SE185456C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: K Kahr och M Itin Ur laktamer kan man som bekant genom elektrolys med starka syror framstalla motsvarande aminosyror. Darvid bildas salterna av dessa syror med aminosyra. For avlagsnande av syraresten och isolering av den fria aminosyran aro olika forfaranden kanda. Vid anvandning av svavelsyra for laktamens hydrolys och efterfoljande neutralisation med jordalkalihydroxider, t. ex. bariumhydroxid, erhalles saltfria ammoniumaminosyror med endast daliga utbyten. Man kan aven framstalla aminosyror genom hydrolys av laktamer med ett stort overskott av enbart vatten eller ocksa i 'Alvaro av sma mangder syror vid temperaturer Over 150° G och under tryck. Pa grund av den darvid erforderliga hoga temperaturen intrader emellertid en partiell dekarboxylering under bildning av basiska bestandsdelar och andra sonderdelningsprodukter. Dessutom omvandlas laktamerna darvid joke fullstandigt, varfor de erhallna aminosyrorna ej erhallas tillrackligt rena, utan maste underkastas en ytterligare rening.

P0 liknande satt utfordes enligt den tyska patentskriften 820 440 hydrolysen av laktamerna i narvaro av fasta syror, hi. a. med jonbytare. De darvid anvanda fasta syrorna verka katalytiskt och ferandras joke. De erhallna utbytena av aminosyror aro emellertid sma och aminosyrorna erhallas tillsammans med de joke omsatta laktamerna och deras isolering leder ej till nagra rena aminosyror.

Syraresten frau aminosyrornas salter, t. ex. hydrokloriden 6-aminokapronsyra, som erhallits medelst hydrolys av s-kaprolaktam med saltsyra, avlagsnas enligt Org. Synthese, Vol. XXXII, 13, (1952) med hjalp av jonbytare. Nackdelen med denna metod är att den ej kan tillampas i teknisk skala, emedan man erhaller mycket laga koncentrationer av vattenlosningar av aminosyrorna, namligen under 1 %.

Nu har det visats, att man erhaller aminosyrorna kvantitativt och med hog renhet i form av koncentrerade losningar, om laktamerna i vattenlosning omsattas ochupptagas medhj alp av katj onbytare av konstplasttyp, vilka innehalla ett polystyrenskelett och som verksam grupp en sulfogrupp. Som jonbytarplaster lampa sig isynnerhet de i handeln fOrekommande karnsulfonerade polystyrenerna. Laktamerna intranga darvid i jonbytarmaterialets porer och hydrolyseras vid deras hydratiserade sulfonsyrade grupper, varvid de bildade aminosyrorna samtidigt anlagras vid jonbytaren i en mangd, som i det narmaste motsvarar den totala teoretiska vindningskapaciteten hos katjonbytaren. Med hj alp av jonbytarna omsattas emeller Lid endast sadana mangder av laktamer, som kunna bindas som aminosyror. De nyare sulfonsyrade katjonbytarna av konstplasttyp ha en hog bindningskapacitet for anjoner. Salunda utgOr exempelvis bindningskapaciteten for karnsulfonerade polystyrener upp till c:a 280 g s-aminokapronsyra for 1 1 torr resp 2 1 fuktig jonbytarplast. Forutsattningen är endast, att jonbytaren dessforinnan aktiveras Som lOsningsmedel for de for omsattning avsedda laktamerna lampar sig framfdrallt vatten men aven blandningar av vatten och darmed blandbara organiska losningsmedel, t ex. alkoholer.

Koncentrationen hos den for omsattning avsedda laktamlosningen kan hallos mycket lag eller mycket hog. Salunda kan man hydrolysera lhg- koncentrerade losningar med t. ex. 1. % laktam men aven sadana med htigsta koncentrationer av upp till 90 % laktam. Losningar av lagre koncentrationer visa vid samma jonbytarmangd per tidsenhet, en mindre omsattning an losningar av hogre laktamkonc,entrationer. Temperaturen vid laktamernas omsattning med katjonbytarna kan variera mellan rumstemperatur och 90° C. Vid lagre temperaturer forsiggar omsattningen med jonbytaren endast langsamt, medan den forlOper hastigare vid hogre temperaturer.

Vid temperaturer Over 90° C underga jonbytar- 2— — plasterna redan en ringa sonderdelning, varvid , deras aktivitet minskas. Omsattningen utf Ores darfor lampligen vid 60-80° C.

Tiden fOr laktaralosningens omsattning med • hjalp av katjonbytarna är beroende av den anvanda laktamlOsningens koncentration och tern- - peratur. Man uppnar samma omsattningstid vid anvandning av lagre laktamkoneentrationer och hogre temperaturer; som Ad anvandning av hogre laktamkoncentrationer och lagre temperaturer. Salunda bildas och anlagras vid omsattning av en 1 % laktamlosning pa ca 30 timmar, och vid omsattning av en 15 % laktamlosning pa ca 10 timmar, samt vid omsattning av en 70 % laktamlosning pa ca 4 timmar en -mangd aminosyra, som motsvarar ca 90 % av jonbytarplastens teoretiska upptagningsformaga.

Elutionen av de av jonbytarplasten upptagna aminosyrorna utfiires pa enklaste satt genom behandling med utspadd, lampligen vattenhaltigt ammoniaklosning i kyla och under kylning. Darvid fortranges aminosyran ur plasten, varvid plasten mattas med ammoniak. Elutionen utfores tills en svagt ammoniakalisk, t. ex. ca 0,1 %, Riming erhalles. De sã erhallna svagt ammoniakaliska aminosyralosningarna kunna efter tillsattning av ytterligare ammoniak anvandas till fornyad elution. Pa detta salt kan man erhalla koncentrerade aminosyralosningar, vilkas koncentration kan vara hogre an den anvanda laktamlosningens; darigenom kan man utan destination uppna en hog koncentration.

Aminosyrorna ntvinnas sir sina svagt ammoniakaliska losningar genom enkel indunstning, lampligen vid laga temperaturer och vakuum.

Darvid avdrivs till att borja med en ringa mangd av ammoniakoverskottet, som kan Atervinnas. Som aterstod erhaller man aminokarbonsyrorna antingen som koncentrerade losningar eller i fast form i teknisk renhetsgrad, och rent vita.

Aminokarbonsyrorna erhallas pa detta sad fria fran utgangslaktamerna och dessutom framforallt fria fran basiska amnen i sa ren form, att deras hogkoncentrerade losningar redan utkristallisera. Den indunstade aminosyrans smaltpunkt motsvarar nastan den teoretiska. Salunda erhalles e-aminokapronsyra med en smaltpunkt av 198° C.

Den med de ammoniakaliska lOsningarna behandlade jonbytarplasten regenereras pa sedvanligt salt, varvid man genom en eller flera gangers anvandning av den sura regenerationslosningen kan erhalla lagre eller hogre koncentrationer av ammoniumsalter.

Forfarandet kan pa enklaste satt utforas kontinuerligt genom periodisk vaxling av jonbytarplasten.

Exempel 1. 100 volymdelar av en 73 % vattenlosning av e-kaprolaktam omrores i en omroringsbehallare med 100 volymdelar av en aktiverad och fuktig katjonbytare »Amberlite JR420» (jonbytare med polystyrenskelett och sulfogrupp), i 4 timmar vid 80° C. Darefter avskils plasten frail den joke omsatta kaprolaktamlosningen, tvattas laktamfri riled avsaltat vatten och blandas med 100 volymdelar avsaltat vatten i en annan omrOringsbehallare. Genom portionsvis _tillsattning av 7,25 viktdelar 25 % ammoniaklosning vid 100° C erhailer man slutligen en losning med en halt av 0,1 % ammoniak. Den svagt ammoniakaliska som innehaller ea 13 % amoniokapronsyra frail plasten och indunstas i vakuum. Som aterstod erhaller man 13,1 viktdelar rent vit saminokapronsyra med en smaltpunkt av 196° C, motsvarande ca 90 % av jonbytarplastens teoretiska bindningskapacitet.

Exempel 2. 100 volymdelar av en 15 % vattenlosning av e-kaprolaktam omriires i en omrOringsbehallare med 100 volymdelar aktiverad och fuktig katjonbytare »Dowex 50» (jonbytare med polystyrenskelett och sulfogrupp), i 6 timmar vid 60° C. Plasten skiljes frail den icke omsatta kaprolaktamlOsningen, tvattas laktamfri med avsaltat vatten och blandas med 100 volymdelar avsaltat vatten i en andra omrbringsbehallare. Darpa sattes portionsvis 7,4 viktdelar 25 % ammoniaklosning vid 15° C for utlosning av aminosyran, tills den erhallna losningen fatt en ammoniakhalt av ca 0,1 %. Den svagt ammoniakaliska losningen, som innehaller ca 7 % aminokarbonsyra, ski!] es fran plasten och indunstas i vakuum. Som aterstod erhaller man 10,7 viktdelar rent vit Eaminokapronsyra , motsvarande ea 76 % av plastens teoretiska bindningskapacitet. Smaltpunkt 198° C.

Exempel 3.

Genom ett till 80° C upphettat torn, som beskickats med 250 volymdelar av en aktiverad och fuktig katjonbytare, »Amberlite JR-120» (jonbytare med polystyrenskelett och sulfogrupp), later man per timme 4000 volymdelar 1 % kaprolaktainliisning med 80° C rinna. Efter timmar vaxlas detta torn och tvattas laktamfritt med avsaltat vatten. Darefter leder man genom detta torn Over den med aminosyra bemangda jonbytaren med samma stromningshastighet 250 volymdelar av en vattenlosning, som man under 2 timmar under kylning vid 20° C fbrsatter med 18 volymdelar 25 % ammoniaklOsning. Efter fullstandig elution erhalles en svagt aramoniakalisk losning av aminokapronsyra, som efter indunstning i vakuum ger 32 viktdelar fast och tekniskt ren e-aminokapronsyra med en smaltpunkt av 197° C.

Claims (4)

Patentanspr fik:

1. Forfarande att framstalla aminosyror, kannetecknat av att deras i form av vattenlosningar forefintliga laktamer omsattas i kontakt med katjonbytare av konstplasttyp, vilka innehalla ett polystyrenskelett och som verksam grupp en — —3 sulfogrupp, och att de erhallna aminosyrorna utlOsas med hjalp ay ammoniak.

2. Forfarande enligt patentanspraket 1, Iannetecknat ay att de ammoniakaliska aminosyralosningarna koncentreras medelst deras anvandning till eluering.

3. Forfarande enligt patentanspraken 1 och 2, kannetecknat ay att man arbetar kontinuerligt. Anforda publikationer: Patentskrifter frdn Frankrike 938 488, 1 001 576; Tyskland 820 440, 896 94

4.