DE580285C

DE580285C - Verfahren zur Herstellung von Aminosaeuren aus keratinhaltigen Stoffen

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Publication number: DE580285C
Application number: DEW88945D
Authority: DE
Original assignee: CATHARINA WEIDNER GEB RATJEN
Current assignee: CATHARINA WEIDNER GEB RATJEN
Priority date: 1932-05-06
Filing date: 1932-05-06
Publication date: 1933-07-08
Also published as: NL33503C; US1974554A; FR763237A; GB411009A; BE399451A

Description

Keratinhaltige Stoffe, wie Hornmehl, Nägel, Klauen, Haare, Federn, lassen sich, bekanntlich durch, saure oder alkalische Hydrolyse zu Aminosäuren abbauen. Man verwendet hierzu meist starke Säuren, wie Salzsäure von 25 bis 370/0 bzw. Kali- und Natronlauge von einem Gehalt von 20 bis 250/0. Während die saure Hydrolyse in bezug auf die Gewinnung von Abbaustoffen eine schonendere Form des Auf-Schlusses darstellt, wirken die Alkalilaugen, besonders in kochendem Zustande, weitgehend zersetzend ein. Besondere Schwierigkeiten macht bei diesen Verfahren aber die Beseitigung der angewendeten Säuren und Alkalien.

So besonders bei der Verwendung von Kalioder Natronlauge ist die Trennung der Abbaustoffe, vorwiegend Aminosäuren, wegen der außerordentlichen Wasserlöslichkeit der Natrium- bzw. Kaliumsalze kaum möglich.

Anders verhalten sich als hydrolytische Spaltungsmittel dagegen die Laugen alkalischer Erden, Barium-, Strontium- und CaI-ciumoxyd bzw. -hydroxyd. Während Bariumhydroxydiauge bereits Anwendung unter Druck (150°) gefunden hat, wird von Calciumoxyd- bzw. -hydroxydlauge kein Gebrauch gemacht, da die Schwerlöslichkeit des Calciumoxyds in Wasser seine Verwendung zu diesem Zwecke ausschließt.

Auch ist nach der Patentschrift 378214 ein Verfahren bekanntgeworden, native Eiweißstoffe, wie Eieralbumin, mittels Calciumhydroxyd bzw. anderen Erdalkalihydroxyden abzubauen. Das Wesentliche ist hier aber, den Abbau des Eiweißes bei nur mäßiger Wärme, also unter ioo°, stattfinden zu lassen, so daß auf diese Weise Protalbinsäure. entsteht.

Es wurde nun gefunden, daß kochende Barium- und Strontiumhydroxydlauge, deren Stärke sich nach der Menge der zu bearbeitenden keratinhaltigen Stoffe usw. richtet (auf je S g abzubauenden Materials wurde 1 g Strontium- bzw. Bariurnhydroxyd verwendet), ganz verschiedene Ergebnisse an Ausbeute liefern. Während bei gleicher Kochdauer (10 Stunden unter Rückfluß) bei Bariunihydroxydlauge ein unaufgeschlossener Rückstand von rund 40O/0 hinterblieb, ergab die Behandlung mit Strontiumhydroxydlauge bei gleichen Verhältnissen nur einen Rückstand von 15 bis 17 0/0. Es wurden also bei Bariumhydroxydlauge nur 60 0/0 der behandelten Keratinstoffe abgebaut, bei Strontiumhydroxydlauge dagegen 83 bis 850/0.

Wenn man nun beispielsweise, um eine höhere Ausbeute auch bei Verwendung von Bariumhydroxydlauge zu erzielen, eine längere Kochdauer durchführt, werden die Abbauprodukte aus den Keratinstoffen weiter und weiter zersetzt, so daß man beispielsweise in solchen Lösungen Tryptophan gar nicht, Tyrosin nur wenig und Cystin gleichfalls nur in geringem Maße nachweisen kann. Hinsichtlich des schonenden Abbaues bleibt Strontiumhydroxyd'dem Bariumhydroxyd auch beim Erhitzen unter Druck in bezug auf die Ausbeute wie auch auf die Güte der Aminosäuren

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weit überlegen, wobei erwähnt sein soll, daß auf die hohe Ausbeute von Cystin, Tyrosin und Tryptophan u.a. besonders "Wert gelegt wird.

Da nun die einzelnen Keratinstoffe verschiedene Widerstandsfähigkeit gegen die angewendete Strontiumhydroxydlauge zeigen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Abbauverfahren danach einzustellen. Beispielsweise ίο wird man erst die schwerer aufschließbaren Keratine in der Strontiumhydroxydlauge erhitzen und dann im Verlauf des Abbauprozesses zu geeignetem Zeitpunkt erst die leichter abzubauenden hinzufügen. Man erhält auf diese Weise ein Gemisch sehr wichtiger Aminosäuren, auch mit einem besonders hohen Gehalt von Tryptophan. Je nach dem zu erreichenden Zweck können die Keratine auch getrennt abgebaut werden.

Wenn auch die Rückstände bei Verwendung von Alkalien, wie Natron- und Kalilauge, geringer sind, so zeigt sich doch in diesem Falle, daß auch die Abbaustoffe wie bei der erwähnten verstärkten Anwendung von Bariumhydroxydlauge angegriffen werden, wodurch sie ihren Wert verlieren. Es wird beispielsweise das bekanntermaßen für die Zellbildung biologisch wichtige Tryptophan bei einem Abbau durch Kali- und Natronlauge zerstört. Die Verwendung des Bariumhydroxyds ist daher für die Praxis nicht riur wegen seiner schlechten Ausbeute in qualitativer und quantitativer Beziehung unzweckmäßig, sondern auch wegen seiner giftigen Eigenschaften nicht erwünscht. *

Die Entfernung des Strontiums gelingt in einfacher Weise durch das übliche Ausfällen z. B. mit kohlensauren Salzen, wie Natrium-, Kalium- und Ammoniumcarbonat. Es ist für die weitere Durchführung des Verfahrens nunmehr von besonderer Wichtigkeit, daß die bei dieser Reaktion sich bildenden Laugen des Natriums oder Kaliums bzw. der Ammoniakflüssigkeit, welche bei längerer Berührung auf die entstandenen Aminosäuren in unerwünschter Weise weiter abbauend und schließlich zerstörend einwirken würden, durch solche Säuren neutralisiert werden, die alkalisch reagierende Umsetzungsprodukte ergeben. Hierzu eignen sich in besonderem. Maße die Borsäure und die Phosphorsäure. Werden diese Säuren zur Neutralisation der Laugen angewendet, so enthalten die so gewonnenen Lösungen kein freies Alkali, sondern dissoziiertes Alkali in Form von Borax, Natriumphosphat, Ammoniumphosphat u. dgl., die gemäß ihrer schwachen alkalischen Eigenschaften die vorhandenen Aminosäuren in Lösung erhalten, diese aber nicht mehr angreifen, d. h". weiter abbauen können. Die nunmehr durch Abfiltrieren gewonnenen Lösungen können für sich weiterverarbeitet oder, gegebenenfalls im Vakuum, eingedampft werden. Die so erhaltenen Gemische von Aminosäuren sollen in der Hauptsache kosmetischen Zwecken dienen. 6g

Die Anwendung von Strontiumoxyd bzw. -hydroxyd als hydrolytische Spaltungsmittel für Keratine in Verbindung mit der Neutralisation der entstandenen Natron- oder Kalilauge bzw. der Ammoniakflüssigkeit bedeutet also einen großen technischen Fortschritt im Vergleich zu den bisher in der Praxis zur Verwendung gelangten Verfahren.

Beispiele

i, 20 Teile gereinigter und getrockneter' Haarsubstanz werden mit 150 Teilen Wasser und 8,8 Teilen kristallisiertem Strontiumhydroxyd am RückfLußkühler 5 Stunden gekocht. Nach beendeter Kochdauer wird der in der Lösung entstandene Schwefelwasserstoff durch Zusatz von Wasserstoffsuperoxyd o. dgl. beseitigt und die Lösung dann unter Kochen mit 4,8 Teilen 960/oigem Kaliumcarbonat versetzt, wodurch das Strontium als Carbonat ausgefällt wird und nach dem Absetzenlassen abfiltriert und ausgewaschen werden kann. Das so gewonnene Filtrat wird dann zwecks Bindung des in der Lösung entstandenen Kaliumhydroxyds geeigneterwe.ise mittels Borsäure oder Phosphorsäure genau neutralisiert. Die so erhaltenen Lösungen können dann beliebig verdünnt oder konzentriert werden.

2. 20 Teile gereinigter und getrockneter Haarsubstanz werden mit 200 Teilen Wasser und 8,8 Teilen Strontiumhydroxyd (kristallisiert) 3 Stunden bei Anwendung eines Drukkes von 11/2 bis 2 Atm. im Autoklaven behandelt. Die weitere Verarbeitung geschieht wie nach Beispiel 1.

Claims

Patentansprüche:

ι . Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren aus keratirihaltigeii Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Stoffe mit Strontiumoxyd bzw. Strontiumhydroxyd längere Zeit auf Temperaturen über ioo°, gegebenenfalls unter Druck, erhitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das bei der Ausfällung des Strontiums mit Alkali- oder Ammoniumcarbonat in der Lösung entstehende Alkali- oder Ammoniumhydroxyd durch Borsäure oder Phosphorsäure neutralisiert.