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Verfahren zur Reinigung von a-Amino,v-methylmercapto-butyronitril
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von a-Amino-y-methylmercapto-butyronitril.
Diese Verbindung kann zu Methionin hydrolysiert werden, das als lebenswichtiger
Faktor in menschlichen und tierischen Nahrungsmitteln bekannt ist und das in vielen
Fällen, beispielsweise bei bestimmten Lebererkrankungen, auch therapeutischen Wert
besitzt.
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Man hat bereits vorgeschlagen, Methionin durch Hydrolyse aus Methionin-nitril
(a-Amino-y-methy 1-mercapto-butyronitril) oder einem Hydrochlorid oder Oxalat dieser
Verbindung herzustellen.
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Diese Gewinnungsverfahren sind jedoch mit dem Nachteil verbunden,
daß man nur geringe oder mittelmäßige Ausbeuten an Methionin erhält und daß das
so erhaltene Produkt gewisse teerartige Verunreinigungen aufweist, welche komplizierte
und teure Reinigungsverfahren erforderlich machen. Die teerartigen Verunreinigungen
bilden sich bei der sauren Hydrolyse aus den Nebenprodukten, die in dem rohen Methionin-nitril
enthalten sind.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
zur Reinigung von Methioninnitril zu entwickeln, auf Grund dessen bei der Hydrolyse
des Nitrils bessere Ausbeuten an reinerem Methionin erhalten werden können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man Phosphorsäure
oder Schwefelsäure auf eine Lösung des rohen Methionin-nitrils einwirken läßt, um
auf diese Weise das entsprechende Phosphat
oder Sulfat auszufällen,:
worauf. das Salz - abgeschieden und der Hydrolyse unterworfen wird.
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Erfindungsgemäß können verschiedene Lösungsmittel benutzt werden,
welche bewirken, daß nur, das Phosphat oder Sulfat des Methionin-nitrils ge-fällt
wird, so daß auf diese Weise das Salz von'den iNebenprödükten -getrennt wird, die
Veranlassung zur Entstehung der teerartigen Verunreinigungen geben. Auf diese Weise
wird es möglich, im wesenfr. liehen reines Methionin zu gewinnen. Als Lösungs= -mittel
lassen sich erfindungsgemäß insbesondere niedrige aliphatische Alkohole, wie beispielsweise
Äthanol, Isopropanol und n-Butanol,- verwenden. Die Verwendung von Methanol ist.dann
zweckmäß ig, wenn man das Verfahren über das Sulfat von Methionin-nitril leitet,
aber .nicht, .wenn man -das Phosphat benutzt, weil dieses. in Methanol leicht löslich
ist: In diesem Fall 'ist eine Mischung von Methanol mit einer beschränkten Menge
eines Lösungsmittels, wie Äther, in welchem das Phosphat nur schwer löslich ist,
als Lösungsmittel geeignet. Ein zweckmäßiges Mischungsverhältnis stellen gleiche
Volumina von Äther und Methanol dar: Andere geeignete Lösungsmittel sind Monoalkyläther
einfacher Glycole, beispielsweise ß-Äthoxyäthanol. .Auch Aceton gibt brauchbare
Ergebnisse, jedoch nicht seine Homologen. Es liegt auf der Hand, daß auch beliebige
Mischungen der vorgenannten geeignefen Lösungsmittel benutzt werden können.
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Die nachstehenden Ausführungsbeispiele dienen zur, näheren Veranschaulichung
der Erfindung. Beispiel I Einer Lösung von- 5..g Methionin-nitril in 30 cmg
wasserfreiem Äthanol werden tropfenweise unter Rühren und Abkühlung auf Raumtemperatur
1,o5 cm3 konzentrierte Schwefelsäure zugesetzt. Das Sulfat von Methiönin-nitril
fällt in Form-.,eines leremfarbenen Pulvers aus, welches einen Schmelzpunkt von
175° "-(unter Zersetzung) besitzt. Man läßt das Reaktionsgemisch einige Stunden
in einem Kühlschrank stehen, filtriert dann, den Niederschlag ab, wäscht _ ihn,
zuerst mit -.etwa 2ö cm3 Äthanol, dann mit Äther und trocknet. Die Ausbeute beträgt
ungefähr 75"/o.
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Beispiel II "- Einer Lösung von 5 g rohem Methionin-nitril in o cm3
-Äthanol werden 2,45 cms- Phosphorsäure (Dichte 1,75) tropfenweise zugesetzt. Methioninnitril=dihydrophosphat
fällt als weißes Pulver mit einem Schmelzpunkt von 118 bis i i9° aus. Man läßt das
Reaktionsgemisch einige Stunden in einem Kühlschrank stehen, filtriert die Fällung
ab, -wäscht zuerst -mit etwa 2o cm3 Äthanol, dann mit Äther und =trocknet. Die Äusbeute
an' Phosphat _ beträgt-9o'%. -Weitere-Untersuchungen haben gezeigt, daß man, wenn
Beispiel I-unter Verwendung von Methanol an Stelle von Äthanol wiederholt wird,
das Sulfat in Form eines-weißen Pulvers erhält, welches bei 17j° unter Zersetzung
schmilzt: - Bei Verwendung von Isopropanol bildet das Sulfat ein kremfarbenes Pulver,:
das bei 175 bis r76° unter Zersetzung schmilzt.
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Die Verwendung von n-Butanol ergibt ein Sulfat in Form eines kr'emfarbenen
Pulvers mit einem Schmelzpunkt von i76° (unter Zersetzung). Bei Verwendung von Aceton
erhält man das Sulfat in Form eines weißen Pulvers, welches bei i76° unter .Zersetzung
schmilzt. Bei Verwendung von ß-Äthoxy-'äthanoli endlich erhält man das Sulfat in
Form eines weißen Pulvsers, das unter Zersetzung bei 17q.° schmilzt. Werden im Gegensatz
hierzu. Methyläthylketon, Äthylacetat oder Dioxan als Lösungsmittel bei der Durchführung
.des Verfahrens nach Beispiel I benutzt, so werden mißfarbene und teerartige Produkte
erhalten, die bei 17o° unter Zersetzung schmelzen und bei der Hydrolyse unreines
Methionin ergeben.
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Bei Benutzung anderer Lösungsmittel im Ausführungsbeispiel II an Stelle
der genannten wurden folgende Ergebnisse erzielt: Bei Verwendung einer Mischung
aus Methanol und Äther im Volumenverhältnis i : i fällt das Phosphat in Form farbloser
Kristalle vom Schmelzpunkt 115 bis 117° an. Mit Isopropanol erhält man das Phosphat
in Form eines kremfarbenen Pulvers vom Schmelzpunkt i i i bis 11q.°, mit n-Butanol
in Form eines kremfarbenen Pulvers vom Schmelzpunkt in bis-'113°; mit .ß-Athoxyäthanol
erhält man das Phosphat in Form farbloser Kristalle mit einem Schmelzpunkt von 113
bis 114°. Mit Aceton endlich wird ein Phosphat in Form eines weißen Pulvers mit
einem Schmelzpunkt von ii8 bis iigö gewonnen. (Es sei darauf hingewiesen, daß sich
bei der Verwendung von Isopropanol, n-Butanol oder Aceton' als Lösungsmittel das
Phosphat zunächst öl- oder harzartig abscheidet, durch Reiben aber zur Kristallisation
gebracht werden kann.) Werden bei der Durchführung- des Verfahrens nach BeispielII
an Stelle des dort angegebenen Lösungsmittels als Lösungsmittel eine Mischung von-Methanol
rund- Äther (im Volumenverhältnis von i : 4).,- Methyläthylketon, Äthylacetat oder
Dioxan verwendet, so erhält man eine sehr mißfarbene und/oder . klebrige Substänz,
welche für die anschließende Hydrolyse zur Gewinnung von Methionin mit gutem Reinheitsgrad
völlig unzureichend ist.