Способ получения а аминокислот

О П И С А Н И Е 81556ИЗОБР ЕТЕ НИЯ Союз Советскиа Социалистическил РеспубликК ПАТЕНТУ Зависимый от патента900902/23-4 12 ц, 60 Заявлено 16,Ч.196 с присоединением явки"11 ПК С 07 риорите Комитет ло делам изобретений и открытий ори Совете Мииистрое СССРг ДК 547.466,07 (088.8 убликовано 15,1 Ч.1966. Бюллетеньта опубликования описания 9 Х 1.1966/ст ;тапи АйпериМф),Авторизобретен Иностранецорекс Финкбайнер (Соединенные ШИностранная фирмаэлектрик компани (Соединенные ерман Заявител жене ПОСОЬ ПОЛУЧЕНИЯ а-АМИНОКИСЛОТ ы применяемые гие средства, продукты завления и выход. Во учающийся гидантоин из литературных данпомощью спектроскомагнитцого резонанса кого анализа, в завиприведен лирующ точка п огда пол естнымляют с дерногохимичес ебностей В табл. 1дантоины, алкигидантоина, ихвсех случаях, кявляется неизвных, его определии, методом яили с помощьюсимости от потр Известен способ получения а-аминокислот, заключающийся в том, что гидантоиц подвергают взаимодействию с арилальдегидом. Получаемое при этом 5-аралкилиденовое производное восстанавливают в 5-аралкилпронзводное и затем гидролизуют в аминокислоту,Предложенный способ получения я-аминокислот заключается в том, что гидантоиц подвергают взаимодействию с алкилкарбоцатом металла (Са, Мр, Хп) при температуре " 60 С. Полученный при этом металлический комплекс соответствующего 5-карбоксигидацтоина алкилируют различными алкилирующими агентами (галоидалкилами, кетонами, основаниями Манниха и др.) при температуре110 С с последующим гидролизом образующегося 5-замешенного гидантоина при температуре 150 С.П р и м е р 1, Гидантоин растворяют в метилкарбонате магния в пропорции 0,05 г гидантоина на 50 мл 2 М раствора метилкарбоната магния, Комплекс образуется нагреванием реакционной смеси в атмосфере азота и другого инертного газа при 60 С в течение 1,5 час, после чего добавляется 0,055 люль алкилирующего средства. В большинстве случаев все алкилирующее средство можно добавлять сразу. Однако в случае употребления йодистого метила, хлористого бензила и а,-фенетилбромида реакция протекает настолько энергично, что галоид добавляется по каплям. В случае хлористого бензоила реагент к реакционной смеси нужно добавлять постепенно, охладив ее до 5 С.Реакционная смесь нагревается до 110 С в течение 5 час или дефлегмируется, если алкилируюшее средство имеет низкую температуру кипения. В последнем случае температуру постепенно повышают до 110 С по мере того, как расходуется алкилирующее средство. После охлаждения реакционная смесь выливается при сильном перемешивании в смесь, состоящую из 25 лл концентрированной соляной кислоты и из 100 г льда. Продукт отделяется н кристаллизуется в короткий срок. Более высокий выход получается, когда гидролизуемую смесь оставляют при 5 С на всо ночь, чтобы завершилась кристаллизация. Кристаллический гидантоин затем удаляется из реакционной смеси посредством фильтраПродукт гидацтоина Выход, % Незамещенный Хлорцстый бецзил (а фХлористый бензилБромистый а-фенетил 3,5.Д 5 бензил ( г. е. 3,5.дцбецзилгидантоин)3,5.Дибензил З-Бевзил.5-и-февсцг (Ь) 1 145 в 46 99 56 3-Бензил 3-Бензил 145 в 46 140 в 1 67 в 1 112 -14 170 в 1 17 в 1 26 в 27 117 - 119 145 в 1 145 в 1 123 в 25 117 в 9 63 90 95 66 75 68 62 40 48 3-Безил.метил3-Фенил-бензпл3-Фецил-изоамил3-фенил-изобутилЗ.фепил-р-феетиЗ-фецил,5-диметилЗ-фецил,5-дпметил3-Фецил-изопропил1,5-Триметилено-З-фенил З.фепцл-(3,5-диметил-метоксибензил)З.фенил-и-гидроксибензил 3-Фенил-п-гцдроксигептил 1,5-дп-(карбоэтокси) -3-фецил(а)З.фенил-бецзилтцометил 5 Одцстый метилХлористый бензил 1-Бромо-метилбутан Бромистый изобутил Бромистый р-фецетил Г 1 одистый метил (а)ф йодисты 11 метилБромпстый изопропил 1,3.Дибромопропан 2,6-Диметцл.5.хлорометцлаизйлБензальдегидГептальдепд(с)(с) ф 3-Феи ил 3-Фенил 3-Феццл 94 - 97 150 в 1 64 Х)Орстцлб цз 5 Лс), щфидХлористый бензил 1,4-Дибромбутан Хлорпстый бензоцл Бецзойцый ацгидрцд 3-фенил 62 94 53 86 3-Децил1.Ацетпл-З3-Фенил3-фенил З.Децил.бензил1,5.Тетраметилец-З-фенил3-Фенил-бензоплЗ-фенил.5.бецзоил 102103 59 в 1 198 в 2 198 в 2 5 а) Используется удвоец 1:ое количество а.кцлцрующего средства;Ь) благодаря аси)1 етрц атома углерода обцаруки лось дна дистереизомера. После рекристаллизации смеси один из двух изомерон, с низкой точкой плавления, селектцгцо растворяется в бензоле. Изомер с высокой точкой цлавлепия является растворимым в этаполе;с) оба этц соединения являются смесью дв) х дцстерензомеров ц поэтому пе имеят точной точки плавления. Изоьеры целегко разделяотся путем селективцого растворения. Для того чтобы наделить пдан. тоин ярко вырацепной точкой плавленця, его дегидоп руОт путем нагреваия с водным раствором серной кислоты и получают З.фенил-бензилидецгцдантоцс т. цл. 256 - ";7"С 3-февил-о-гептплидевгидацтоип с т. пл, 25 - 128 С, которые це ягляются смесями;) этОт Галоид апцла 51 вл 51 ется пасто 1 ько реактив пым, что хт 5 Использ) ютс 51 только эквимолярцые 1;О. лцчества, происходит алкилировацпе двух 1- и 3-поло жепцй. Таблица 2 Точка плавления, "С Алкплцрующее Продукт гцдантоина35 средство 40 ( 123 в 1 6526 в 1 Бромцстый изо.пропил40 Бромцстый изобутилХлористый бензилГрамин1,3-Диоромопро.пац45 4-Фталимпдобромобутан6-хлорпропиоцатнатрия 3-Фень .5-изопропил3-Фецил-изоб) тил 98 170 в 1 , 55173 в 148117 в 1 53 117 в 19 З.фенил-бензил З-фецпл.скатил З-фецил-,5.тримети.лен3-Фецил- (р-фталимидобутцл)3-Фенил. . (р-карбоксиэтцл) 56, 168 -169 П р и м е р 2. Гидаитоины, приведенные ь табл. 2, получают в 1-литровой колбе с горлышками, снабженной трубой для впуска газа, термометром, магнитной мешалкой и вытякной трубой, растворением 44 г 3-феиилгидантоина в 375 мл 2,1 М метилкарбоната магния Раствор нагревают до 80 С и выдерживают его в течение 2 час под медленным потоком азота, чтобы получить комплекс магния 3-фенил-карбоксигидантоина. В это время в раствор добавляют алкилирующее средство, повышают температуру до 100 С и выдерживают его при этой температуре в течение 5 час. Затем раствор охлаждают до комнатной температуры и выливают в смесь 600 г льда и 150 мл концентрированной соляной кислоты, После выдерживания в рефрижераторе в течение 24 час осажденный продукт отфильтровывают. Экстрагирование фильтрата с помощью хлороформа показывает, что весь продукт превратился в осадок, так как испарение хлороформа прекращает дальнейший выход продукта.П р и м е р 3. Вышеуказанные 5-замеи 1 еш 1 ые гидантоины можно легко гидролизовать и со 50 ответствующую и-аминокислоту. В этом примере показан общий метод гидролиза, Гидантоии и октагидрат гидроокиси бария помещают в стальную нержавеющую обшивку автоклава, работающего под давлением в условиях перемешивания, и добавляют достаточ95 , 70 ; 99929794 ное количество водычтобы растворить всю гидроокись бария при окружающей температуре и получить легко перемешивающуюся суспензию. Так как 1 моль двуокиси углерода вырабатывается каждым молем гидролизуемого гидантоина, то по крайней мере 1 моль гидроокиси бария нужно использовать на каждый моль гидантоина. Для того чтобы обеспечить максимальный выход, лучше использовать гидроокись бария в избыточном количестве. Автоклав закрывают, температуру повышают до 150 С, а затем, спустя 2 часа, охлаждают до 100 С. Давление понижают и карбонат бария отфильтровывают из раствора, пока он еще горячий. Карбонат бария хорошо промывают кипящей водой и водой, добавленной к фильтрату из гидролиза. Любой ион бария, оставшийся в растворе, осаждают из реакционной смеси в виде пузырьков двуокиси утлерода или, что более удобно, добавляя достаточное количество карбоната аммония, чтобы обеспечить избыток ионов бария, остающихся в растворе. После этого раствор нагревают до кипения. После фильтрации добавочного осадка карбоната бария раствор испаряют досуха. При этом он разлагается на избыточное количество карбоната аммония и любую аммиачную соль а-аминокислоты, которая может получиться, а а-аминокислота остается в виде твердого кристаллического продукта.Чтобы проиллюстрировать этот общий метод, 2-фенил-бензилгидантоин (61 г) смешивают с 160 г октагидрита бария и 1500 лл воды в автоклаве с мешалкой. Реакционную смесь нагревают до 150 С в течение 2 час, охлаждают до 100 С и фильтруют. Карбонат бария, профильтрованный из раствора, нагревают до кипения вместе с 200 лл воды. Фильтрат смешивают с фильтром из гидролиза. Для того чтобы сме 1 пать фильтраты, добавляют 37 г карбондта аммония и нагревают до кипения. Затем карбоцат бария отфильтровывают из раствора. После испарения раствора досуха получается 97%-цый выход и-фенилалимина имеющего т. пл. 275 - 280 С. Т, пл. и инфракрасный спектр продукта идентичны т. пл. и инфракрасному спектру реагентов из класса Л-фецилаланина.Тем же способом гидацтоины, приведенные в табл. 2, гидролизуют ца их соответствующие а-аминокислоты. Результаты представлены в табл. 3.о к Я ваН 1-Лизннгндрохлоридф 85 3-феппл-(р-фталими.добутил)3-Фенил-р-карбоксиэтил10 54 Н-Г.чутаминовая кислота ф Используется дополнительно .ноль Ва(ОН) в8 Н.О, который гидролизует фталимидогруппу в аминогруппу одновременно с гидролизом гидантоина. Лизин являет. ся стабильным чолько в твердом состоянии в виде кислой соли, т. е. в виде гилрохлорида. Тем же способом другие типичные 5-замещенные гидантоины гидролизуются в аминокислоты (см. табл, 4).Таблица 4 20 Используемые гндантоины.5-Октаметиленбис. (3 фенилгидантопн) З.фсннл.5.оензплтно- метил Предмет изобретения55 Способ получения а-аминокислот из гидацтоина, отличающийся тем, что, с целью рдсширения сырьевой базы, гидацтоин подвергают взаимодействию с алкцлкдрбонатом металла при температуре .60 С, полученный 60 при этом металлический комплекс соответствующего 5-карбоксигидацтоица длкилируют галоидалкилами, кетоцд зли, основаниями Манцихд при температуре "-110 С и образующийся 5-замещенный гцддцтоиц подвер гдют гидролизу при температуре50 С.