DE907175C - Verfahren zur Gewinnung von Cystin aus Gemischen verschiedener Aminosaeuren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Cystin aus Gemischen verschiedener Aminosäuren Die Gewinnung von reinem Cystin aus Gemischen von Aminosäuren, insbesondere aus Gemischen von Tyrosin und Cystin, ist bekanntlich außerordentlich schwierig, weil die Löslichkeiten der beiden letztgenannten Aminosäuren so ähnlich sind, daß eine wirtschaftlich tragbare Reindarstellung von Cystin wegen der ähnlichen Löslichkeiten beider Säuren bisher nicht möglich war. --Man war daher gezwungen, kostspielige Umwege, z. B. über Schwermetallsalze oder Ester, zu gehen, wenn man zu reinen Produkten kommen wollte.
• Es wurde nun gefunden, daß es einen sehr billigen und dabei sicheren Weg gibt, das Cystin von anderen Am'inosäuren, insbesondere von Tyrosin, zu trennen, wenn man die verschiedenen Löslichkeiten der Hydrochloride der Aminosäuren in Salzsäure ausnutzt. Das Hydrochlorid des Cystins besitzt von allen in Frage kommenden Aminosäuren die geringste Löslichkeit in starker Salzsäure, in der das Hydrochlorid des Tyrosins verhältnismäßig leicht löslich ist. Auf Grund dieser Erscheinung ist es einfach, reines Cystin in guter Ausbeute zu gewinnen, und zwar sowohl aus Hydrolysaten von cystinhaltigen Stoffen, wie Haaren, Klauen und anderem kerantinha'ltigen ?Material, als auch aus Rohcystin, das z. B. in bekannter Weise über die \ atriumsalze aus Hydrolysaten gewonnen wurde.
• Die Brauchbarkeit dieses Verfahrens ergibt sich besonders deutlich aus dem folgenden Modellversuch.
• Ein der prozentualen Zusammensetzung des Keratins entsprechendes Gemisch aus 30 g Cystin, ao g Tyrosin, 30 g' Leucin, 30 g Glutaminsäure wird in iooo ccm 2o0/aiger Salzsäure bei 70° gelöst und die Lösung dann auf 250 ccm eingedampft. Nach dem Abkühlen fällt bereits eine Hydrochloridfraktion aus. Durch weiteres Eindampfen des Filtrats auf 8o ccm fällt noch eine zweite Fraktion aus. Die Gesamtausbeute an Hydrochloridgemisch betrug rot g, während die theoretisch errechnete Ausbeute 129 g hätte betragen müssen. Der Verlust von 21 % ist auf die starke Eindampfung zurückzuführen. DieTrennung des Hydrochloridgemisches erfolgt nun derart, daß das Gemisch in konzentrierter Salzsäure in der Kälte aufgenommen wurde. Es wurden 5oo ccm Salzsäure verwendet. Um das Cystindihydrochlorid in Lösung zu bringen, wären notwendig 2o ooo ccm, das Tyrosinhydrochlorid würde benötigen 577 ccm, :das Leucinhydrochlo@rid 46o ccm und das Glutaminsäurehydrochlorid 3800 ccm. Das nach längerem Stehenlassen erfolgte Filtrieren der Aufschwemmung in konzentrierter Salzsäure zeigte, daß das Filtrat eine sehr starke Tyrosinreaktion hatte, währenid die Schwefel-Blei-Reaktion auf Cystin ganz schwach ausfiel. Der Rückstand der ersten Extraktion, dessen Menge 5833 g betrug, war reinweiß und zeigte keine positive Millonreaktion. Die Analyse des Rückstandes ergab, daß es sich um ein Gemisch aus 62,30/0 Cystinhydrochlorid und 37,7% Glutaminsäurehvdrochlorid handelte. Durch diese erste Extraktion war also eine vollständige Abtrennung des Ty rosins und des Leucins gelungen. Die Trennung des Cvstins von der Glutaminsäure erfolgte derart, daß der Rückstand zunächst mit Wasser versetzt, dann mit Soda und schließlich mit verdünnter Natronlauge auf pH bis 9,5 gebracht wurde. Nach 5stündiger Einwirkung der Lauge auf den Niederschlag wurde das pH auf 6,7 zurückgesetzt. Bei diesem pH ist das Glutaminat noch vollständig löslich, so daß es leicht von dem unlöslichen Cystinrückstand getrennt werden kann. Es resultierten hieraus 22,05 g reines Cystin, so daß also 73.70/0, berechnet auf die ursprünglich eingesetzte Menge an Cystin, und 890/0, berechnet auf die tatsächlich nach dem Eindampfen noch vorhandene Cystindihydrochloridmenge, gewonnen wurden.
• Erfolgt die Abtrennung des Tyrosins und des Cystins aus Hydrolysaten in üblicher Weise, d. h. also, daß bereits glutaminsäurefreie Gemische anfallen, so kann naturgemäß auf die Abtrennung der Glutaminsäure verzichtet werden, und das Cystin wird bereits durch eine einfache Salzsäurebehandlung des Gemisches in reinem Zustand gewonnen.
• Eine weitere Ausführungsmöglichkeit zur Gewinnung von reinem Cystin besteht darin, daß man z. B. iooo g Menschenhaare mit 3000 ccm konzentrierter Salzsäure und iooo ccm Wasser während 6 Stunden hydrolysiert. Um Cystinverluste, die z. B. durch starke Huminbildung eintreten, nach Möglichkeit zu vermeiden, setzt man während des Vorw ärmens des Gemisches auf dem Wasserbad noch Zoo g Paraffin zu. Nach beendeter Hydrolyse wird nach dem Abkühlen von dem erstarrten P'a'raffin abgegossen, und .die gebildeten Huminstoffe ,verden abgesaugt. Das Filtrat wurdedann inübl,icher Weise bei 8o° mit Aktivkohle behandelt und dann wieder abgekühlt. Aus dem Filtrat kristallisierten 52,1 g reines Cystindihydrochlorid. Durch vorsichtiges Einengen des Filtrats im Vakuum konnte noch eine kleine Nachfällung von 3 g gewonnen werden, die ebenfalls reines Cystindihydrochlorid war. Diese 55,1 g Hydrochlorid entsprachen 42,3 g Cystin, so daß also bereits 4,23% reines Cystin gewonnen worden waren.
• In das Filtrat wurde nun unter Wasserkühlung Chlorwasserstoff bis zur Sättigung eingeleitet. Hierbei fällt ein äußerst dichter kristalliner Hydrochloridniederschlag aus, der beim Stehenlassen über Nacht zu einem steifen Brei wurde. Nach dem Absaugen wurden 444,4 g Niederschlag gewonnen. Diese Menge wurde nun in der zur Auflösung gerade ausreichenden Menge konzentrierter Salzsäure (320o ccm) in der Wärme gelöst, die Lösung nochmals mit Aktivkohle behandelt und das Filtrat in der Nacht in der Kälte stehengelassen. Es hatten sich dann 29,6 g reines Cystindihydrochlorid abgeschieden. Aus dieser Menge ließen sich weitere 2,27% reines Cystin gewinnen. Durch Einengen des Filtrats im Vakuum und anschließendes Abkühlen wurden weitere 53,5 g Hydrochlorid erhalten, die zum größten Teil aus Glutaminsäurehydrochlorid bestanden. Immerhin konnten aus diesem Gemisch noch 6,i2 g Reincystin durch Ausfällung des Cystins beim Neutralpunkt erhalten werden. Das Filtrat, das sich als cystinfrei ergab, wurde dann in üblicher Weise auf Glutaminsäure aufgearbeitet.
• Diese Beispiele zeigen, daß es nach dem neuen Verfahren möglich ist, Cystin in einer Ausbeute und einer Reinheit zu gewinnen, die nach den bekannten Verfahren bisher nicht möglich waren. Wie bereits erwähnt, kann das Verfahren auf alle cystinhaltigen Aminosäurengemische, wie sie sowohl bei der Hydrolyse als auch bei der Aufarbeitung von in anderer Weise gewonnenen Aminosäurengemischen erhalten werden, wobei es naturgemäß gleichgültig ist, ob der Eiweißabbau durch Hydrolyse mit Säuren, Alkali oder enzymatisch durchgeführt wurde, angewendet werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von Cystin aus Gemischen verschiedener Aminosäuren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aminosäuren in die Hydrochloride überführt und aus diesen durch Behandlung mit konzentrierter Salzsäure die anderen Aminosäuren, insbesondere Tyrosin und Leucin, herauslöst.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Anwesenheit von Glutaminsäure zunächst die leichter löslichen Aminosäurehydrochloride durch konzentrierte Salzsäure herauslöst und die Trennung von Cystin und Glutaminsäure dadurch bewirkt, daß man deren Hydrochloride zunächst in Alkali bei einem PH-Wert bis 9,5 behandelt und dann das Glutaminat bei neutralem oder schwach alkalischem pf, von dem unlöslichen Cystinrückstand abtrennt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrolyse von keratinhaltigem Material, wie Haaren, Nägeln, Klauen, Horn usw., zwecks Verminderung der Cvstinverluste, z. B. durch Huminbildung, in Anwesenheit von Paraffin verlaufen läßt. ,4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man in bekannter Weise hergestellte Gemische aus Tyrosin und Cystin in die Hydrochloride überführt und das Tyrosin durch Auswaschen mit konzentrierter Salzsäure entfernt.