Способ получения рацематов аминокислот

Сфез СоветскикСфцнапнсткнескнеРесттубпкк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 )М. Кл. С 07 С 101/00 с присоединением заявки М -С 07 С 99/00 3 Ъеударстеенаыб кемнтет СССР ао делан кэобретевий и открытей(53) УДК 547, .466,07 (088,8) Дата опублнкования описания 26,01,82 М, Г, Рыжов, Н. А, Аксенова, Ю, В, РукавицынЬ, Ю. П. Ваучский, Ю, Н. Белоконь и В. М. Беликов(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАЦЕМАТОВ АМИНОКИСЛОТ Изобретение относится к усовершейст- вованному способу получения природных о(, мвминокислот путем рацемизации их Ризомеров.Рацематы аминокислот являются исходными соединениями при получении изомеров аминокислот и, в частности, . -, лизина - одной из важных биологически активных аминокислот, Ь -лизин дает большой экономический эффект при применении в качестве добавки в корма в живот- тО новодстве, а также повышает питательную ценность таких пищевых продуктов, как хлебобулочные и макаронные изделия, крупы и т.д. Обычный неассиметрический синтез -нзомеров аминокислот включает в качестве необходимой стадии разделение рацемата на , -и 0 -иэомеры. 2-изомеры не находят применения и поэтому их О превращают путем рацемиэации в рацемас гы, которые вновь поддвергают разделенин, в результате чего вдвое повышается выход целевого продукта и снижаетсяколичество отходов производства,Известны способы рацемизации оптически активных аминокислот при нагревании их водных растворов в присутствииорганических катализаторов и ионов тяжелых металлов, Рацемизация проходитв щелочной среде (рН 9=10),При использовании в качестве органического катализатора И-хинонкарбоновойкислоты в присутствии ионов металла зао4 ч при 100 С ь -линэин рацемнзуетсяна 43% ,1,Наибстее близким к предлагаемомуявляется способ рацемизации ь лизина вприсутствии жирных и ненасыщенных альдегидов и хлоридов меди при рН среды10,5 (доводят МаОН) при температуре30-140 С, При нагревании в течение2 ч при 100 С ,-лизин рацемизуется на48-85% в зависимости от взятого альдегида, например салицилового2.Однако применение растворов, содержащих соли тяжелых металлов создает8995 3необходимость их полного удаления израцемизованных растворов, что являетсясамостоятельной трудоемкой операцией.йля 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 10тому, что для достижения полной рацемиэации необходимо длительное нагревание,что ведет к загрязнению реакционныхрастворов продуктами побочных реакцийи снижает выход целевого продукта, 1Бель изобретения - упрощение процесса рацемизации аминокислот ( лизина, триптофана и др.).Бель достигается тем, что водныйраствор 2-изомера аминокислоты нагреовают при 60-100 С в присутствии салицилового альдегида в качестве катализатора и гетерогенного сокатализатора вщелочной среде, причем в качестве гетерогенного сокатализатора используюттвердые вещества, нерастворимые в водных растворах амийокислот и содержащиеатомы металлов с дефицитом электронов,например алюмосиликаты, окись алюминия, ионообменные смолы в мединой илиалюминиевой форме,Рацемизация 2-лизина в присутствии салицилового альдегида и окиси алюоминия при 100 С проходит полностью за1 ч, После окончания реакции твердый 55сокатализатор отфильтровывают и используют многократно.Можно вести процесс рацемиэации непрерывно. Пля этого водный раствор 3 лизина пропускают через колонку, заполненную гетерогенным сокаталиэатором.В этом случае время полной рацемиэации сокращается в 5-6 раз.Салициловый альдегид удаляют иэ45раствора путем отгонки его с водяным паром или путем пропускания раствора через колонку с активированным углем.Содержание рацемата аминокислоты врастворе определяют методом бумажнойхроматографии с колориметрическим опре 50делением. Содержание ионов металла определяют спек трофотометрическим методом. По предлагаемому способу получаютхроматографически чистую аминокислоту.П р и м е р 1, К 1 л Ч 3-лизина в10 мл воды добавляют 0,035 мл салицилового альдегида и 0,5 г цеолита типаЙ лА 2 М Ш ( нас ыпной вес 0,77 г/см ,35 фгранулы 1,5-3,0 мм, механическая прочность 3,3 кг) и нагревают в запаяннойРампуле при 100 С в течение 5 ч. Затемсокатализатор отфильтровывают, и расгвор пропускают через колонку с активированным углем, За степенью рацемизации следят по изменению угла вращенияраствора. В указанных условиях рацемизация проходит полностью,Выход рацемата составляет 96-98%,Ионы металла в растворе отсутствуют,П р и м е р 2. Процесс ведут анало 4гично примеру 1, только вместо цеолитаберуткатионообменную смолу КУвФмедной форме (насыпной вес. 0,7 г//см, диаметр зерен "0,64 мм, статическая емкость по НаСН 4,9 мг-экв/г).Рацемизация проходит полностью за30 мин,Выход рацемата 98%. В растворе содержатся следы ионов меди,П р и м е р 3, Процесс ведут аналогично примеру 1, только вместо цеолитаиспользуют окись алюминия марки А или А(насыпной вес 0,4-0,9 г/см3шарики Й 4-6 мм; механическая прочность 96-98%). Рацемизация проходитполностью за 1 ч. Выход рацемата 97%.В растворе содержится следы ионов алюминия.П р и м е р 4. Процесс ведут аналогично примеру 3, только вместо В-лизина берут 0,9 г орнитина. Рацемиэацияпроходит полностью за 50 мин. Выходрацеата составляет 97%. Раствор содержит следы ионов алюминия.П р и м е р 5. Процесс ведут аналогично примеру 3, только вместо З-лизина берут 1,4 г 5-триптофана и доводят рНраствора до 9,5 (раствором ИаОН), Рацемизация проходит полностью эа 25 мин,Выход рацемата составляет 97%, Растворсодержит следы ионов алюминия. П р и м е р 6, К 9 г 2-лизина в 30 мл воды добавляют 0,32 мл салицилового альдегида. Раствор пропускают через колонку, заполненную окисью алюминияомарки Аи нагретую до 95 С со скоростью 35 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.П р и м е р 7, Процесс ведут аналогично примеру 6, только добавляют 0,61 мл салицилового альдегида и раствор пропускают со скоростью 3,5 мл/мин5 8995в течение 5 мин. Рацемизация проходитполностью. Выход рацемата составляетне менее 98%. Раствор содержит следыионов алюминия,П р и м е р 8 ( сравнительный). К1 г З-щзина в 10 мл воды добавляют0,035 мл салицилового альдегида и наогревают в запаянной ампуле при 100 Св течение 20 ч, Затем раствор пропускают через колонку с актизированным углем. Рацемизация проходит полностью.Выход рацемата составляет 93-95%,Предлагаемый способ получения рацементов аминокислот имеет ряц преимуществ.Исключается трудоемкая стадия очистки растворов рацематов аминокислотот .ионов тяжелых металлов, удаление которых необходимо, так как предлагаетсяиспользование аминокислот в пищевойпромышленности.Кроме того, высокая активность используемой каталитической системы, особенно при непрерывном способе рацемизации, значительно сокращает время пол- уной рацемизации (в 5-6 раз для лизина),снижает образование побочных продуктови увеличивает выход рапемата, Причем те 38ехиология получения рацемата весьма простая. Водный раствор ф,-изомера аминокнс:лоты пропускают через колонку, заполненную гетерогенным сокатализатором, а затем через колонку с активированным углем для удаления салицилового альдегида.Формула изобретенияСпособ получения рапематов аминокислот рацемизацией водных растворов ихоптически-активных изомеров в присутствии салицилового альдегида в качествеокатализатора при температуре 60-100 Св щелочной среде, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью упрошения процесса рацемизапии подвергают Д-изомер ипроцесс проводят в присутствии гетеро. -генного сокатализатора, представляющегособой алюмосиликаты или окись алюминия,или ионообменные смолы в медной илиалюминиевой форме.Источники информации,принятые во внимание при. экспертизе1. Патент Японии Му 2684/68, серия 2, сб. 2103,2. Патент Японии М 13445/67, серия 2, сб. 1945 (прототип).Составитель Л. ИоффеРедактор Н, Лазаренко Техрец А.Бабинец Корректор, М ШароцшЗаказ 12051/29 Тираж 447 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская набд. 4/5филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4