DE2442196C3

DE2442196C3 - Verfahren zur Herstellung von a -(N-Aceryl)glutamin

Info

Publication number: DE2442196C3
Application number: DE19742442196
Authority: DE
Inventors: Raymond Aigle Bertholet; Pierre Corseaux Hirsbrunner
Original assignee: MAGGI AG KEMPTTAL (SCHWEIZ)
Current assignee: MAGGI AG KEMPTTAL (SCHWEIZ)
Priority date: 1974-07-11
Filing date: 1974-09-04
Publication date: 1980-06-04
Also published as: DE2442196B2; DE2442196A1; CH585184A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von «-(N-Acetyl)-glutamin.
«-(N-Acetyl)-glutamin der Formel (I) -r>

COOH

CH-NH COCII, (I)

(CH₂J₂
CONH₂

ist unter anderem ein wichtiges Zwischenprodukt für die Herstellung von Glutamin.

Von I. J. Maschler and N. Lichtenstein, Biochem. Biophys. Acta 57, 252 (1962) wird die Synthese von «-(N-Acetyl)-L-glutamin durch Umsetzung von N-Ace- wi tyl-L-glutaminsäure-5-methylester mit einer alkoholischen Ammoniaklösung beschrieben. Die Umsetzung wird bei 37° C 7 bis 9 Tage durchgeführt, um annehmbare Ausbeuten zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung betrifft nunmehr ein b^r> Verfahren, welches die Herstellung von «-(N-Acetyl)-glutamin (I) in einigen Stunden mit guten Ausbeuten erlaubt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Salz eines Esters von a-(N-AcetyI)-glutaminsäure der allgemeinen Formel (II)

COO M '

CH-NH- COCH₃ (II)

(CH₂),
COOR

in der M^wfür ein Ammonium-, Alkali-oder Erdalkaliion und R für eine Ci- bis C^Alkylgruppe stehen, in wäßrigem Medium mit Ammoniak umsetzt, das Reaktionsmedium ansäuert und <x-(N-Acetyl)-glutamin gewinnt

Mangels genauer Kenntnisse der D- bzw. L-Konfiguration beziehen sich die in der folgenden Beschreibung angegebenen chemischen Bezeichnungen auf irgendeines der Enantiomere oder auf ein Gemisch daraus, beispielsweise auf ein racemisches Gemisch, da das vorliegende chemische Verfahren durch die Chiralität des Moleküls nicht beeinflußt wird.

Das Salz des Esters der Formel (II) ist ein Ammoniumsalz, ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalz. Vorzugsweise wird das Ammoniumsalz verwendet, das gewünschtenfalls in situ mit Ammoniak während der Umwandlung des Esters in Amid erzeugt wird, wobei von einer Suspension der entsprechenden freien Säure ausgegangen wird.

Die wichtigsten Parameter für den Ablauf der Reaktion sind die Temperatur und die Zeit, wie auch das Verhältnis der verwendeten Reaktionsteilnehmer und die Konzentration des wäßrigen ammoniakalischen Mediums.

Die Temperatur, bei der die Reaktion ausgeführt wird, stellt einen Kompromiß dar. Zwar ist eine Erhöhung der Temperatur in gewisser Hinsicht von Vorteil, da die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wird, aber dadurch wird auch die Menge des Ammoniaks, der im wäßrigen Medium aufgelöst werden kann, bei einem gegebenen Druck verringert, d. h. also, die Konzentration des wäßrigen ammoniakalischen Mediums wird herabgesetzt Bei atmosphärischem Druck wird der günstigste Kompromiß bei einem Temperaturbereich von O bis 40° C erreicht Vorzugsweise wird in der Gegend von Raumtemperatur gearbeitet Die Reaktionszeit hängt nur geringfügig von der Temperatur ab. Eine Reaktionszeit in der Größenordnung von 2 bis 8 Stunden reicht in der Praxis aus, um beträchtliche Mengen des Endprodukts zu bilden. Es werden keine stöchiometrischen Verhältnisse verwendet, d. h. 1 Mol Ammoniak auf 1 Mol Ester, sondern es wird ein Ammoniaküberschuß verwendet, beispielsweise 3 bis 15 Mol Ammoniak je Mol Ester.

Das Ansäuern des Mediums erfolgt mit irgendeiner Säure, die es gestattet den pH unter 4 abzusenken, wie z. B. eine starke Säure, beispielsweise Salzsäure, Schwefelsäure. Vorzugsweise wird der pH auf etwa 2,5 abgesenkt, da bei diesem Wert die Löslichkeit von «-(N-Acetyl)-glutamin minimal ist Darüberhinaus ist es möglich, den Ammoniaküberschuß vor dem Ansäuern abzutreiben. Dies kann sehr einfach dadurch geschehen, daß man Vakuum anlegt oder daß man Luft oder ein inertes Gas hindurchbläst Es ist vorteilhaft daß der zurückgewonnene Ammoniak wieder verwendet werden kann. Bei der Ansäuerung fällt «-(N-Acetyl)-glut-

amin aus, welches leicht durch Filtration abgetrennt werden kann. Nach Waschung und Trocknung erhält man ein Produkt mit einer Reinheit in der Größenordnung von 99%. Wenn diese Reinheit nicht genügt, dann kann man das «-{N-AcetyQ-glutamin in Wasser Umkristallisieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird «-{N-Acetyl)-L-glutamin aus dem Ammoniumsalz des «-(N-Acetyl)-)'-L-glutaminsäuremethylesters oder -äthylesters hergestellt

Die Herstellung des Ausgangsmaterials, nämlich des Salzes eines «-(N-Acetyl)-y-glutamats, vorzugsweise der L-Form, kann vorteilhafterweise dadurch erfolgen, daß man das entsprechende y-Glutamat, das in einem Alkohol, wie z. B. Methanol, oder in einem Wasser/Alkohol-Gemisch aufgelöst ist, mittels Essigsäure acyliert und anschließend durch Neutralisation auf einen pH zwischen 7 und 8,5 in ein Salz des Acetylderivats umwandelt Vor der Verwendung als Ausgangsmaterial sollte die Lösung, die das Salz enthält, vorzugsweise vom Alkohol befreit werden, beispielsweise durch Eindampfen unter vermindertem Druck.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert In den Beispielen sind die Prozentsätze in Gewicht ausgedrückt

Beispiel 1

10 g L-Glutaminsäure-5-methylester werden in 70 ml Methanol und 30 ml Wasser aufgelöst, worauf 10 ml Essigsäureanhydrid zugegeben werden. Hierauf laß man 2 Stunden unter Rühren bei 25° C reagieren, worauf der pH durch Zusatz von 10 ml konzentriertem Ammoniak

auf 8 angehoben wird. Das Methanol wird hierauf unter einem Teilvakuum von 50 mm Hg und bei 30° C durch Verdampfen entfernt Schließlich werden in der von Methanol befreiten Lösung durch kontrollierte Einleitung unter atmosphärischem Druck 10 g Ammoniakgas aufgelöst Hierauf wird 5 Stunden bei 25° C gerührt und dann der Ammoniaküberschuß bei 30°C unter einem Teilvakuum von 50 mm Hg entfernt Der pH wird dann auf 2,5 abgesenkt, indem 12 ml 5%ige Schwefelsäure zugegeben werden. Dabei fällt das «-{N-Acetyl)-L-glutamin aus. Es wird durch Filtration gesammelt, 3mal mit 10 ml kaltem Wasser gewaschen und schließlich im Ofen getrocknet Dabei werden 10 g Produkte (Ausbeute 85%) mit den folgenden Eigenschaften erhalten:

weißes kristallines Pulver;
Feuchtigkeit 0,5%;
Aschegehalt 0,01%;
r^c (

F 194,5⁰C

bei Dünnschichtchromatographie wird nur ein

Fleck erhalten.

Diese Charakteristiken entsprechen einer Reinheit von mindestens 99%.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei von 10 g L-Glutaminsäure-5-äthylester ausgegangen wird, der in 70 ml Äthanol und 30 mi Wasser aufgelöst wird. Es werden 6,5 g N-Acetyl-L-glutamin (Ausbeute 60%) erhalten, das die gleichen Charakteristiken wie dasjenige von Beispiel 1 aufweist

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von «-(N-Acetyl)-glutamin der Formel (I)

COOH

CH-NH- COCHj (I)

(CH₂),
CONH₂

durch Umsetzung eines Esters von «-(N-Acetyl)-glutaminsäure bei einer Temperatur nicht Ober 40⁰C und während einer Zeit bis zu 8 Stunden mit Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Salz eines Esters von a-{N-Acetyl)-glutaminsäure der allgemeinen Formel (II)

ιυ

is

20

COO M

CH-NH-COCH, (II)

(CH₂J₁
COOR

in der M''' für ein Ammonium-, Alkali- oder Erdalkaüion und R für eine Ci- bis C₃-Alkylgruppe stehen, in wäßrigem Medium mit Ammoniak umsetzt, das Reaktionsmedium ansäuert und λ-(Ν-Acetyl)-glutamin gewinnt

r>