DE2750376A1 - Verfahren zur trennung eines aus einem optisch aktiven phenylglycinamid und einem optisch aktiven phenylglycin bestehenden gemisches - Google Patents
Verfahren zur trennung eines aus einem optisch aktiven phenylglycinamid und einem optisch aktiven phenylglycin bestehenden gemischesInfo
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Description
Dr. F. Zumstein sen. - Πι. E. As-smann · Dr. R. Koenigsberger
Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-lng. F. Klingseisen - Dr. F. ζWP^P7 Uin>
βΟΟΟ München 2 BrauhausstraOe Λ Tetefon Semmel Nf 22 5341 Telegramme Zumpat Telex 529979
Kennzeichen: 2858 · 3*
Verfahren zur Trennung eines aus einem optisch aktiven Phenylglycinamid und einem optisch aktiven Phenylglycin bestehenden Gemisches
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung eines aus einem
optisch aktiven Phenylglycinamid und einem optisch aktiven Phenylglycin bestehenden Gemisches ohne merkliche Racemisierung.
Ein aus optisch aktivem Phenylglycinamid und optisch aktivem phenylglycin bestehendes Gemisch kann durch enzymatische Umsetzung von
DL-Phenylglycinamid hergestellt werden (siehe die niederländische Offenlegungsschrift 7407941). Ein solches Gemisch könnte mit Hilfe eines Ionenaustauschers getrennt werden. Es wurde gefunden, dass es schwierig ist diese
Methode in der Technik, wo lange Verweilseiten in den Ionenaustauscherkolonnen auftreten, ohne Racemisierung auszuführen.
Es wurde nunmehr gefunden, dass die Trennung von optisch aktivem
Phenylglycinamid und optisch aktivem Phenylglycin ohne merkliche Racemisierung
durch Umsetzung der zu trennenden Verbindungen in eine Schiffsche Base erfolgen kann.
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Das erfindungsgemässe Verfahren zur Trennung eines aus einem ggf.
im Kern substituierten optisch aktiven Phenylglycinamid und einem ggf. im
Kern substituierten optisch aktiven Phenylglycin bestehenden Gemisches wird
dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch mit einem ggf. im Kern substituierten Benzaldehyd reagieren lässt unter gleichzeitiger Bildung der
Schiffsehen Base von zumindest dem Aminosäureamid, worauf man die von dem
Aminosäureamid abgeleitete Schiffsche Base abtrennt und die Schiffsche(n)
Base(n) separat unter Rückbildung des ggf. substituierten Benzaldehyds
zersetzt.
Vorteil dieses Verfahrens ist, dass keine Racemisierung der optisch
aktiven Phenylglycine auftritt. Auch bietet Benzaldehyd den Vorteil, dass es eine Ausgangsverbindung für die Herstellung von Phenylglycinamid Über
Phenylglycinnitril ist. Auch sind die Abtrennung der Schi fischen Base und
die Rückgewinnung von Benzaldehyd einfach. Ein weiterer Vorteil von Benzaldehyd ist, dass es sich nicht mit Wasser vermischen lässt, wodurch es
ausserdem als Extraktionsmittel weit vor anderen solcher Mittel zu bevorzugen
ist, weil sich die anfallende Schiffsche Base des optisch aktiven Phenylglycinamids
im Benzaldehyd und die Schiffsche Base des optisch aktiven Phenylglycins in der wässerigen Phase löst.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch unter Anwendung anderer Aldehyde oder Ketone ausgeführt werden, vorausgesetzt, dass diese folgenden
Anforderungen genügen:
1. Sie müssen leicht zur Bildung einer wasserunlöslichen Schiffsehen Base
des Phenylglycinamids führen;
2. Die anfallenden Schiffschen Basen müssen sich leicht zersetzen, ohne dass
sich auch der Aldehyd oder das Keton zersetzt;
3. Die Schiffschen Basen, der Aldehyd oder die Ketone müssen unter den Reaktionsbedingungen stabil sein;
4. Es muss ein deutlicher Unterschied in der Löslichkeit in Wasser und auch
in organischen Lösungsmitteln zwischen der Schiffschen Base des Phenylglycinamids
und der Schiffschen Base des Phenylglycines oder zwischen der Schiffschen Base des Phenylglycinamids und dem freien Phenylglycin bestehen.
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Benzaldehyd und substituierte Benzaldehyde sind die einzigen Verbindungen, die allen diesen Anforderungen sehr gut genügen.
Unter Benzaldehyd werden auch substituierte Benzaldehyde wie niedrigerer Alky!benzaldehyd, Halogenbenzaldehyd, Nitrobenzaldehyd und
Alkoxybenzaldehyd verstanden, wobei die Alkyl- oder Alkoxygrupe 1-6 Kohlenstoff atome enthält.
Neben Phenylglycin und Phenylglycinamid können auch analoge Verbindungen voneinander getrennt werden, in denen der Benzolring mit z.B.
einer C1 -Alkylgruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Alkoxygruppe,mit 1-6
1-6
Kohlenstoffatomen, einer Nitrogruppe oder einem Halogen sbustituiert ist.
Beispiele sind p-Hydroxyphenylglycin, p-Hydroxymethylphenylglycin,
p-Methoxyphenylglycin, p-Methylphenylglycin und p-Nitrophenylglycin und die
Amide dieser Verbindungen.
Die Reaktion wird vorzugsweise in wässeriger Umgebung, die ggf.
auch eine oder mehrere organische Lösungsmittel enthalten kann, ausgeführt.
ο Schiffschen Base kann bei Temperaturen von 0-60 C und vorzugsweise von
ο
25-45 C ausgeführt werden. Das pH des Reaktionsgemisches liegt zwischen
7 und 12 und vorzugsweise zwischen 8 und 11. Wenn man zur Bildung der Schiffschen Base eine geringe Menge Benzaldehyd im Vergleich zur Phenylglycinamidmenge verwendet ohne anderes Lösungsmittel für die Schiffsche
Base des Amids, z.B. 1-2 Mol Aldehyd Je Mol Phenylglycinamid und vorzugsweise 1-1,5 Mol Aldehyd je Mol Phenylglycinamid, fällt ein Präzipitat der
Schiffschen Base des Phenylglycinamids an. Das Phenylglycin ist dann in Salzform in der Mutterlauge gelöst. Dieses Verfahren wird bevorzugt. Wenn
ein Übermass Benzaldehyd benutzt wird, dient der Benzaldehyd nicht nur
als Reaktionsmiddel sondern auch als Lösungsmittel und entstehen zwei
Schichten, wobei sich die Schiffsche Base des Phenylglycinamids in der organischen Phase befindet. Auch kann man Gemische von Benzaldehyd und
anderen Lösungsmitteln benutzen, z.B. Gemische mit Toluol, Chloroform, Benzol und Tetrachloräthylen.
entsprechenden Schiffschen Base kann auf einfache Weise durch Ansäuerung
mit einer Säure, erfolgen, wobei sich die Schiffsche Base zersetzt.
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Als Säure können organische und anorganische Säuren benutzt werden, die die Aminosäure, 'das Aminosäureamid und den Aldehyd nicht angreifen.
Beispiele sind Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Essigsäure und Toluolsulfonsäure. Die Zersetzung der von dem Aminosäureamid abgeleiteten
Schiffschen Base und die Hydrolyse der Säureamidgruppe werden vorzugsweise in einem Schritt ausgeführt. Dazu wird die Schiffsche Base bei einem pH von
weniger als 3 mit einer starken Säure behandelt. Als Säure kann z.B. Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure oder Toluolsulfonsäure verwendet
werden. Aus wirtschaftlichen Gründen und weil es keine Schwierigkeiten bei
der Rückgewinnung des Aldehyds bereitet, wird Schwefelsäure bevorzugt.
Wenn die Zersetzung der Schiffschen Hase bei einer Temperatur von ca. 100 C stattfindet, tritt keine Racemisierung auf. Anwendung einer Temperatur von
90-110 C bei der Zersetzung und anschliessenden Hydrolyse bietet den Vorteil,
dass der Benzaldehyd dann gleichzeitig abdestilliert wird. Wenn die
ο
Zersetzung bei Temperaturen über 120 C ausgeführt wird, racemisiert das optisch aktive Phenylglycin oder Phenylglycinamid. Die Zersetzung der Schiffschen Base des L-Phenylglycins wird vorkommendenfalls bei erhöhter Temperatur, z.B. bei 120-150 C1 ausgeführt, um auf diese Weise DL-Phenylglycin zu erhalten. Die Zersetzung der Schiffschen Base kann bei atmosphärischem oder einem höheren oder niedrigeren Druck stattfinden. Anwendung eines niederigeren Druckes kann eventuell die Entfernung des Aldehyds erleichtern.
Zersetzung bei Temperaturen über 120 C ausgeführt wird, racemisiert das optisch aktive Phenylglycin oder Phenylglycinamid. Die Zersetzung der Schiffschen Base des L-Phenylglycins wird vorkommendenfalls bei erhöhter Temperatur, z.B. bei 120-150 C1 ausgeführt, um auf diese Weise DL-Phenylglycin zu erhalten. Die Zersetzung der Schiffschen Base kann bei atmosphärischem oder einem höheren oder niedrigeren Druck stattfinden. Anwendung eines niederigeren Druckes kann eventuell die Entfernung des Aldehyds erleichtern.
Das D-Phenylglycin kann bei der Herstellung von Penicillin und
das L-Phenylglycin bei der Herstellung eines dipeptiden SUsstoffes verwendet
werden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert.
In einem Kolben wird unter ständigem Rühren eine Suspension von 3,0 g D-Phenylglycinamid (0,02 Mol), 3,0 g L-Phenylglycin (0,02 Mol) und
2,2 ml konzentriertem Ammoniak (0,03 Mol) in 100 ml Wasser mit Hilfe von 5 N Natronlauge auf ein pH von 10,6 eingestellt. Dieser Lösung werden unter
Rühren bei einer Temperatur von 30 C langsam 4,0 ml (0,04 Mol) Benzaldehyd
beigegeben, wobei das pH auf 10,6 gehalten wird. Nach 10-stündigem Rühren
bei Zimmertemperatur wird das anfallende kristalline Präzipitat durch
Filtration abgetrennt und auf dem Filter zweimal mit 25 ml Wasser gewaschen. Die Ausbeute an Schiffscher Base von D-Phenylglycinamid (D-N-Benzylidenphenylglycinamid)
beträgt 4,6 g, entsprechend einer Ausbeute von 97 % der theoretischen Ausbeute (Schmelzpunkt 138-139 °c).
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Die auf diese Weise erhaltene Schiffsche Base wird in 60 ml
3,6 N Schwefelsäure aufgenommen; anschliessend werden bei 100 C und einem
Druck von 1 at 30 ml Wasser-Benzaldehyd-Gemisch abdestilliert. Anschliessend
wird die restliche Lösung eine Stunde bei atmosphärischem Druck gesiedet.
Nach Abkühlung bis Zimmertemperatur wird das pH mit Hilfe von konzentriertem Ammoniak auf 5,6 eingestellt. Das anfallende kristalline D-Phenylglycin wird
durch Filtration abgetrennt und auf dem Filter mit zweimal 10 ml Wasser gewaschen.
Es fallen 2,7 g D-Phenylglycin an (Ausbeute: 90 %). Die spezifische
Drehung des D-Phenylglycins ist:
[α ] p° = -157,2 ° (C= 1,0; 1,0 N HCl).
Eine Losung von 6,0 g D-Phenylglycinamid (0,04 Mol), 6,0 g
L-Phenylglycin (0,04 Mol) und 3,0 ml konzentriertem Ammoniak (0,04 Mol) in
200 ml Wasser mit einer Temperatur von 37 C und einem pH von 10,5 wird mit
50 ml Benzaldehyd aufgerührt. Nach Trennung der Schichten wird die wässerige
Lösung nochmals mit 50 ml Benzaldehyd aufgerührt.
Die Benzaldehydextrakte werden zusammengefügt und mit 100 ml
3,6 N Schwefelsäure gewaschen. Nach Abtrennung des schwefelsauren Extrakts
werden bei 100 C und atmosphärischem Druck 40 ml Wasser-Benzaldehyd-Gemisch
abdestilliert.
Das restliche Eindampfresiduum wird anschliessend eine Stunde
bei atmosphärischem Druck gesiedet. Nach Abkühlung bis Zimmertemperatur wird
das pH des Eindampfresiduums mit Hilfe von konzentriertem Ammoniak auf 5,0
gebracht. Das dabei auskristallisierte D-Phenylglycin wird abfiltriert und
auf einen Filter zweimal mit 10 ml Wasser gewaschen.
Es fallen nach Trocknung 5,2 g D-Phenylglycin an (Ausbeute: 87 %).
Die spezifische Drehung des D-Phenylglycins ist:
[ α ] J° = -157,0 ° (c = 1,0; 1,0 N HCl).
Die nach dem Aufrühren mit Benzaldehyd und der Abtrennung der
Benzaldehydschicht zurückbleibende Wasserschicht (pH 10,5) wird mit konzentrierter Schwefelsäure auf pH = 2,0 gebracht.
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Anschliessend werden aus der Wasserschicht bei 100 C und
atmosphärischem Druck 100 ml Wasser-Benzaldehyd-Gemisch abgetrennt. Nach
Abkühlung des restlichen Gemisches bis Zimmertemperatur wird unter gleichzeitiger
Kühlung mit Hilfe von konzentriertem Ammoniak auf pH = 6 neutralisiert.
Das dabei auskristallisierte L-Phenylglycin wird durch Filtration
gewonnen und auf dem Filter gewaschen mit zweimal 10 ml Wasser. Es fallen
5,6 g L-Phenylglycin an (Ausbeute: 93 %).
Die spezifische Drehung beträgt:
20
[α] = +157,1 ° (c = 1,0; 1,0 N HCl)
[α] = +157,1 ° (c = 1,0; 1,0 N HCl)
In einem Kolben werden 6,0 g D-Phenylglycinamid (0,04 Mol),
6,0 g L-Phenylglycin (0,04 Mol) und 4 ml konzentriertes Ammoniak (0,056 Mol)
ο
unter Rühren bei 40 C mit 5 N Natronlauge auf pH = 10,7 gebracht. Anschliessend werden bei 40 C langsam 4,7 ml Benzaldehyd (0,045 Mol) beigegeben. Dabei sinkt das pH auf 9,9. Das Rühren wird noch eine halbe Stunde fortgesetzt, wobei die Temperatur auf 30 C fällt.
unter Rühren bei 40 C mit 5 N Natronlauge auf pH = 10,7 gebracht. Anschliessend werden bei 40 C langsam 4,7 ml Benzaldehyd (0,045 Mol) beigegeben. Dabei sinkt das pH auf 9,9. Das Rühren wird noch eine halbe Stunde fortgesetzt, wobei die Temperatur auf 30 C fällt.
Die anfallende Suspension wird zentrifugiert und mit zweimal 50 ml
Wasser nachgewaschen. Bei Trocknung bei 50 °C und einem Druck von 12 mm Hg
fallen 9,0 g D-N-Benzylidenphenylglycinamid an (Ausbeite: 95 %; Schmelzpunkt
139 °C).
Spezifische Drehung:
20
[α] = -82,5 ° (c= 1,0; 99 % Ameisensäure).
[α] = -82,5 ° (c= 1,0; 99 % Ameisensäure).
In einem mit einem Rührwerk versehenen Kolben wird einer Suspension
von 2,5 g D-p-Methoxyphenylglycinamid (13,7 mg Mol), 3,5 g L-p-Methoxyphenylglycin
(19,7 mg Mol) und 1,0 ml konz. Ammoniak (25 Gew.-%) (13,7 mg Mol) unter ständigem Rühren bei 40 °C so viel 5 N NaOH beigegeben, dass das pH
10,5 beträgt. Dieser Lösung werden unter ständigem Rühren 1,7 ml Benzaldehyd
(17 mg Mol) beigegeben, wobei das pH auf 9,9 sinkt. Nach weiteren 1$ Stunden
Rühren bei 30 °C wird die Suspension über ein Glasfilter filtriert und auf
dem Filter mit zweimal 50 ml Wasser gewaschen. Nach 2-stündiger Trocknung der Kristalle bei 50 °C und 12 mm Hg fallen 3,5 g D-N-Benzyliden-p-methoxy-phenylglycinamid
an (Ausbeite 95,4 %). Der Schmelzpunkt liegt bei 139-140 °C.
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20 o
[α] = -78,9 (c = 1,0; 99 Gew.-% Ameisensäure).
in 5O ml 3,6 N Schwefelsäure aufgenommen. Nach Abdesti liieren von 25 ml Wasser—
ο
Benzaldehyd-Gemisch bei 98-100 C wird noch eine Stunde lang gesiedet. Nach
Abkühlung auf Zimmertemperatur wird das pH mit Hilfe von konzentriertem Ammoniak
(25 Gew.-%) auf 5,2 eingestellt. Das dabei anfallende kristalline D-p-Methoxyphenylglycin wird abfiltriert und auf dem Filter der Reihe nach mit zweimal
10 ml Wasser und zweimal 10 ml Aceton gewaschen.
Bei Trocknung bei 50 °C und 12 mm Hg fallen 2,0 g D-p-Methoxyphenylglycin an (Ausbeute: 92,6 %). Die spezifische Drehung beträgt:
2O
[α] = -154,8 ° (c= 0,8; 1,0 N HCl).
In einem Kolben werden 6,0 g D-Phenylglycinamid (0,04 Mol), 6,0 g
L-Phenylglycin (0,04 Mol) und 4 ml konzentriertes Ammoniak (0,056 Mol) unter
Rühren bei 40 C mit 5 N Natronlauge auf pH = 10,7 gebracht. Anschliessend werden bei 40 C langsam 4,9 ml Anisaldehyd (0,01 Mol) beigegeben. Das Itiilireii
wird noch 15 Stunden fortgesetzt.
Die anfallende Suspension wird zentrifugiert und mit zweimal 50 ml
Wasser nachgewaschen. Bei Trocknung bei 50 C und einem Druck von 12 mm Hg
fallen 9,9 g D-N-p-Methoxybenzylidenphenylglycinamid an (Ausbeute: 92,1 1J;
2O
[α] = -55,0 ° (c= 1,O; 99 % Ameisensäure).
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Claims (1)
- -X-PATENTANSPRÜCHE1. Verfahren zur Trennung eines aus einen ggf. im Kern substituierten optisch aktiven Phenylglycinamid und einem ggf. im Kern substituierten optisch aktiven Phenylglycin .bestehenden Gemisches, dadurch gekennzeiclinet, dass man das Gemisch mit einem ggf. im Kern substituierten Benzaldehyd reagieren lässt unter gleichzeitiger Bildung der Schiffsehen Base von zumindest dem Aminosäurcamid, worauf man die von dem Aminosaureamid abgeleitete Schiffsche Base abtrennt und die Schiffsche(n) Base(n) separat unter Rückgewinnung des ggf. substituierten Benzaldehyds zersetzt.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Schiffsche(n) Base(n) durch Behandlung mit einer Säure zersetzt.3. Verfahren nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass man die von dem Aminosäureamid abgeleitete Schiffsche Base durch Behandlung mit einer Säure bei einem pH unter 3 in einem Schritt durch Zersetzung der Schi ffsehen Base und Hydrolyse der Säureamidgruppe in die freie Aminosäure umsetzt.4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zersetzung der Schiffsehen Base oder Basen bei einer Temperatur unter 120 C ausgeführt wird.5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass man 1-50 Mol ggf. substituierten Benzaldehyd je Mol Aminosäureamid verwendet.6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass man 1-2 Mol des Aldehyds je Mol des Aminosäureamide verwendet.7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung der Schiffsehen Base bei einem pH von 7 bis 12 erfolgt.8. Verfahren nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung der Schiffschen Base bei einem pH von 8 bis 11 erfolgt.9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein aus D-Phenylglycinamid und L-Phenylglycin bestehendes Gemisch mit Benzaldehyd reagieren lässt unter gleichzeitiger Bildung von zumindest der Schiffschen Base von D-Phenylglycinamid, die von dem Aminosäureamid abgeleitete Schiffsche Base abtrennt und die Schiffsche(n) Base(n) separat in D-Phenylglycin und L-Phenylglycin umsetzt.809819/1021oil10. D-N-Iicnzylidonphenylglycinaraid.11. D-N-BenzyIiden-p-methoxyphcnylglycinamid.32. D-N-Cp-methoxybenzyliderO-phenylglycinamid.809819/1021
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