic acid or glutamic acid and not of the salt of a strong acid as in the Merck process
On the other hand, it has now been found that aspartic acid and glutamic acid can easily be dehydrated with chlorine- or bromine-containing dehydrating agents in inert organic solvents and that hydrochlorides or bromides of the corresponding amino acid anhydrides are obtained quantitatively. It has further been found that the hydrochlorides or bromides of the anhydrides formed according to the invention can easily be isolated in the pure state.
Gegenstand der Erfindung Ist somit ein Verfahren zur Herstellung van Asparaginsäure- nder Glutamlnsäureanhydridhydrochlorid oder -hydrobromid, das dadurch gekennzeichnet Ist. daß man Asparaginsäure oder Glutaminsäure mit Phosgen, Oxalylchlorid, Oxalylbromid, Thionylchlorid, Thlonylbromid, Phosphortrichlorid, Phosphortribromid, Phosphorpentachlorld, Phosphorpentabromld. Phosphorylchlorid oder Phosphorylbromid In einem Inerten organischen Lösungsmittel unterhalb 80c C umsetztThe subject of the invention is thus a process for the production of aspartic acid and glutamic acid anhydride hydrochloride or hydrobromide, which is characterized. that aspartic acid or glutamic acid with phosgene, oxalyl chloride, oxalyl bromide, thionyl chloride, thlonyl bromide, phosphorus trichloride, phosphorus tribromide, phosphorus pentachloride, phosphorus pentabromide. Phosphoryl chloride or phosphoryl bromide in an inert organic solvent below 80 c converts C
Vorzugsweise führt man die Umsetzung mit Phosphorylchlorid durch.The reaction is preferably carried out with phosphoryl chloride by.
Bevorzugt wird das Dehydratislerungsmiitel in Mengen von 0,5 bis 6 Mol je Mol Asparaginsäure oder Glutaminsäure eingesetztThe dehydrating agent is preferred in amounts from 0.5 to 6 moles per mole of aspartic acid or glutamic acid are used
Vorzugsweise führt man die Umsetzung bei einer Temperatur zwischen - 20' C und 60° C durch.The reaction is preferably carried out at a temperature between -20.degree. C. and 60.degree.
Somit sind beim erfindungsgemäßen Verfahren keine großen Überschüsse des Dehydratislerungsmlttels notwendig. Weiterhin Ist bei diesem Verfahren nicht die Anwendung einer starken Säure als Reaktionsmedium erforderlichThus, there are none in the method according to the invention large excesses of the dehydrating agent are necessary. Furthermore, this process does not use a strong acid as the reaction medium necessary
Im Rahmen der Erfindung verwendbare Lösungsmittel umfassen Äther, wie Äthyläther, Butyläther, Methyl-P'opyläther. Methyllsopropyläther, Anisol. Tetrahvdrofur.-'i. Tetrahydropyran und Dloxan, halogenlerte Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform. Dlchlormethan, 1.2-Dlchloräthan. Trlchloräthylen, 1,1.2-TrIt-.iloräthan und Chlorbenzol. Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan. Benzol. Toluol, Nitrile, wie Acetonitril. Ester, wie Methyl-, Äthyl- und Fropylester von Carbonsäuren, wie Ameisensäure. Essigsäure. Propionsäure, Buttersäure und Benzoesäure Von den vorstehend aufgeführten Lösungsmitteln sind cyclische Äther, wie Tetrahydrofuran und Dloxan besonders wirksam für die Zwecke der FrflndungSolvents which can be used in the context of the invention include ethers, such as ethyl ether, butyl ether, methyl p'opyl ether. Methyl isopropyl ether, anisole. Tetrahvdrofur .- 'i. Tetrahydropyran and Dloxan, halogenated hydrocarbons such as chloroform. Chloromethane, 1,2-chloroethane. Trlchlorethylene, 1,1.2-TrIt-.iloroethane and chlorobenzene. Hydrocarbons such as cyclohexane. Benzene. Toluene, nitriles, such as acetonitrile. Esters, such as methyl, Ethyl and propyl esters of carboxylic acids such as formic acid. Acetic acid. Propionic acid, butyric acid and benzoic acid Of the solvents listed above are cyclic ethers, such as tetrahydrofuran and dloxane particularly effective for the purpose of founding
Die Dehydratlslerungsreaktlon wird üblicherweise durchgeführt. Indem das Dehydratisierungsmlttel ;u der lösung oder Suspension der Amlnodlcarbonsäure, vorzugsweise unter Rühren, zugegeben wird. Auch kann die Umsetzung durchgerührt werden, Indem die AffllnodlcarbönsäUre zu einer Lösung des DehydrallslerUngsmlttels zugegeben wird oder eine Lösung des Dehydralislerungsmittels mit einer Lösung oder Suspension der AmI* nodlcarborisäüfe vermischt wird.The dehydration reaction is common carried out. By using the dehydrating agent; u the solution or suspension of the aminodocarboxylic acid is added, preferably with stirring. Can also Implementation can be carried out by adding the AffllnodlcarbönsäUre is added to a solution of the dehydrating agent or a solution of the dehydrating agent with a solution or suspension of AmI * nodlcarborisäüfe is mixed.
Die Reaktion Verläuft glatt selbst bei Raumtemperatur, kafirt jedoch durch Erhitzen des ReaktionsgemischesThe reaction proceeds smoothly even at room temperature, however, it is made by heating the reaction mixture
beschleunigt werden. Die Reaktionstemperaturen Hegen unterhalb 80° C, vorzugsweise im Bereich von - 20° C bis 60" C.be accelerated. Hegen the reaction temperatures below 80 ° C, preferably in the range from -20 ° C to 60 "C.
Das Hydrochlorld oder -bromid von Asparaginsäure- oder Glutamlnsäureanhydrfd wird nach beendeter Umsetzung In Form von Kristallen, die im Reaktionsgemisch suspendiert sind, erhalten und kann leicht nach üblichen Verfahren, wie Filtration, Zentrlfugation und Dekantation gesammelt werden. Falls ein gasförmiges Dehydratlslerungsmlttel verwendet wurde, kann das ι ο Additionsprodukt durch Abdampfen des Lösungsmittels der Mutterlauge und anschließende Zugabe von aliphatischen Äthern, wie Äthyläther oder Petroläther, oder Kohlenwasserstoffen, wie Hexan, Pentan und Isooctan, zu dem Rückstand erhalten werden.The hydrochlorld or bromide of aspartic acid or glutamic anhydride is finished after Implementation In the form of crystals in the reaction mixture are suspended, obtained and can easily by conventional methods, such as filtration, centrifugation and Decantation can be collected. If a gaseous dehydrating agent was used, the ι ο Addition product by evaporation of the solvent from the mother liquor and subsequent addition of aliphatic Ethers, such as ethyl ether or petroleum ether, or Hydrocarbons such as hexane, pentane and isooctane can be obtained to the residue.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung:The following examples are provided for further explanation the invention:
2,0 g L-Asparaginsäure (15 mMol) wurden In 30 ml Tetrahydrofuran suspendiert und dann 2,3 g Phosphorylchlorld (15 mMol) unter Rühren bei Raumtemperatur während 30 Minuten zugesetzt. Das Rühren wurde weitere 2 Stunden fortgeführt. Die gebildeten Kristalle wurden abfiltriert und wogen 1,2 g. Weitere Kristalle wurden durch Einengung der Mutterlauge erhalten, welche 0,6 g wogen. Gesamtausbeute 1,8 g (19%). 2.0 g of L-aspartic acid (15 mmol) was suspended in 30 ml of tetrahydrofuran, and then 2.3 g of phosphoryl chloride (15 mmol) was added with stirring at room temperature for 30 minutes. Stirring was continued for an additional 2 hours. The crystals formed were filtered off and weighed 1.2 g. More crystals were obtained by concentration of the mother liquor, which weighed 0.6 g. Overall yield 1.8 g (19%).
Die Kristalle wurden als reines L-Asparaginsäureanhydrld-hydrochlorld auf Grund von Infrarotspektrum (Nujol) und durch Elementaranalyse Identifiziert.The crystals were named pure L-aspartic anhydride hydrochloride Identified on the basis of infrared spectrum (Nujol) and elemental analysis.
1,0 g der Kristalle wurden In 10 ml Methanol gelöst und dann bei Raumtemperatur über Nacht stehengelassen. Die erhaltene Lösung wurde mit Triäthylamln neutralisiert und dann die ausgefällten Kristalle von ar-Methyl-L-aspartat abfiltriert. Die Kristalle schmolzen • bei 168 bis 169° C und zeigten einen Drehungswert [ar]D 4 + 41,2° (C = 0,4, Wasser). Durch die vorstehenden Ergebnisse wurde festgestellt, daß bei der Dehydratlslerungsreaktlon keine Racemisierung auftrat.1.0 g of the crystals was dissolved in 10 ml of methanol and then allowed to stand at room temperature overnight. The solution obtained was neutralized with triethylamine and then the precipitated crystals of ar-methyl-L-aspartate were filtered off. The crystals melted • at 168 to 169 ° C and showed a rotation value [ar] D 4 + 41.2 ° (C = 0.4, water). From the above results, it was found that racemization did not occur in the dehydration reaction.
Beispiele 2 bis 8Examples 2 to 8
Jedes der in Tabelle I aufgeführten Dehydratisierungsmltiel wurde zu einer Suspension zugegeben, die durch Zusatz von 15 mMol Asparaginsäure oder Glutaminsäure zu 30 ml des Lösungsmittels hergestellt worden war, wie aus Tabelle I ersichtlich.Each of the dehydrating agents listed in Table I. was added to a suspension made by adding 15 mmol of aspartic acid or glutamic acid to 30 ml of the solvent as shown in Table I.
Das erhaitene Gemisch wurde in der gleichen Weise wie In Beispiel 1 behandelt. Die Ausbeuten des erhaltenen Aminosäureanhydrid-hydrochlorid sind In Tabelle I zusammengefaßt.The obtained mixture was made in the same way treated as in example 1. The yields of the amino acid anhydride hydrochloride obtained are shown in Table I. summarized.
Beispiel Aminosäure Lösungsmittel Dehydratlslerungsmlttel AusbeuteExample amino acid solvent dehydrating agent yield
Nr. Verbindung g(mMoI) (%)No. Compound g (mMoI) (%)
L-Asparaginsäure
L-Asparaglnsäure.
L-Asparaginsäure
L-Asparaginsäure
L-Asparaglnsäure
L-Asparaginsäure
L-Glutamlnsäure L-aspartic acid
L-aspartic acid.
L-aspartic acid
L-aspartic acid
L-aspartic acid
L-aspartic acid
L-glutamic acid
Tetrahydrofuran Tetrahydrofuran
Tetrahydrofuran Tetrahydrofuran
Tetrahydroduran DloxanTetrahydroduran Dloxan
Dioxan DioxanDioxane dioxane
Tetrahydrofuran Tetrahydrofuran
SOCl2 SOCl 2
POCI3 POCI 3
POCI,POCI,
POCI,POCI,
POCl3 POCl 3
PCI,PCI,
POCl,POCl,
2,0 g L-Asparaglnsäure (15 mMol) wurden In 30 ml Dioxan suspendiert und dann 12 g Phosphortrlbromid (45 mMol) unter Rühren bei Raumtemperatur während 30 Minuten zugegeben. Dann wurde weitere 2 Stunden gerührt. Die gebildeten Kristalle wurden abfiltriert und wogen 2,6 g (88%).2.0 g of L-aspartic acid (15 mmol) were added to 30 ml Dioxane suspended and then 12 g of phosphorus tribromide (45 mmol) while stirring at room temperature during Added 30 minutes. The mixture was then stirred for a further 2 hours. The crystals formed were filtered off and weighed 2.6 g (88%).
Die Kristalle wurden als I.-Asparaginsäureanhydrldhydrobromld auf Grund von Infrarotspektrum (Nujol) und durch Elementaranalyse Identifiziert.The crystals were called I.-Aspartic anhydride hydrobromide Identified on the basis of infrared spectrum (Nujol) and elemental analysis.
13,3 g L-Asparaglnsäure (0.1 Mol) wurden In 250 ml Dioxan suspendiert und dann Phosgen unter Rühren bei Raumtemperatur elngöblasertj bis das Reaktionsgemisch klar würde.- Das Gemisch wurde Im Vakuum eingeengt Und die ausgefällten Kristalle abflltrlert, welche 5,5 g wogen. Die Mutterlauge würde eingeengt und Hexan zu dem Rückstand zugegeben. Es wurden zusätzliche KrI* stalle erhalten welche 9,0 g Wögen, Gesamtäüsbeüte: 14,5 g (96%).13.3 g of L-aspartic acid (0.1 mol) were added to 250 ml Suspended dioxane and then phosgene with stirring Room temperature elngöblasertj until the reaction mixture would clear.- The mixture was concentrated in vacuo And the precipitated crystals collected, which weighed 5.5 g. The mother liquor would be concentrated and hexane too added to the residue. Additional crystals were obtained which weigh 9.0 g, total volume: 14.5 g (96%).
Die Kristalle wurden als reines L-Asparaglnsäureanhydrid-hydrochlorid auf Grund von Infrarotspektrum (Nujol) und NMR-Spektrum In deuterlslertem Wasser und durch Elementaranalyse Identifiziert.The crystals were found as pure L-aspartic anhydride hydrochloride based on infrared spectrum (Nujol) and NMR spectrum in clear water and identified by elemental analysis.
Gef: 31.80 4.53 8.57 22,73Found: 31.80 4.53 8.57 22.73
Ber.; (C4H6O3NCI) 31.78 3.97 9,27 23,17Ber .; (C 4 H 6 O 3 NCI) 31.78 3.97 9.27 23.17
Die Kristalle wurden auch durch den folgenden Versuch Indentlflzlert.The crystals were also obtained through the following experiment Identified.
1.0 g der Kristalle wurden in 10 ml Methanol gelöst und 1 Stunde stehengelassen. Die erhaltene Lösung wurde mit Deuterochloroform verdünnt. Die Lösung enthielt ein Gemisch aus einer großen Menge von ar-Methyl-L-aspartat und einer geringen Menge des /Msomeren auf Grund von NMR-Spektroskopie.1.0 g of the crystals were dissolved in 10 ml of methanol and left to stand for 1 hour. The solution obtained was diluted with deuterochloroform. The solution contained a mixture of a large amount of ar-methyl-L-aspartate and a small amount of the / m isomer Reason of NMR spectroscopy.
13,3 g L-Asparaglnsäure (0,1 Mol) wurden In 300 ml Tetrahydrofuran suspendiert und dann Phosgen unter Rühren bei Raumtemperatur Während etwa 20 Minuten13.3 g of L-aspartic acid (0.1 mol) were added to 300 ml Suspended tetrahydrofuran and then phosgene with stirring at room temperature for about 20 minutes
eingeblasen, bis das Reaktlonsgemlsch klar wurde. Das Gemisch wurde im Vakuum eingeengt und die ausgefällten Kristalle abfiltriert, welche 6,6 g wogen. Die Mutterlauge v/urde eingeengt und dann Äthyläther zum Rückstand zugegeben. Es wurden weitere Kristalle erhalten, weiche 8,0 g wogen. Gesamtausbeute: 14,6 g (96%) L-Asparaglnsäureanhydrld-hydrochlorld. blown in until the reaction mixture became clear. That The mixture was concentrated in vacuo and the precipitated Filtered off crystals which weighed 6.6 g. The mother liquor v / urde concentrated and then ethyl ether was added to the residue. More crystals were obtained, soft weighed 8.0 g. Total yield: 14.6 g (96%) of L-aspartic anhydride-hydrochloride.
13,3 g L-Asparaginsäure (0,1 Mol) wurden in 400 ml Äthylacetat suspendiert und dann Phosgen bei 60° C während 8 Stunden eingeblasen, bis das Gemisch klar wurde. Das dabei erhaltene Reaktionsgemisch wurde eingeengt und mit DFäthyläther versetzt. Die ausgefällten Kristalle von L-Asparaglnsäureanhydrld-hydrochlorid wurden gesammelt und wogen 6,1 g (40%).13.3 g of L-aspartic acid (0.1 mol) were suspended in 400 ml of ethyl acetate and then phosgene at 60.degree bubbled in for 8 hours until the mixture became clear. The resulting reaction mixture was concentrated and mixed with D-ethyl ether. The precipitated Crystals of L-aspartic anhydride hydrochloride were collected and weighed 6.1 g (40%).
13,3 g L-Asparaglnsäure (0,1 Mol) wurden In 300 ml Acetonitril suspendiert und dann Phosgen bei einer Temperatur von 30 bis 40° C während etwa 3 Stunden eingeblasen, bis das Gemisch klar wurde. Die erhaltene Lösung wurde eingeengt und Pentan zu dem Rückstand zugegeben. Die ausgefällten Kristalle an L-Asparaginsäureanhydrid-hydrochlorid wurden abfiltriert und wogen 9,4 g (62%).13.3 g of L-aspartic acid (0.1 mol) were added to 300 ml Suspended acetonitrile and then phosgene at a temperature of 30 to 40 ° C for about 3 hours, until the mixture became clear. The resulting solution was concentrated and pentane added to the residue admitted. The precipitated crystals of L-aspartic anhydride hydrochloride were filtered off and weighed 9.4 g (62%).
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