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Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren Bei der Herstellung von
Aminosäurendurch Verseifung der entsprechenden Aminonitrile mit sauren oder alkalischen
Reagentien erhält man beim Aufarbeiten, !der Verseifungsgemische zu den freien Aminosäuren
nebenher stets große Mengen anorganischer Salze, die entweder, wie z. B. Calcium-
oder Bariumsulfat, völlig wertlose Haldenprodukte sind oder sich wie das als Düngesalz
heute nur noch wenig gefragte Ammoniumsulfat nur schwer absetzen lassen, so daß
man im Rahmen der eigentlichen Fabrikation diese anorganischen Nebenprodukte bisher
als notwendiges Übel in Kauf nehmen mußte, zumal die Menge der anfallenden Nebenprodukte
gewichtsmäßig stets ein Mehrfaches der gewonnenen Aminosäuren darstellt. An dieser
Lage wird auch durch die Möglichkeit einer Regeneration dieser Produkte zu dem ursprünglich
verwendeten Verseifungsmittel etwa Rückwandlung von Bariumsulfat zu Bariumhydroxyd)
nicht viel geändert; denn an Stelle der Nebenprodukte tritt nunmehr ein verwickelter
und teurer Nebenprozeß, abgesehen davon, daß ein solcher seinerseits wieder nicht
- frei von gewissen Nebenprodukten zu sein pflegt.
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Die Erfinder sind daher auf den Gedanken gekommen, die Verseifung
von Aminonitrilen und die Aufarbeitung Ides. Verseifungsgemisches derart durchzuführen,
daß im Endergebnis freie Aminosäure und Natriumcarbonat entstehen.
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Es wurde nun gefunden, daß man, wenn man die Verseifung des Aminonitrils
z. B. mit Natriumhydroxyd durchführt, aus dem aminosauren Natrium die freie Säure
in sehr einfacher Weise gewinnen kann, wenn man die Lösung des aminosauren Natriums.
von geeigneter Konzentration mit Kohlendioxyd, zweckmäßig unter erhöhtem Druck,
versetzt. Es bildet sich hierbei schwer lösliches Natriumbicarbonat, das ausgefällt
und abgetrennt werden kann. Die verbleibende, nunmehr freie Aminosäure enthaltende
Flüssigkeit wird eingeengt und die feste Aminosäure durch Kristallisierenlassen
und Abfiltrieren gewonnen.
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Weiter wurde gefunden, daß sich dieAusbeute e an Natriumbicarbonat
und dementsprechend an freier Aminosäure in ein und demselben Arbeitsgang noch erheblich
steigern läßt, wenn man die Lösung des aminosauren Natriums nicht nur mit Kohlendioxyd,
sondern auch noch mit Ammoniumbicarbonat in äquimolekularer oder nahezu äquimolekularer
Menge
versetzt, also mit dem aminosauren Natrium eine Art Ammoniaksodaprozeß vollführt,
bei welchem das aminosaure Natrium.. gewissermaßen die Rolle des Kochsalzes ini
klassischen Solvayverfahren spielt.
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Wie ersichtlich, mut für die vorliegenden Verhältnisse der Ammoniaksodaprozeß
etwas modifiziert werden. Wollte man nämlich in Anlehnung an die bekannte Austauschreaktion
des Ammoniaksodaprozesses N N aCl+ NLH,HC03=-NaHCO.,+NH4C1 Lediglich ,äquimolekulare
Mengen von aminoäaurem Natrium und Ammoniumbicarbonat aufeinander einwirken lassen,
so erhielte man, wie festgestellt wurde, fast keinen Umsatz, es sei denn, daß man
das amino.saure Natrium in, außerordentlich hoher Konzentration verwendet. Erst
wenn beide, Ammoniumbicarbonat und Kohlendioxyd, zugegen sind, verläuft der Umsatz
mit befriedigender Ausbeute.
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Wie sich beim Solvayverfahren durch die Austauschreaktion Salmiak
bildet, so entsteht hier .aminosaures Ammonium, ' das nur in Lösung beständig und
auch hier schon weitgehend in freie Aminosäure und Ammoniak gespalten ist. Beim
Einsengen der Lösung zerfällt es vollends in die freie Säure und Ammoniak.
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Das auf die eine oder andere Weise gewonnene Natriumbicarbonat wird
zu Soda calciniert. Diese ist ein leicht verkäufliches Nebenprodukt. Stößt ihr Absatz
dagegen auf Schwierigkeiten, so kann sie jederzeit durch die an sich bekannte Kaustifizierung
mit Calciumhydroxyd in N atriumhydroxyd übergeführt werden, das in den Prozeß zurückkehrt.
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Im folgenden seien einige Beispiele für die Verarbeitung von Glykokollnatrium
zu freiem Glykokoll angegeben; selbstverständlich lassen sich in ganz analoger Weise
auch die N atriumsalze anderer- Aminosäuren, wie z. B. des Alanins; Leucins usw.,
zu den freien Aminosäuren verarbeiten. I. Verarbeitung einer Gykokollnatriumlösung
durch Behandeln mit Kohlendioxyd untrer Druck 400 ccm einer Lösung, die 16o g Glykokollnatrium
enthält, werden in einem Autoklaven bei etwa 15 bis 2o Atm. Druck mit Kohlendioxyd
gesättigt. Nach Entspannen des Drukkes wird das ausgefällte Natriumbicarbonat abfiltriert
und mit loo ccm Wasser gewaschen. Es verbleiben 1 o2 g feuchtes Rohprodukt, das
nach dem Calcinieren 40,89 Natriumcarbonat ergibt. Danach werden also 46,2% des
an das Glykokoll gebundenen Natriums ausgefällt. Filtrat und Waschwasser vom Natriumbicarbonat
werden miteinander vereinigt und auf etwa 1/3 des Volumens eingeengt. Hierbei scheiden
sich 52 g reines Glykokoll ,(---- 41,8 % d. Th.) ab.
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Verarbeitung einer Glykokollnatriumlösung durch Behandeln mit Ammoniumbicarbonat
und Kohlendioxyd unter Druck In 21 einer Lösung, die 8I 8 g Glykokollnatrium enthält,
werden 655g Ammoniumbicarbonat gelöst. Das Volumen beträgt jetzt etwa 2,41. Diese
Lösung wird in einem Autoklaven bei etwa I 5 bis 2o Atm. mit Kohlendioxyd bis zur
Aufnahme von etwa Zoo 1 hiervon behandelt. Der Druck wird dann abgelassen, das ausgefällte
Natriumbicarbonat abfiltriert und mit Zoo ccm Wasser gewaschen. Es verbleiben
1785 ccm Filtrat, denen noch 253 ccm abfließendes Waschwasser zugesetzt werden.
Das feuchte Natriumbicarbonat (897,5 g) ergibt beim Calcinieren 311 g Natriumcarbonat,
was einer Natriumfällung von etwa 70 % entspricht.
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Filtrat und Waschwasser (2o38 ccm) werden zur Zersetzung des in der
Lösung vorhandenen Ammonbicarbonats bzw. zum Abtreiben des darin vorhandenen Ammoniaks
allmählich auf etwa 8o bis 85° erwärmt, wobei gleichzeitig die Lösung etwas eingedampft
wird. Anschließend wird die Lauge im Vakuum auf ungefähr i,/3 des ursprünglichen
Volumens eingeengt und daraufhin zum Kristallisieren abgestellt. Es werden hieraus
2729 Glykokoll (=43 % d. Th.) und 845 ccm Filtrat erhalten. Das Glykokoll
wird mit 5o ccm Wasser ausgewaschen und das gebrauchte Waschwasser der Lauge zugesetzt,
deren Volumen dadurch auf gio ccm ansteigt. Die Lauge wird entsprechend dem noch
vorhandenen Glykokollnatrium mit I9o g Ammoniumbicarbonat versetzt und ihr außerdem
noch 14oo ccm einer 44o g Glykbkollnatrium und 359 g Ammoniumbicarbonat enthaltenden
Lösung zugefügt, so daß wieder ungefähr 240o ccm Glykokollnatriumlösung zur Verarbeitung
kommen. Diese Lauge unterscheidet sich von der -Anfangslösung nur dadurch, daß sie
neben Glykokollnatrium noch freies Glykokoll gelöst enthält. Durch Einpressen von
etwa 170 1 Kohlendioxyd unter 15 bis 2o Atm. kommen 370,- Natriumbicarbonat zur
Abscheidung, die abfiltriert werden. Filtrat und Waschwasser vom Natriumbicarbonat
werden, wie oben beschrieben, behandelt, wodurch 3849 festes Reinglykokoll und 8o5
ccm restliche Mutterlauge erhalten werden. Das als t,'lykokollnatrium neueingeführte
Glykokoll wird also hundertprozentig als freie Säure zurückerhalten.