DE2615594C3 - Process for the preparation of aminocarboxylic acids - Google Patents

Process for the preparation of aminocarboxylic acids

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Description

Es ist bekannt daß optisch aktive Carbamoylderivate von Aminosäuren aus den entsprechenden racemischen Hydantoinen durch stereo-selektive enzymatische Hydrolyse gemäß der DE-OS 24 22 737 erhalten werden können.It is known that optically active carbamoyl derivatives of amino acids from the corresponding racemic Hydantoins can be obtained by stereoselective enzymatic hydrolysis according to DE-OS 24 22 737 can.

Das auf diese Weise erhaltene Carbamoylderivat wurde anschließend in die entsprechende Aminosäure durch bloßes Sieden in wäßriger Lösung übergeführt.The carbamoyl derivative thus obtained was then converted into the corresponding amino acid converted into aqueous solution by mere boiling.

Jedoch war die Hydrolyse des Carbamoylderivats in die Aminosäure, die unter derartigen Bedingungen hervorgerufen wurde, sehr langsam, erforderte eine strenge Kontrolle der Arbeitsbedingungen und gab zuweilen Anlaß zur Bildung von Nebenprodukten unter Herabsetzung der Ausbeute und sogar unter teilweiser Racemisierung.However, hydrolysis of the carbamoyl derivative to the amino acid was possible under such conditions elicited very slowly, required strict control of working conditions, and gave occasionally give rise to the formation of by-products with a reduction in the yield and even in part Racemization.

Es wurde nun ein neuer und einfacher Weg für die Überführung von Carbamoylderivaten in die entsprechenden Aminosäuren gefunden, der unter milden Bedingungen abläuft, derart, daß die auf diese Weise gebildete Aminosäure die optische Reinheit der Ausgangscarbamoylderivate beibehält.A new and easier way of converting carbamoyl derivatives into the corresponding ones has now been found Amino acids found that expires under mild conditions, such that the in this way The amino acid formed maintains the optical purity of the starting carbamoyl derivatives.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Aminocarbonsäuren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das der herzustellenden Aminocarbonsäure entsprechende N-Carbamoylderivat oder ein Salz dieses Derivates mit 1 bis 1,5 Äquivalenten salpetriger Säure oder eines ihrer Salze in Gegenwart eines saure Gruppen enthaltenden lonenaustauschharzes bei einer Temperatur von 0 bis 40° C umsetzt.The invention therefore relates to a process for the preparation of aminocarboxylic acids, which thereby is characterized in that the N-carbamoyl derivative corresponding to the aminocarboxylic acid to be prepared is used or a salt of this derivative with 1 to 1.5 equivalents of nitrous acid or one of its salts in the presence an ion exchange resin containing acidic groups at a temperature of 0 to 40 ° C.

Die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insofern äußerst überraschend, als bisher bekannt war, daß derartige Reaktanten auf die Aminogruppe der Aminosäure unter Bildung der entsprechenden Hydroxysäure einwirken und es dann unmöglich war, das Carbamoylderivat in die entsprechende Aminosäure überzuführen, da wie gesagt die letztere sogleich in c*se Hydroxysäure übergeführt wurde (vgl. Fieser und Fieser, Chimica Organica, Seite 254, italienische Ausgabe; Merck Index, 9. Ausgabe; Organic Name Reaction-Van Slyke Determination [ON R-9 O] und Beyer, Lehrbuch der Organischen Chemie, Hirzel-Verlag, Leipzig, 1967, Seite 128). Im Gegensatz hierzu wurde neu gefunden, daß bei einer Arbeitsweise in Gegenwart von kationischen Harzen bei einem geeigneten pH-Wert und bei geeigneten Temperaturbedingungen überraschenderweise hohe Ausbeuten erreicht werden können, da die Aminosäure von einem Angriff durch die oxydierende Reaktante vollständig ausgenommen ist.The feasibility of the method according to the invention is extremely surprising to that extent than before it was known that such reactants act on the amino group of the amino acid to form the corresponding hydroxy acid act and it was then impossible to convert the carbamoyl derivative into the corresponding Amino acid to be converted, since, as I said, the latter is immediately converted into a hydroxy acid (see Fieser and Fieser, Chimica Organica, Page 254, Italian edition; Merck Index, 9th Edition; Organic Name Reaction-Van Slyke Determination [ON R-9 O] and Beyer, Textbook of Organic Chemistry, Hirzel-Verlag, Leipzig, 1967, page 128). In contrast, it was newly found that in one Operation in the presence of cationic resins at a suitable pH and at suitable Temperature conditions surprisingly high yields can be achieved because the amino acid is completely exempt from attack by the oxidizing reactant.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durchgeführt, indem man das Carbamoylderivat oder ein Salz desselben in Wasser bei einer variierbaren Konzentration, vorzugsweise nahe der Sättigung, löstThe inventive method is carried out by adding the carbamoyl derivative or a salt it dissolves in water at a variable concentration, preferably close to saturation

Die Lösung wird durch eine Menge an kationischem Harz in der Säureform bzw. sauren Form, das eine derartige Austauscherkapazität besitzt daß 1 bis 5 Mol Produkt gebunden werden, ergänzt Während dieser Stufe wird der pH erniedrigt und das Carbamoylderivat in einer Menge, die dessen Löslichkeit übersteigtThe solution is through an amount of cationic resin in the acid form or acid form, the one has such an exchange capacity that 1 to 5 moles of product are bound, supplements during this Step the pH is lowered and the carbamoyl derivative in an amount that exceeds its solubility

ίο ausgefällt Es wird die salpetrige Säure oder eines ihrer Salze hinzugefügt wobei die gesamte Stufe bei der angegebenen Temperatur durchgeführt wird.ίο precipitated It will be the nitrous acid or one of its Salts added, the entire stage being carried out at the specified temperature.

Als kationische Harze können Harze mit verschiedenen sauren Gruppen bzw. Säuregruppen verwendet werden, obgleich Harze vom Sulfon- bzw. Sulfonsäuretyp bevorzugt verwendet werden.Resins having various acidic groups or acidic groups can be used as the cationic resins although sulfonic acid type resins are preferably used.

Nach vollständiger Reaktion wird die Aminosäure aus dem Harz mit einer Base eluiert wohingegen das Harz erneut in seine saure Form übergeführt werden kann. Aus dem Eluat wird die Aminosäure durch einfache Konzentrierungs- und Kristallisationsverfahren gewonnen.When the reaction is complete, the amino acid is eluted from the resin with a base whereas the Resin can be converted back into its acidic form. The amino acid is made from the eluate simple concentration and crystallization processes obtained.

Die vorstehend erläuterte Verfahrensweise und weitere Einzelheiten werden anhand der folgenden Beispiele näher veranschaulichtThe above procedure and other details are illustrated by the following Examples illustrated in more detail

VergleichsversuchComparative experiment

50 ml einer 25-mM-Lösung von N-Carbamoyl-a-alanin werden bei 0°C mit 5 ml einer 50-mM-Lösung von NaNO2 in Wasser behandelt Man mißt gelegentlich die Konzentration der Aminosäure in der Lösung. Die Konzentration nimmt langsam ab, nachdem in der ersten Stunde der Umsetzung ein Maximum von 5 mM erreicht worden war und fällt nach 5 Std. auf 3,2 mM.50 ml of a 25 mM solution of N-carbamoyl-a-alanine are treated at 0 ° C with 5 ml of a 50 mM solution of NaNO2 in water. The Concentration of the amino acid in the solution. The concentration slowly decreases after being in the A maximum of 5 mM had been reached in the first hour of the reaction and fell to 3.2 mM after 5 hours.

Die chromatographische Analyse der Mischung zeigt die Anwesenheit einer beträchtlichen Menge an Milchsäure.Chromatographic analysis of the mixture indicates the presence of a substantial amount Lactic acid.

Beispiel 1example 1

■to Man schlämmte 195 g (1 Mol) D-N-Carbamoyl-phenylglycin mit einer optischen Reinheit von 99% in 10 I entionisiertem Wasser in Gegenwart von 8 I Kationenaustauscher mit vernetztem Polystyrolgerüst mit —SO2—OH -Gruppen auf. Unter Weiterrühren der Lösung bei Raumtemperatur fügte man 83 g (1,2MoI) Natriumnitrit hinzu. Nach ca. 2 Std. wurde das Harz abfiltriert, zweimal mit 101 entmineralisiertem Wasser gewaschen und dann auf eine Säule (Durchmesser 11 cm, Höhe 1 m) übergeführt. Das Harz wurde dannTo man slurried 195 g (1 mol) of D-N-carbamoyl-phenylglycine with an optical purity of 99% in 10 l of deionized water in the presence of 8 l of cation exchanger with a cross-linked polystyrene structure with —SO2 — OH groups. While continuing to stir the Solution at room temperature was added 83 g (1.2MoI) Add sodium nitrite. After about 2 hours, the resin was filtered off, twice with 101% of demineralized water washed and then transferred to a column (diameter 11 cm, height 1 m). The resin was then

w mit 2-m Ammoniak eluiert: Die Aminosäure liegt in ihrer Gesamtheit in der Fraktion von 10 bis 15 1 Eluat vor.w eluted with 2-m ammonia: the amino acid is in its entirety in the fraction of 10 to 15 l of eluate before.

Die Lösung des Ammoniumsalzes des D-Phenylglycins (5 1) wird unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Es werden 150 g (99% d. Th.) D(-)-Phenylglycin mit einem Wert für [<x]7S von 157° (c=0,5; HCI 1 n), d. h. einer optischen Reinheit von mehr als 98%, wenn man für den [oc] f-Wert die Daten der technischen Literatur (Org. Synth., 22, 23, 1942) zugrunde legt, erhalten.The solution of the ammonium salt of D-phenylglycine (5 l) is evaporated to dryness under reduced pressure. 150 g (99% of theory) of D (-) - phenylglycine with a value for [<x] 7 S of 157 ° (c = 0.5; HCl 1 n), ie an optical purity of more than 98% if the data from the technical literature (Org. Synth., 22, 23, 1942) is used as a basis for the [oc] f value.

Beispiel 2Example 2

Wenn man die in Beispiel 1 angegebene Verfahrensweise befolgt und von 132 g (1 Mol) L-N-Carbamoyl-aalanin mit einer optischen Reinheit von 98% ausgeht, werden 87 g (0,98 Mol) L-a-Alanin mit einem Wert für [λ] "von +14,3° (C= 2; HCI In) (Literaturwert für [λ]"= + 14,7, J. Chem.Soc, 113,526,1918) erhalten.If the procedure given in Example 1 is followed and starting from 132 g (1 mol) of LN-carbamoyl-aalanine with an optical purity of 98%, 87 g (0.98 mol) of La-alanine with a value for [λ] "of + 14.3 ° (C = 2; HCI In) (literature value for [λ]" = + 14.7, J. Chem. Soc, 113,526,1918).

Beispiel 3Example 3

Wenn man das Verfahren der Beispiele 1 und 2 befolgt und von 16Og(I Mol) L-N-Carbamoyl-valin mit einer optischen Reinheit von 97% ausgeht, erhält man HOg (0,94MoI) L-Valin; [a]g>=28,2o (c= 3; HCI 6 n), Literaturwert für[«] S1= 28.8° (Ber, 39,2320,1906).If the procedure of Examples 1 and 2 is followed and starting from 160 g (1 mol) LN-carbamoyl-valine with an optical purity of 97%, one receives HOg (0.94 mol) L-valine; [a] g> = 28.2 o (c = 3; HCI 6 n), literature value for [«] S 1 = 28.8 ° (Ber, 39.2320.1906).

Beispiel 4Example 4

Wenn man die Verfahrensweise der Beispiele 1 und 3 befolgt und von 192 g (1 Mol) L-N-Carbamoyl-methionin mit einer hohen optischen Reinheit von 99%If the procedure of Examples 1 and 3 is followed and 192 g (1 mol) of L-N-carbamoyl-methionine with a high optical purity of 99% ausgeht, erhält man 145 g (0,97 Mol) L-Methionin; [α] »=-8,01° (c= 0,8 Wasser) (Literaturwert für [Ot]0= -8(11°;J. Am.Chem.Soc,53,3490,1931).goes out, 145 g (0.97 mol) of L-methionine are obtained; [α] »= -8.01 ° (c = 0.8 water) (literature value for [Ot] 0 = -8 ( 11 °; J. Am. Chem. Soc, 53.3490, 1931).

Beispiel 5Example 5

Wenn man die in den Beispielen 2 und 4 beschriebenen Verfahrensweisen befolgt und von 190 g (1 Mol) L-N-Carbamoyl-glutaminsäure mit einer optischen Reinheit von 98% ausgeht, erhält man 183 g ίο (0,96 Mol) L-Glutaminsäure; [α]? = 31° (c= 1; HCl 6 n) (Literaturwert für [α]'/= + 31,2°; Ber, 40,3717.1907).If the procedures described in Examples 2 and 4 are followed and starting from 190 g (1 mol) of LN-carbamoylglutamic acid with an optical purity of 98%, 183 g of ίο (0.96 mol) of L-glutamic acid are obtained; [α]? = 31 ° (c = 1; HCl 6 n) (literature value for [α] '/ = + 31.2 °; Ber, 40.3717.1907).

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Aminocarbonsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß man das der herzustellenden Aminocarbonsäure entsprechende N-Carbamoyldeiivat oder ein Salz dieses Derivates mit 1 bis 1,5 Äquivalenten salpetriger Säure oder eines ihrer Salze in Gegenwart eines saure Gruppen enthaltenden lonenaustauschharzes bei einer Temperatur von 0 bis 40° C umsetzt1. Process for the preparation of aminocarboxylic acids, characterized in that one the N-carbamoyl derivative corresponding to the aminocarboxylic acid to be prepared or a salt thereof Derivatives with 1 to 1.5 equivalents of nitrous acid or one of its salts in the presence of a acidic groups containing ion exchange resin at a temperature of 0 to 40 ° C 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dieses in Gegenwart eines Harzes vom Sulfonsäuretyp durchführt2. The method according to claim 1, characterized in that this is done in the presence of a resin of the sulfonic acid type
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