Способ получения катализатора длярацемизации -лизина

Способ получения катализатора длярацемизации -лизина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

щ S27I49

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.05.78 (21) 2616224/23-04 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень Ме 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 блюз Советских

Социалистических

Республик (51) М. Кл."

B 01 J 37/00//

//С 07С 99/00

Государственный комитет есср по делам изобретений и отирытий (53) УДК 66.097.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Янохов, В. Е. Тихонов, В. А. двввнков, Лв, Г; р" „в

Ю. П. Ваучский, А. А. Вельц и Н A. Аксенова р

Ордена Ленина институт элементоорганических соединений, -, "

АН СССР и Институт прикладной химии, х (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА

ДЛЯ РАЦЕМИЗАЦИИ D-ЛИЗИНА

Изобретение относится к способам получения катализаторов для рацемизации оптически активных аминокислот, а именно к получению гетерогенных полимерных катализаторов на основе полимерных смол, содержащих структуру салицилового альдегида.

Известен способ получения катализаторов рацемизации аминокислот путем обработки фенолформальдегидной матрицы хлороформом в присутствии щелочи при

40 — 100 С с целью введения в нее альдегидных групп с последующей обработкой монохлордиметиловым эфиром в присутствии катализаторов Фриделя — Крафтса для повышения стабильности матрицы и с последующим сульфированием матрицы серной кислотой для придания ей гидрофильных и катионообменных свойств (1). Однако полимерный катализатор, полученный таким способом, имеет недостаточную стабильность. Так, при непрерывном использовании для рацемизации 1000 мл 10%-ного раствора лизина в течение 200 ч катализатор теряет 10% веса за счет разрушения матрицы.

Ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения катализатора для рацемизации оптических активных амино2 кислот (D-лизина), заключающийся во введении в качестве заместителя в полимерную матрицу, содержащую хлорметилированный полистирол, салицилового аль5 дегида в присутствии катализатора Фриделя — Крафтса с последующим сульфированием полученного продукта серной кислотой при нагревании (2). Недостатками этого способа являются от1О носительно низкая активность (так, время рацемизации D-лизина составляет 8 — 10 ч) и применение дорогостоящего салицилового альдегида, масштабы производства которого в СССР ограничены, что определяет вы15 -сокую стоимость этих катализаторов.

Целью изобретения является повышение активности и удешевление катализатора.

В соответствии с изобретением указан2О ная цель достигается тем, что введение заместителя — салицилового альдегида в полимерную матрицу, содержащую хлорметилированный полистирол, осуществляют путем обработки матрицы фенолом при 80—

182 С, а затем сульфирование и обработку хлороформом в присутствии щелочи при

40 — 100 С. В результате проведения указанных операций образуются салициловоальдегидные и сульфогруппы, связанные с

3р полимерной матрицей.

827149

Отличительными признаками изобретения являются введение заместителя-салицилового альдегида путем обработки матрицы фенолом при 80 †1 С и хлороформом в присутствии щелочи при 40 †1"С и проведение сульфирования перед обработкой хлороформом.

Катализатор, полученный согласно изобретению, позволяет рацемизовать D-лизин в течение 4 ч, в то время как на катализаторе, полученном известным способом, требуется 8 — 10 ч в сопоставимых условиях.

Таким образом, активность катализатора возрастает в 2 — 2,5 раза. Кроме того, в процессе приготовления катализатора используется более доступное сырье — фенол и хлороформ вместо дорогостоящего салици.лового альдегида.

Катализатор теряет при непрерывном использовании в течение 200 ч при пропускании 1 ч 10 /о-ного раствора D-лизина только 0,8 /о веса за счет разрушения матрицы.

Пример 1. а) К 2 г хлорметилированного сополимера стирола с 0,5% дивинилбензола (размер гранул 0,3 — 0,5 мм, содержание хлора

24 вес. /О, набухание в диоксане 5,4 мл/г) прибавляют 10 г фенола, выдерживают 1 ч при 50 С и затем 20 ч при 130 С. После этого полимер промывают 20 мл ацетона, горячей водой и сушат.

Выход 2,5 r, содержание фенола

3,6 ммоль/г, набухание в диоксане 3,5 мл/г. б) К 2 г полученного фенолсодержащего полимера приливают 5 мл этилового спирта, выдерживают при 50 С 30 мин, затем приливают 5 мл серной кислоты (d-183) и перемешивают при 50 С 4 ч, после чего полимер отделяют и промывают 100 мл воды. Содержание сульфогрупп 1,6 ммоль/г, набухание в воде 2,1 мл/г. в) Отмытый от серной кислоты, набухший в воде полимер заливают раствором

10 г NaOH в 10 мл воды, нагревают до

80 С и приливают по каплям 7 мл хлороформа в течение 25 ч при перемешивании.

Затем полимер отделяют, промывают

100 мл воды. 10 мл 1 н. соляной кислоты, снова 100 мл воды и высушивают. Выход

3,0 г. Содержание альдегидных групп

2,1 ммол/г. г) К 1 г полученного полимера приливают раствор 2 г D-лизина и 0,18 г

CuSO4.5H О в 20 мл воды. Нагревают при

100 С. Полная рацемизация достигается за

4 ч.

Пример 2. К 2 r хлорметилированного сополимера стирола, такого же, как впримере la, прибавляют 5 г фенола, 5 мл дихлорэтана, перемешивают и нагревают при

80 С 45 ч. После этого полимер промывают

20 мл ацетона, 100 мл горячей воды и высушивают. Выход 2,4 r, содержание фенола

1,6 ммол/г, набухание в диоксане 5,0 мл/г.

2 г полученного полимера сульфируют и

65 формилируют, как в примере lб и lв. Выход

2,5 r. одержание альдегидных групп

1,6 ммоль/г. 11олная рацемизация D-лизина в условиях, приведенных в примере l, достигается за 9 ч.

llр имер 3. К 5 r хлорметилированного сополимера стирола, такого же, как в примере 1, прибавляют 30 г фенола и кипятят (182"С) 3 ч, затем отфильтровывают полимер, промывают его 10 мл ацетона и 100 мл горячей воды и сушат. Выход 5,4 г, содержание фенола 3,4 ммоля, набухание вдиоксане 2,5 мл/г.

3 г полученного полимера сульфируют и формилируют, как в примере lб и lв. Выход 4,1 г. Содержание альдегидных групп

2,0 ммоль/г. Полная рацемизация D-лизина достигается за 4,5 ч.

Пр имер 4. а) 2 г хлорметилированного полистирола обрабатывают фенолом аналогично примеру 1а. б) 2 г полученного полимера сульфируют обработкой серной кислотой аналогично примеру 16. в) К полученному полимеру приливают раствор 10 r NaOH в 10 мл воды, нагревают до 40 С и приливают по каплям 7 мл хлороформа в течение 25 ч при перемешивании, поддерживая температуру 40 С. Отделяют полимер фильтрованием, промывают 20 мл воды, 20 мл 1 н. соляной кислоты, 100 мл воды, сушат. Выход 3 г. Содержание альдегидных групп 0,6 мг экв/г.

r) Процесс рацемизации ведут аналогично примеру lв, время полной рацемизации

16 ч.

Пример 5. а) 2 г хлорметилированного полистирола обрабатывают фенолом аналогично примеру l a. б) 2 r полученного полимера сульфируют аналогично примеру lб. в) К полученному полимеру приливают; раствор 10 r NaOH в 10 мл воды, нагревают до 100 С и приливают по каплям 7 мл хлороформа в течение 25 ч при перемешив анин, поддерживая темпер атуру 100 С.

Отделяют полимер, промывают 20 мл воды, 20 мл 1 н. соляной кислоты, 100 мл воды, сушат. Выход 2,5 г. Содержание альдегидных групп 1,9 мг экв/г.

r) 11роцесс рацемизации ведут аналогично примеру 1 г.

Время полной рацемизации 4,7 ч, При м ер б. Через 5 r катализатора, полученного аналогично примеру 1, пропускают непрерывно 1000 мл 10 /о-ного раствора

D-лизина в воде при 100"С в течение 200 ч.

Деструкция полимера в этих условиях составляет 0,8 /о.

Формула изобретения

Способ получения катализатора для рацемизации Р-лизина, включающий введе827149

Составитель О. Ефимов

Техред А. Камышникова

Редактор E. Xopuua

Корректор В. Нам

Заказ 726/ 3 Изд. Ко 319 Тираж 581 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 йие в качестве заместителя в полимерную матрицу, содержащую хлорметилированный полистирол, салицилового альдегида и сульфирование серной кислотой при наГревании, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и удешевления катализатора, введение салицилового альдегида осуществляют путем обработки матрицы фенолом при 80 — 182 С, затем проводят сульфирование и обработку хлороформом в присутствии щелочи при 40 — 100 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5 по заявке № 2333549/23-04, кл. В 01 J

37/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2400428/23-04, кл. В 01 J 37/00, 10 1976 (прототип).