DE2261926C3

DE2261926C3 - Verfahren zur Herstellung von DL-Methionyl-DL-methionin

Info

Publication number: DE2261926C3
Application number: DE2261926A
Authority: DE
Inventors: Klaus Werner Dr. 6454 Grossauheim Udluft; Hans Dr. 7750 Konstanz Wagner
Original assignee: Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1972-12-18
Filing date: 1972-12-18
Publication date: 1978-11-30
Also published as: CA1008847A; DE2261926B2; DE2261926A1; JPS57318B2; JPS49133323A; ES418690A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von DL-Methionyl-DL-methionin durch Verseifung von 3,6-Bis-{2'-methylmercaptoäthyl)-2,5-diketopiperazin.

DL-Methionyl-DL-methionin, das Dipeptid des DL-Methionins, ist bisher noch nicht beschrieben worden. Seine Herstellung auf den für Peptid-Synthesen üblichen Wegen, beispielsweise durch Umsetzung von N-Carbobenzoxy-methionin mit Methioninäthylester und Dicyclohexylcarbodiimid zum N-Carbobenzoxymethionyl-methionin und Entfernung der N-Carbobenzoxy-Gruppe mit Alkalimetall in flüssigem Ammoniak, ist aufwendig.

Es ist jedoch bereits bekannt, L-Methionyl-L-methionin in der Weise herzustellen, daß man das entsprechende Diketopiperazin mit konzentrierter Salzsäure verseift, das unverseifte Diketopiperazin abfiltriert, aus dem Filtrat das gebildete Dipeptid als Salz der l-Nitronaphthalin-5-sulfonsäure isoliert und dieses durch Behandlung mit einem Ionenaustauscher zerlegt (HeIv. Chim. Acta 34 [1951], 2085-96). Selbst dann, wenn man das jeweils unverseift gebliebene Diketopiperazin noch dreimal erneut der Verseifung unterwirft und erst dann die vereinigten Filtrate weiterverarbeitet, beträgt jedoch die Ausbeute an Dipeptid, bezogen auf das eingesetzte Diketopiperazin, nur 57%.

Auf die gleiche Weise wurde auch bereits D-Methionyl-D-unethionin hergestellt (HeIv. Chim. Acta 35 [1952], 227-31)

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet daß man die Verseifung bei pH-Werten zwischen 7 und 12 durchführt.

Unter diesen Bedingungen kann das Dipeptid schon bei nur einmaliger Verseifung in einer Ausbeute von 65%, bezogen auf das eingesetzte Diketopiperazin, bzw. von 72'%, bezogen auf das verbrauchte Diketopiperazin, erhalten werden. Überraschenderweise ist das so erzeugte Dipeptid von ausgezeichneter Reinheit und zum Unterschied von reinem Methionin vollkommen geruchs- und geschmacksfrei.

Vorzugsweise wird die Verseifung bei pH-Werten zwischen 9,0 und 11,5, insbesondere zwischen 10,0 und 10,8, durchgeführt.

Als Verseifungsmittel dienen Substanzen, die zur Einstellung des betreffenden pH-Wertes in dem Verseifungsmedium geeignet sind. In Frage kommen vornehmlich Ammoniak, basisch wirkende Alkalisalze, Kalium- und Natriumhydroxid. Die Verseifungsmittel werden zweckmäßigerweise als wäßrige oder alkoholische Lösungen eingesetzt

Zur Verseifung wird das Bis-methylmercaptoäthyl-diketopiperazin mit Vorteil als Aufschlämmung beziehungsweise als Lösung in inerten organischen Lösungsmitteln, insbesondere in Alkoholen, wie Methanol, Äthanol, Isopropanol oder n-Butanol, oder in Gemischen dieser Lösungsmittel mit Wasser, vorzugsweise in

ίο Wasser, eingesetzt Das für die Verseifung benötigte Wasser kann gegebenenfalls ganz oder teilweise dadurch eingebracht werden, daß das Verseifungsmitiel als wäßrige Lösung angewendet wird.

Die Verseifung kann bei Normaldruck, erforderli-

is chenfalls auch bei Unterdruck oder Überdruck erfolgen. Im allgemeinen werden Temperaturen nicht unter etwa 50 und nicht über etwa 180° C angewendet. Zu bevorzugen sind Temperaturen etwa zwischen 65 und 140⁰C, insbesondere zwischen 90 und 120⁰C.

M Es werden insgesamt dem Bis-methylmercaptoäthyldiketopiperazin äquivalente Mengen an Verseifungsmittel benötigt Die Anwendung von einem Überschuß von Verseifungsmittel bis zu etwa 5% ist möglich; vorteilhaft ist es jedoch, das Verseifungsmittel in höchstens äquivalenten Mengen oder im Unterschuß einzusetzen. Vorzugsweise werden 0,95 bis 1,00, insbesondere 0,98 bis 1,00, Äquivalente des Verseifungsmittels angewendet

Während der Ausführung der Verseifung wird der pH-Wert ständig in dem festgelegten Bereich zwischen etwa 7 und 12 gehalten. Dies bedeutet im allgemeinen, daß das Verseifungsmittel nur nach und nach in dem Maße zugesetzt wird, in dem es für die Verseifung verbraucht wird. Vorzugsweise soll hierbei stets weniger Verseifungsmittel vorliegen, als der gelöst vorliegenden Menge an Bis-methylmercaptoäthyl-diketopiperazin äquivalent ist.

Zur Gewinnung des Methionyl-methionins aus dem Verseifungsgemisch wird dieses auf einen pH-Wert von etwa 5,6 eingestellt. Das dabei auskristallisierende Methionyl-methionin wird durch Zentrifugieren oder Filtrieren abgetrennt.

DL-Methionyl-DL-methiontn findet Verwendung als Lebensmittel- oder Futtermittelzusatzstoff, und zwar

*5 insbesondere in den Fällen, in denen ein in Wasser schwer lösliches, jedoch in Alkali leicht lösliches Derivat des Methionins benötigt wird, das im übrigen geruch- und geschmackfrei ist. Nach der Aufnahme des Methionyl-methionins mit der Nahrung wird das

so Methionin alsbald in Freiheit gesetzt und steht dann zur Proteinsynthese im Organismus zur Verfügung.

Beispiel 1

Es wurden 131 g(0,5 Mol) 3,6-Bis(2'-methylmercaptoäthyl)-2,5-diketopiperazin zunächst mit 250 ml Wasser angeteigt und dann mit weiteren 750 ml Wasser vermischt. Die so gebildete Suspension wurde erhitzt und unter Rückfluß auf Siedetemperatur gehalten. Dann wurden nach und nach im Verlauf von 6 Stunden 0,5 Mol Natriumhydroxid in lOprozentiger wäßriger Lösung so langsam zugetropft, daß der pH-Wert von 10,8 nicht überschritten wurde. Die Mischung wurde anschließend noch 30 Minuten auf Siedetemperatur gehalten, dann abgekühlt und durch Zugabe von 10 g Aktivkohle ^hl> geklärt, schließlich durch Eindampfen unter vermindertem Druck auf ein Volumen von 600 ml eingeengt, durch Zugabe von Schwefelsäure auf den pH-Wert 10,5 eingestellt und unter Ahsaupen filtriert. F.s wurden

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13,6 g nicht umgesetztes 3,6-Bis(2'-methylmercaptoäthyl)-2,5-diketopiperazin gewonnen. Das Filtrat wurde durch Zusatz von Schwefelsäure auf den pH-Wert 5,6 eingestellt und dann unter Rühren 2 Stunden lang bei Raumtemperatur aufbewahrt. Das hierbei abgeschiedene DL-Methionyl-DL-methionin wurde unter Absaugen filtriert und dann mit 100 ml Wasser gewaschen. Es wurden 903 g, entsprechend einer Ausbeute von 65%, bezogen auf eingesetztes 3,6-Bis(2'-methylmercaptoäthyl)-2,5-diketopiperazin, gewonnen. Das DL-Methionyl-DL-methionin wurde massenspektroskopisch identifiziert. Es war, wie durch Dünnschichtchromatografie festgestellt wurde, einheitlich, schmolz zwischen 221 und 225° C unter Zersetzung und war geruch- und geschmackfrei. Die Elementaranalyse ergab:

C₁₀H₂₀N₂O₃S₂:

Berechnet: C42.9, H 7,1, NlO₁O, S 22,8%;
gefunden: C 42,9, H 7,3, N 10,4, S 22,5%.

Beispiel 2

Es wurde wie nach Beispiel 1 verfahren, jedoch wurden 393 kg (150 Mol) 3,6-Bis(2'-methylmercaptoäthyl)-2,5-diketopiperazin in insgesamt 310 Liter Wasser und 180 Liter einer wäßrigen 9,3prozentigen Kaliumhydroxidlösung angewendet. Nachdem die Einspeisung der Kaliumhydroxidlösung beendet war, wurde die Mischung mit 1 kg Aktivkohle versetzt und noch

ίο eine Stunde auf Siedetemperatur gehalten, danach bei 65°C über eine Filterpresse filtriert, dann auf 200 Liter Volumen eingeengt, abgekühlt, mit Schwefelsäure auf den pH-Wert 5,6 eingestellt und schließlich 4 Stunden stehengelassen. Das ausgeschiedene DL-Methionyl-DL-methionin wurde unter Absaugen abfiltriert und unter vermindertem Druck bei 60⁰C getrocknet. Es wurden 26 kg gewonnea. entsprechend 62% Ausbeute. Das Methionyl-methionin wies die gleichen Eigenschaften auf, wie das nach Beispiel 5 hergestellte.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von DL-Methionyl-DL-methionin durch Verseifung von 3,6-Bis-(2'-methylmercaptoäthyl)-2,5-diketopiperazin, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verseifung bei pH-Werten zwischen 7 und 12 durchführt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verseifung bei pH-Werten zwischen 10,0 und 10,8 durchführt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verseifung in Wasser als Lösungsmittel durchführt

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Bereich mit Kalium- oder Natriumhydroxid einstellt