Способ приготовления катализатора для рацемизации оптически активных аминокислот

Способ приготовления катализатора для рацемизации оптически активных аминокислот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Санов Советсиии

Соцнаиистнчесиии

Респубпин

ЬД (11) 667234

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090676(21) 2370515/23-04 (51)М. Кд.

В 01 Д 37/00//

С 07 С 99/00 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

ГосударствеииыЯ комитет

СССР по делам изобретеииЯ и открытиЯ (53) УДК 66.097.. 3 (088. 8) Опубликовано 150679. бюллетень Но 22

Дата опубликования описания 150679 (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА

ДЛЯ РАЦЕМИЗАЦИИ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ

AMHHOKHCJIOT

Изобретение относится к способам приготовления катализаторов для рацемизации оптически активных аминокислот, а именно к получению гетерогенных катализаторов на основе полимерных смол, содержащих структуру салицилового альдегида, Известен способ приготовления катализатора для рацемизации оптически активных аминокислот путем обработки хлорангидрида, ангидрида или сложного эфира полимерной кислоты аминофенолом в инертном органическом растворителе при 0-100 С с последующим щелочным гидролизом при 15

20-80 С, ормилированием полученного продукта хлорокисью фосфора в диметилц>ормамиде при 40-153 С и обработкои азотной кислотой с удельным весом 1,3-1,53 г/сма в среде ледяной уксуснои кислоты при (-) 10(+) го С (1).

Ближайшим решением аналогичной задами по технической сущности и достигаемому эффекту является способ приготовления катализатора для рацемизации оптически активных амино- кислот путем обработки полимерной мат рицы салицилсодержащим соединением (2) . 30

В качестве полимерной матрицы используют сополимер стирола с дивинилбензолом, который подвергают аминироваийю, диазотированию и конденсации с салицилсодержащим соединением, в качестве которого используют салициловый альдегид в водно-пиридиBoBDA среде. Полученный катализатору имеет емкость по альдегидным группам

0,1-0,3 мг.экв/г, он рацемиэует лизин в присутствии ионов меди пол ностью при 100 С эа 80-100 ч.

Однако катализаторы, полученные известным способом, имеют следующие недостатки: способ получения их сложен и трудоемок; для таких трудно- рацемиэуемых аминокислот, как лизин, время полной рацемизации при 100оС увеличивается до 80- 100 ч. Продолжительное нагревание при повышенных температурах приводит к деструкции катализатора и загрязнению реакционнйх растворов, что затрудняет выделение чистых аминокислот.

Кроме того, деструкция катализатора снижает его активность при многократном использовании, сокращая тем самым срок его службы. м 17 (72) Авторы М. Г. Рыжов, А. A. Вельц, Н. A. Аксенова, t0. П. Ваучский, йзОбретения И- А ° Ямсков, В. E. Тихонов, В ° A. Даванков и С. В. Рогожин

667234

Цель изобретения — приготовление катализатора с повышенной активностью и упрощение технологии.

Указанная цель достигается тем, что в качестве полимерной матрицы используют матрицу, содержащую аминные группы, в качестве салицилсодержащего соединения — галоидметильное производное салицилового альдегида и обработку ведут при 20 †100 в инертном органическом растворителе.

В качестве полимерной матрицы пред- 10 почтительно используют продукт реакции хлорметилированного стирольного сополимера с амином, содержащим гидро ильные группы.

Катализатор, полученный предлагае-15 мым способом, имеет емкость по альдегидным группам 1,2-2,0 мг.экв/г, он рацемизует 1.-лизин в присутст- . вии Ионов меди полностью при 100 C за 6-12 ч. Благодаря наличию в струк-20 туре катализаторов аминов, содержащих гидрофильные группы, они хорошо набухают в воде (1,5-2,0 мл/г), что способствует повышению их активности.

Катализаторы, полученные по предлагаемому способу, представляют собой полимерные смолы, содержащие звенья следующей Формулы: NH ж- СН,бн, ОН

1 сн2 Сн, ОН " . ОЩ

СН0 СНО

В качестве исходных продуктов могут быть использованы анионообменные смолы, например ЭД-10ll, AH-15 или продукты реакции хлорметилированных сополимеров стирола, например его сополимера с дивинилбензолом, 40 аминами, содержащими гидрофильные группы, например этаноламином, 2-ами. Но-1-бутанолом, f --аминокапроновой кислотой в инертном органическом растворителе при 30-100 C. 45

Полученные катализаторы являются универсальными, их можно использовать для всех аминокислот, в том числе и для трудно рацемизуемых.

Сокращение времени рацемизации увеличивает срок службы катализаторов.

Использование в качестве исходных продуктов смол типа ЭД-10П, АП-15, выпускаемых промышленностью, значительно упрощает технологию получе55 ния катализаторов.

Пример 1. 1 г анионообменной смолы ЭДЭ-10П (продукт конденсации эпихлоргидрина с полиэтиленполиамином; статическая обменная емкость 60

По NaCC 9 мг. экв/г, удельный объем набухшей смолы 3,6 мл/кг, размер гранул 0,3-0,5 мм, насыпная масса

0,7 г/см ), 1,2 r 5-хлорметилсалицилового альдегида, 0,15 г иодистого натрия и 2 г бикарбоната натрия в 5 мл раствора диоксана и метанола (6:1) нагревают при 55 С в течение

30 ч при перемешивании.

Смолу промывают ацетоном, 1,0 н раствором HC3 водой и высушивают при 50 С. Выход продукта 1,4 г.

Характеристики продукта: содержание альдегидных групп 1,5 мг экв/r, набухание в воде 2,0 мф/г.

0,5 г полученного катализатора, 10 мл раствора, содержащего 1 г оптически активной аминокислоты и

0,025 r Сцд 2Н О (рН раствора 9,5) нагревают в запаянной ампуле при

100 С.

В указанных условиях L --аланин рацемизуется полностью за 1 .ч, -валин — эа 7 ч, L -лизин — за

10 ч.

Пример 2. 1 г анионообменной смолы- ЭДЭ-10П, такой же как в примере 1, 4,3 г 5-иодметилсалицилового альдегида и 2 г бикарбоната натрия в 5 мл раствора ацетона и этанола (б:1) нагревают при 20 С в течение 40 ч при перемешивании.

Смолч промывают ацетоном, 1,0 н раствором HCt., водой и сушат при

50 C. Выход процукта 1,2 r, содержание альдегидных групп 1,1 мг ° экв/г, набухание в воде 1,8 мл/г.

0,5 r полученного катализатора рацемиэуют f„-лизин, как описано в примере 1, полностью за 12 ч.

Пример 3. 1 г анионообменной смолы AH-15 (сополимер стирола с дивинилбензолом, содержащий аминные группы, статическая обменная емкость по NaCE 5,5 мг ° экв/г, удельный объем набухшей смолы 2,0 мл/кг размер гранул 0,3-0,5 мм), 2,5 г 5- бромсалицилового альдегида, 0,12 г иодистого натрия и 2 г бикарбоната натрия в 5 мл раствора диоксана и бутанола (7:1) нагревают при 100 С в течение

3 ч при перемешивании. Смолу промы-, вают ацетоном, 1,0 н, раствором НС1 водой и высушивают при 50 C. Выход продукта 14 г,содержание альдегидных групп,1,2 мг экв/г,набухание в воде

1,5 мл/г, 0,5 r полученного катализатора рацемизуют L - лизин, как описано в примере 1, полностью за

12 ч.

Пример 4. 4 г хлорметилиро-. ванного сополимера стирола с дивинилбензолом в количестве 5% (содержание хлора 20%, размер гранул

0,4-0,5 мм, набухание в дихлорэтане

5,2 мл/г) и 20 г этаноламина в 50 мл смеси диоксана и метанола (5:1) нагревают при 60 С в течении 25 ч при перемешивании . Смолу промывают водой, ацетоном и сушат при 60 С. Выход продукта 4,5 г, содержание азота 6%.

1,3 г полученной смолы, 1,6 г

5-хлорметилсалицилового альдегида, 0.3 г иодистого натрия и 3 r бикар667234 6

Формула изобретения

Составитель В. Теплякова

Ре акто н. потапова Техред Н. Андрейчук корректор е, папп

Заказ 3239/4 Тираж 876 Подййсное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5

)..

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 боната натрия в 30 мл смеси диоксана и метанола (2:1.) нагревают при 60 С в течение 26 ч при перемешивании.

Смолу промывают ацетоном, 1,0 нф раствором НС1, водой и сушат при 50 С.

Выход продукта 1,8 г, содержание альдегидных групп 2,0 мг экв/г, набуха- 6 ние в воде 1,5 мл/г.

0,5 г полученного катализатора рацемиэуют L -.лизин, как описано в примере 1, полностью за б ч..

Пример 5. 4 r хлорметилиро- )О ванного сополимера стирола с дивинилбенэолом (такой же образец, как в примере 4) .и 29 r 2-амино-1-бутайода в 60 мл смеси диоксана и этанола (5:1) нагревают при 60 .С в течение

30 ч при перемешивании. Смолу про.мывают водой, ацетоном и сушат при

60 С. Выход продукта 4,9 г, содержание азота 5,5%. 1,5 г полученной смолы, 1,6 г 5-хлорметилсалицилового альдегида, 0,3 r иодистого натрия и 3 r бикарбоната натрия в 30 мл смеси диоксана и метанола (2:1) нагревают при 60 С в течение 26 ч при перемешивании. Смолу промывают ацетоном, 1,0 н. раствором HCE, водой и сушат при 50 C. Выход продукта

2,0 г содержание альдагйдных груйн

2,0 мт" экв/г,набухание в воде 14 ил/r.

0,5 г полученного катализатора рацемизувт В -ливия, как описано в примере 1, аолносдв эа б ч.

П р и и е р 6. 4 г хлорметилированного сополимера стироле с дивинилбензолом (тот же образец, что в примере .4) и 43,2 г Е-аминокапроновой кислоты в 80 мл смеси ацетона и метанола (5:1) нагревают при 30 С в течение 60 ч при перемешивании. Смолу промывают водой, ацетоном и сушат при 60 С. Выход продукта 5,5 г, Содер-40 жание азота 5,0%.

1,7 г полученной смолы,2,8 г 3-бром-5-бромсалицилового альдегида, 0,2 иодистого натрия и 3 г бикарбоната натрия в 50 мл смеси диоксана и атанола (2il) нагревают при 40 С в течение 30 ч при перемешивании.

Смолу промывают ацетоном, 1,0 н. раствором HCt, водой и сушат при 60 С.

Выход продукта 2,3 г, содержание альдегидных групп 1,5 мг экв/г, набухание в воде 1,2 мл/г.

0,5 r полученного катализатора рацемизуют (. -лизин, как описано в примере 1, полностью за 7 ч.

Пример 7 ° 4 r хлорметилированного сополимера стирола с ливинилбенэолом (тот же образец, что в примере 4) и 35 г диэтаноламина в 60 мл смеси диоксана и бутанола (5:1) нагревают при 100 С в течение 10 ч при перемешивании. Смолу промывают водой, ацетоном и" сушат при 60 C. Выход продукта 5,0 r, содержание азота 5,5%.

1,4 r полученной смолы, 1,6 г 5-хлорметилсалицилового альдегида, 0,3 r иодистого натрия и 3 r бикарбоната натрия в 30 мл смеси диоксана и метанола (2:1) нагревают при 60 C в течеиие 26 ч при перемешивании. Смолу промывают ацетоном, 1,0 .н. раствором НС1, водой и сушат при 60ОC.

Выход продукта 1,9 r, содержание альдегидных групп 1,8 мг ° экв/г, набухание в воде 1,4 мл/г, 0,5 r полученного катализатора рацемизуют

-лизин, как описано в примере 1, полностью за 6,5 ч.

1. Способ приготовления катализатора для рацемизации оптически активных аминокислот путем обработки полимерной матрицы салицилсодержащим соединением, о т л и ч а ющ и а с я тем, что, с целью приготовления катализатора с повьзаенной активностью и упрощения технологии, в качестве полимерйой матрипы используют матрицу, содержащую аминные группы, в качестве салицилсодержащего соединения используют галоидметильное производное салицилового альдегида и обработку ведут при 20-100 С в инертном органическом растворителе.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве полимерной матрицы используют продукт реакции хлорметилированного стирольного сополимера с амином, содержащим гидрофильные группы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Р 2351748/23-04, кл. В 01 3 37/00, от 15.04.76, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

2 ° Buff. Chem. Soc. $8).,Зб, РЗ4, !963