Способ получения рацематов аминокислот

Способ получения рацематов аминокислот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцнапистннескна

Ресттубпкк

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»>899535 (6i ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заивлено 12.10.79 (2l ) 2829134/23-04 (5I)M. Кл.

С 07 С 101/00 с присоединением заявки М—

С 07 С,,99/00 Ьеударстеенаыб кемнтет

СССР ао делан кэобретевий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано23.01 82. Бюллетень № 3 (53) УДК 547. .466.07 (088,8) Дата опубликования описания 26,01,82

М. Г, Рыжов, Н. А. Аксенова, Ю. В. Рукавицын4, Ю. П. Ваучский, Ю. Н. Белоконь и В. М. Беликов (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РА11ЕМАТОВ АМИНОКИСЛОТ

Изобретение относится к усовершейст- вованному способу получения природных о(,- аминокислот путем рацемизации их . 0 » изомеров.

Рацематы аминокислот являются исходными соединениями при получении изомеров аминокислот и, в частности, L -, лизина - одной из важных биологически активных аминокислот, L --лизин дает большой экономический эффект при применении в качестве добавки в корма в животноводстве, а также повышает питательную ценность таких пищевых продуктов, как хлебобулочные и макаронные изделия, крупы и т.д.

Обычный неассиметрический синтез

-изомеров аминокислот включает в качестве необходимой стадии разделение рацемата на, -и D -иэомеры. D-изомеры не находят применения и поэтому их превращают путем рацемиэации в рацемас гы, которые вновь поддвергают разделецпн>, в резульraTe чего вдвое по»ь>шяется выход целевого продукта и снижается количество отходов производства, Известны способы рацемизации оптически активных аминокислот при нагревании их водных растворов в присутствии органических катализаторов и конов тяжелых металлов, Рацемизация проходитв щелочной среде (рН 9=10).

При использовании в качестве органического катализатора И-хинонкарбоновой кислоты в присутствии ионов металла за о

4 ч при 100 C l -линэин рацемнзуется на 43% (1), Наибстее близким к предлагаемому является способ рацемизации,-nHaHHa в присутствии жирных и ненасыщенных альдегидов и хлоридов меди при рН среды

10,5 (доводят МаОН) при температуре

О

30-140 С, При нагревании в течение

2 ч при 100 С 1,-лизин рацемизуется на

48-85% в зависимости от взятого альдегида, например салицилового t 2).

Однако применение растворов, содержащих соли тяжелых металлов создает

8995

3 необходимость их полного удаления из рацемизованных растворов, что является самостоятельной трудоемкой операцией.

Для удаления ионов меди из растворов после рацемиэации используют метод осаждения меди сероводородом, что трудно выполнимо в промышленном масштабе.

Кроме того, недостаточно высокая скорость рацемизации такой труднорацемиэуемой аминокислоты как лизин ведет к 10 тому, что для достижения полной рацемиэации необходимо длительное нагревание, что ведет к загрязнению реакционных растворов продуктами побочных реакций и снижает выход целевого продукта. 1$

Бель изобретения — упрощение процесса рацемизации аминокислот (лизина, триптофана и др.).

Бель достигается тем, что водный раствор 2-изомера аминокислоты нагре- рр о вают при 60-100 С в присутствии салицилового альдегида в качестве катализатора и гетерогенного сокатализатора в щелочной среде, причем в качестве гетерогенного сокатализатора используют твердые вещества, нерастворимые в водных растворах амийокислот и содержащие атомы металлов с дефицитом электронов, например алюмосиликаты, окись алюминия, ионообменные смолы в мединой или алюминиевой форме, Рацемизация g-лизина в присутствии салицилового альдегида и окиси алюо миния при 100 С проходит полностью за

1 ч. После окончания реакции твердый 5$ сокатализатор отфильтровывают и используют многократно.

Можно вести процесс рацемиэации непрерывно. Пля этого водный раствор Q лизина пропускают через колонку, запол- 10 ценную гетерогенным сокаталиэатором.

B этом случае время полной рацемиэации сокращается в 5-6 раз.

С алициловый альдегид удаляют иэ

4$ раствора путем отгонки его с водяным паром или путем пропускания раствора через колонку с активированным углем.

Содержание рацемата аминокислоты в растворе определяют методом бумажной хроматографии с колориметрическим опре50 делением. Содержание ионов металла определяют спек трофотометрическим методом. По предлагаемому способу получают хроматографически чистую аминокислоту.

Пример 1. К 1 л 13-лизина в

10 мл воды добавляют 0,035 мл салицилового альдегида и 0,5 r цеолита типа

НаА-2МШ (насыпной вес 0,77 r/см, 35 4 гранулы 1,5-3,0 мм, механическая прочность 3,3 кг) и нагревают в запаянной

P ампуле при 100 С в течение 5 ч. Затем сокатализатор отфильтровывают, и раст вор пропускают через колонку с активированным углем, За степенью рацемизации следят по изменению угла вращения раствора. В указанных условиях рацемизация проходит полностью.

Выход рацемата составляет 96-98%.

Ионы металла в растворе отсутствуют, Пример 2. Процесс ведут аналоJ гично примеру 1, только вместо цеолита берут катионообменную смолу КУ-2 вФ медной форме (насыпной вес. 0,7 r/

/см, диаметр зерен "0,64 мм, статическая емкость по NaOH 4,9 мг-экв/г).

Рацемизация проходит полностью за

30 мин.

Выход рацемата 98%. B растворе содержатся следы ионов меди.

Пример 3. Процесс ведут аналогично примеру 1, только вместо цеолита используют окись алюминия марки А-1 или А-2 (насыпной вес 0,4-0,9 г/см

3 шарики Й 4-6 мм; механическая прочность 96-98%). Рацемизация проходит полностью за 1 ч. Выход рацемата 97%, В растворе содержится следы ионов алюминия.

Пример 4. Процесс ведут аналогично примеру 3, только вместо В-лизина берут 0,9 г орнитина. Рацемиэация проходит полностью за 50 мин. Выход рацеата составляет 97%. Раствор содержит следы ионов алюминия.

Пример 5. Процесс ведут аналогично примеру 3, только вместо Д-лизина берут 1,4r 3-триптофана и доводят рН раствора до 9,5 (раствором КаОН). Рацемизация проходит полностью эа 25 мин, Выход рацемата составляет 97%. Раствор содержит следы ионов алюминия.

Пример 6. К 9 r лизина в

30 мл воды добавляют 0,32 мл салицилового альдегида. Раствор пропускают через колонку, заполненную окисью алюминия о марки А-1 и нагретую до 95 С со скоростью 3„5 мл/мин в течение 15 мин.Затем раствор пропускают через колонку с активированным углем, Рацемизация проходит полностью. Выход рацемата составляет не менее 98%. Раствор содержит следы ионов алюминия.

Пример7,,Процесс ведут manoгично примеру 6, только добавляют

0,6 мл салицилового альдегида и раствор пропускают со скоростью 3,5 мл/мин

5 8995 в течение 5 мин. Рацемизация проходит полностью. Выход рацемата составляет не менее 98%. Раствор содержит следы ионов алюминия.

Пример 8 (сравнительный). K

1 г 13штзина в 10 мл воды добавляют

0,035 мл салицилового альдегида и нао гревают в запаянной ампуле при 100 С в течение 20 ч, Затем раствор пропускают через колонку с актизированным уг- 10 лем. Рацемизапия проходит полностью.

Выход рацемата составляет 93-95%, Предлагаемый способ получения рацементов аминокислот имеет ряд преимуществ. 15

Исключается трудоемкая стадия очистки растворов рацематов аминокислот от .ионов тяжелых металлов, удаление которых необходимо, так как предлагается использование аминокислот в пищевой промышленности.

Кроме того, высокая активность используемой каталитической системы, особенно при непрерывном способе рацемизации, значительно сокращает время пол- gg ной рацемизации (в 5-6 раз для лизина), снижает образование побочных продуктов и увеличивает выход рапемата. Причем те38 6 хиология получения рацемата весьма простая. Водный раствор ф,-изомера аминокнс:лоты пропускают через колонку, заполнен ную гетерогенным сокатализатором, а затем через колонку с активированным углем для удаления салицилового альдегида.

Формула изобретения

Способ получения рапематов аминокислот рацемизацией водных растворов их оптически-активных изомеров в присутствии салицилового альдегида в качестве о катализатора при температуре 60-100 С в щелочной среде, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью упрошения процесса рацемизапии подвергают Q-изомер и процесс проводят в присутствии гетеро.— генного сокатализатора, представляющего собой алюмосиликаты или окись алюминия, или ионообменные смолы в медной или алюминиевой форме.

Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1. Патент Японии % 2684/68, се» рия 2, сб. 2103.

2. Патент Японии Ж 13445/67, серия 2, сб. 1945 (прототип).

Составитель Л. Иоффе

Редактор Н, Лазаренко Texpett А.Бабинец КорректорЗаказ 12051/29 Тираж 447 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4