DE2503921C2 - Verfahren zur Gewinnung von D,L- Homocystein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von D,L-Homocystein aus seinen Alkalisalzen durch Umsetzung der Salze mit Ameisensäure.

Es ist bekannt, durch Entmethylieren von Methionin in schwefelsaurem Medium zu Homocystin und bei dessen Reduktion mit Zinn oder Aluminium in Gegenwart von Chlorwasserstoffsäure zu Homocystein-thiolacton oder aber bei der Entmethylierung von Methionin mit einem Alkalimetall in Ammoniak zu einem Alkalisalz des Hmocysteins und beim Behandeln des Umsetzungsgemisches mit Mineralsäuren, wie Chlorwasserstoffsäure, zu Homocystein-thiolacton oder zu dessen Salzen zu gelangen (DE-PS 10 36 863). Das Homocystein selbst ist nach diesem Verfahren nicht erhältlich.

Es ist jedoch bekannt, Homocystein aus S-Benzylhomo'.ystein (J. Biol.Chem. 109, 1935, 99; 111, 1935, 396) herzustellen, indem dieses S-Benzylhomocystein durch Umsetzung mit Natriummetall in Ammoniak in das Natriumsalz des Homocysteins übergeführt wird und dieses Salz mit Jodwasserstoffsäure behandelt wird (J. Biol. Chem. 112,1935.151 bis 153). Das Verfahren ist aufwendig. Zudem ist das hierbei anfallende Homocystein nur 92prozentig und deshalb für die meisten Anwendungszwecke ungeeignet. Eine Reinigung, beispielsweise durch Umkristallisieren, ist nur unter erheblichen Verlusten möglich; denn das Homocystein geht in großem Umfang in das Homocysteinthiolacton oder das Homocystin über.

Es ist ferner bekannt, L-Homocystein aus L-Homocysteinthiolacton (Chem. Abstracts 65, 1966, 20 394 d) herzustellen, indem man das Thiolacton mit 5 N NaOH 5 Minuten lang behandelt und anschließend das Reaktionsgemisch mit KH2PO4 neutralisiert. Das so hergestellte L-Homocystein muß sofort verwendet oder unter Stickstoff aufbewahrt werden, da es schnell zum Homocystin oxidiert wird.

Es wurde nun ein Verfahren zur Gewinnung von D₁L-Homocystein aus seinen Alkalisalzen durch Umsetzung dieser Salze mit einer Säure gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man Lösungen der Salze in Wasser oder in niederen Alkanolen oder in Mischungen dieser Alkenole mit Wasser mit Ameisensäure bis zur Einstellung eines pH-Wertes von etwa 4 bis 6 umsetzt.

Beim erfimlungsgemäßen Verfahren fäIlI das D.L-Homoeystein nicht nur in hoher Ausbeute, sondern auch in einer Reinheit von wenigstens 97% an. Es ist damit für alle üblichen Anwendungszwecke ausreichend rein und erweist sich als ausgezeichnet lagerstabil.

Als Alkalisalze des D.l.-Ilomocvsteins dienen vor-

zugsweise das Natrium- und das Kaliumsalz. Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Lösungsmittel Wasser, niedere Alkenole, wie Methanol, Äthanol und Isopropylalkohot, oder Mischungen dieser Alkanole mit Wasser lösen die Alkalisalze des D,L-Homocysteins gut, das freie D₁L-Homocystein jedoch schlecht, so daß bei der Umsetzung mit Ameisensäure das freie D.L-Homocystein aus der Lösung abgeschieden wird. Die Ameisensäure wird als konzentrierte Säure oder als Lösung in einem der vorstehend genannten Lösungsmittel eingesetzt. Die Ameisensäure-Lösungen können in beliebiger Konzentration verwendet werden, insbesondere aber mit einem Ameisensäuregehalt von wenigstens 70 Gewichtsprozent. Es ist vorteilhaft, soviel Ameisensäure anzuwenden, daß sich ein pH-Wert von 4,6 bis 5,0, insbesondere von 4,8, einstellt Zweckmäßigerweise wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Ausschluß von Luft beziehungsweise Sauer,-'-off durchgeführt

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, auf einfache Weise D₁L-Homocystein aus D,L-Methionin zu erzeugen. Hierzu wird, beispielsweise nach dem Verfahren gemäß der DE-PS 10 36 863, Methionin durch Urnsetzung mit Alkalimetall m Ammoniak in das Alkalisalz des D.L-Homocysteins übergeführt und dieses Salz mit Ameisensäure umgesetzt. Eine besonders bevorzugte Arbeitsweise für die Umsetzung des D,L-Methionins zum D,L-Homocystein ist:

Das Methionin wird in flüssigem Ammoniak unter Anwendung von mindestens 3 Äquivalenten Natrium oder Kalium, insbesondere von 3,05 bis 330 Mol Natrium oder Kalium je Mol Methionin, entmethyliert. Hierbei wird bei Normaldruck oder erhöhtem Druck, insbesondere bei um bis zu 10 bar erhöhtem Druck, bei J5 der dem Druck entsprechenden Siedetemperatur des Ammoniaks oder niedrigeren Temperaturen, insbesondere bei um bis zu 20°C niedrigeren Temperaturen, gearbeitet, beispielsweise im Falle der Anwendung von Normaldruck bei -50° bis -30⁰C und bei der Anwendung von 10 bar Druck bei —10 bis +10⁰C. Während der Umsetzung wird stetig oder zeitweise das sich bildende Methan aus dem Umsetzungsgemisch entfernt.

Der nach Beendigung der Umsetzung und Abtreiben des Ammoniaks verbleibende Rückstand wird in einem niederen Alkanol, wie Methanol, Äthanol oder Propanol-(2) aufgenommen. Diese alkoholische Lösung wird mit wäßriger Ameisensäure von mindestens 70 Gewichtsprozent Gehalt versetzt oder es wird umgekehrt die alkoholische Lösung in die wäßrige Ameisensäure eingetragen. Von besonderem Vorteil ist es, der Ameisensäure als Stabilisator etwa 0,005 bis 0,020 Mol Diäthylentriamifi-pentaessigsäure oder Äthylendiamintetraessigsäure je Mol Ameisensäure zuzusetzen. Mittels der Ameisensäure wird ein pH-Wert von 4,6 bis 5,0, insbesondere von 4,8, eingestellt. Das sich abscheidende Homocystein wird von der Mutterlauge, beispielsweise durch Filtration, getrennt und erforderlichenfalls durch Waschen oder Umkristallisieren, insbesondere unter Anwendung wäßriger niedriger Alkanole, von gegebenenfalls anhaftenden Verunreinigungen befreit. Diese Verfahrensschritte werden unter Ausschluß von Luft beziehungsweise von Sauerstoff ausgeführt.

D.L-Homocystein dient zum Beispiel als Zusatzstoff für Nahrungsmittel und wird mit Vorteil an Stelle des hierfür gebräuchlichen Cysteins eingesetzt; denn Homocvstein ist, wenn es nach dem erfindungsgemäßen

Verfahren unter Verwendung von Methionin als Ausgangssubstanz gewonnen wird, wesentlich leichter zugänglich als Cystein. Homocystein eignet sich ferner als Hilfsmittel für die Haarkosmetik an Stelle der üblicherweise verwendeten Thioglykolsäure und weist gegenüber dieser den Vorteil auf, geruchsarm und für die Haut gut verträglich zu sein.

Beispiel 1

149 g D,L-Methionin wurden in 1.81 Ammoniak gelöst In die Lösung wurden unter Kühlen mit einem Kohlendioxid Methanol-Gemisch bei —50 bis —40⁰C nach und nach 74 g Natrium eingetragen. Nachdem sich die Lösung blau gefärbt hatte, wurde das Ammoniak abgetrieben.

Der Rückstand, der aus dem Natriumsalz des Homocysteins bestand, wurde in 1,51 Methanol gelöst. Die Lösung wurde auf 0,7 I eingeengt und mit 350 ml, durch Kochen von Sauerstoff befreitem Wasser versetzt, das t g Äthylendiamintetraessigsäure enthielt. Diese Mischung warde unter Stickstoff in 135 ml konzentrierte Ameisensäure eingetropfl. Die Temperatur wurde hierbei auf 5"C gehalten. Die Mischung wies einen pH-Wert von 4,8 auf. Sie wurde unter Stickstoff 12 Stunden stehengelassen. Dann wurde das ausgeschiedene Homocystein unter Stickstoff über ein Saugfilter filtriert, mit 130 ml eines Gemisch» aus gleichen Volumenteilen Wasser und Methanol gewaschen und schließlich unter Unterdruck getrocknet.

Es wurden 100 g D,L-Homocystein, entsprechend einer Ausbeute von 74%, gewonnen. Die Analyse des Homocysteins ergab einen SH-Gehalt von 23,8%, entsprechend 97,6% der Theorie, einen Wassergehalt von weniger als 0,5% und einen Aschegehalt von 0,5%.

Beispiel 2

Es wurde wie nach Beispiei 1 verfahren, jedoch wurde die Umsetzung des Methionins unter Druck in einem Rührwerk-Autoklaven ausgeführt Die Temperatur wurde hierbei auf 0 bis 10⁰C und der Druck auf 9 bis 10 bar gehalten. Die Einstellung des Drucks erfolgte durch Ablassen von Methan aus dem Umsetzungsgefäß. Insgi samt wurden 79 g Natrium angewendet Eine Stunde nach Zugabe des letzten Natriumanteils wurde das Ammoniak abgetrieben.

Der Rückstand wurde wie nach Beispiel 1 behandelt, jedoch wurde die eingeengte Methanol-Lösung mit 500 ml Wasser mit 1 g Diäthylentriamin-pentaessigsäure versetzt und die Temperatur bei der Umsetzung mit der Ameisensäure auf 10⁰C gehalten. Die Ausbeute an Homocystein betrug 95 g, entsprechend 71%. Die Analyse des Homocysteins entsprach der gemäß Beispiel 1.

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von D,L-Homocystein aus seinen Alkalisalzen durch Umsetzung dieser Salze mit einer Säure, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungen der Salze in Wasser oder in niederen Alkanolen oder in Mischungen dieser Alkenole mit Wasser mit Ameisensäure bis zur Einstellung eines pH-Wertes von etwa 4 bis 6 umsetzt

2. Verfahren gemäß Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß man einen pH-Wert von 4,6 bis 5,0 einstellt.