DE1518353C3 - Verfahren zur Herstellung von optisch aktivem Lysin oder einer Ver bindung desselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von optisch aktivem Lysin oder einer Verbindung desselben, z. B. Lysinmonohydrochlorid, aus Gemischen, insbesondere Racematen, von D(—) und L(+)-Lysin unter Anwendung der Salzbildung mit einer optisch aktiven Säure.

In der Technik besteht ein großes Bedürfnis nach einem wirtschaftlichen Verfahren zur Herstellung von optisch aktivem Lysin, insbesondere L(+)-Lysin als Zusatzmittel für Nahrung und Viehfutter, aus synthetischem Lysin oder damit gleichzusetzenden Produkten.

Auf Basis der bekannten Methode zur Trennung optischer Antipoden von Basen durch Ausnutzung der unterschiedlichen Löslichkeit der diastereoisomeren Salze mit einer optisch aktiven Säure wurden bereits viele Versuche durchgeführt und Vorschläge gemacht für die Behandlung von Gemischen von D(—)- und L(+)-Lysin mit bestimmten, optisch aktiven Säuren. So wurde schon vor geraumer Zeit vorgeschlagen, zu diesem Zweck D-Kampfersäure zu verwenden (Berg, J. Biol. Chem. 115 [1936], S. 9 bis 15), und neuerdings hat man sich optisch aktiver, saurer Tartrate bedient (deutsche Auslegeschrift 1 118 794). '

Bei den bisher gemachten Vorschlägen wurde immer einer oder mehreren wichtigen Vorbedingungen für technische Anwendung, namentlich in großem Maßstab, nicht oder nicht zur Genüge Folge geleistet. Solche Vorbedingungen sind: gute Kristallisierbarkeit und eine nicht allzu lange Kristallisierungsdauer des (der) diastereoisomeren Salzes (Salze), sowie ein genügend großer Unterschied in Löslichkeit dieser Salze; hohe Selektivität bei der Gewinnung des erwünschtesten Diastereoisomeren; Unterbleiben von Racemisierung der optisch aktiven Säure unter den Reaktionsverhältnissen.

Es wurde nunmehr gefunden, daß technisch hervorragende und wirtschaftlich anziehende Ergebnisse bei der Herstellung von optisch aktivem Lysin oder einer Verbindung desselben aus Gemischen, z. B. Racematen, von D(—)- und L(-j-)-Lysin mit Anwendung der Salzbildung mit einer optisch aktiven Säure erzielt werden können, wenn als optisch aktive Säure eine der optischen Antipoden von a-Phenoxypropionsäure benutzt witd. Die Praxis geht darauf hinaus, daß bei Anwendung von D(+)-a-Phenoxypropionsäure das Salz dieser Säure mit L(+)-Lysin (»LD-Salz«) eine wesentlich geringere Löslichkeit besitzt als das Salz

ίο mit D(—)-Lysin (»DD-Salz«). Bei Benutzung von L(—) α-Phenoxypropionsäure ist das Salz mit D(—)-Lysin (»DL-Salz«) weniger löslich als das Salz mit L(+)-Lysin (»LL-Salz«).

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt viele denkbare Variationen hinsichtlich der auf diesem Gebiet üblichen Techniken. Sie umfaßt bei der technisch-wirtschaftlichen Durchführung z. B. die Rückgewinnung und Rezirkulierung der optisch aktiven Säure, sowie neben der Ausscheidung des er-

ao wünschten, optisch aktiven Lysins und gegebenenfalls der Umsetzung desselben in eine Verbindung, die Racemisierung der nicht erwünschten, optischen Anti- Γ pode von Lysin und die darauffolgende Rezirkulierung des anfallenden Racemats.

Vorzugsweise wird der Ausgangsstoff mit einer nahezu äquimolekularen Säuremenge zu festem Salz umgesetzt, aus "dem anschließend durch Behandlung mit einem Lösungsmittel an D(—)- oder L(+)-Lysin reiche Fraktionen hergestellten werden. So wird z. B. durch Umsetzung einer wässerigen Lösung des Ausgangsstoffes mit D(+)-a-Phenoxypropionsäure und darauffolgende Entfernung des Wassers, z. B. durch Eindampfen, Sprühtrocknen oder azeotropes Destillieren, ein Gemisch ausTLD-SaIz und DD-Salz gewonnen, aus dem durch selektive Extraktion mit Hilfe eines Lösungsmittels eine an DD-Salz reiche Lösung und eine an LD-Salz reiche feste Phase erhalten werden. Aus der festen Phase läßt sich dann zweckmäßig L(+)-Lysin gewinnen.

Als Lösungsmittel wird vorzugsweise Methanol verwendet. Dabei werden die besten Resultate erzielt, wenn die Extraktion im wesentlichen bei einer Temperatur von etwa 35⁰C durchgeführt wird.

Besonders gute Ergebnisse, namentlich in Bezug auf (^ die optische Reinheit des Endproduktes, werden erreicht, wenn die Extrakion gemäß dem Gegenstromprinzip erfolgt.

Beispiel 1

312 g pulvriges Salz, erhalten durch Sprühtrocknen einer wäßrigen Lösung von 146 g DL-Lysin und 166 g D(+)-a-Phenoxypropionsäure, werden mit 312 g Methanol aufgerührt. Die Trübe wird bei 65⁰C während Y₂ Stunde und anschließend bei 35 ⁰C während 1 Stunde gerührt. Der noch in ungelöstem Zustand befindliche Feststoff wird, nach Abtrennung der Lösung durch Filtration, in Portionen von bzw. 187 und 250 g Methanol bei einer Temperatur von 35⁰C jedesmal während 1 Stunde aufgerührt. Schließlich wird der Feststoff auf einem Filter mit 62,5 g Methanol nachgewaschen. Auf diese Weise werden 115,5 g LD-Salz (Wirkungsgrad 74%, bezogen auf das L(+)-Lysin im Ausgangsprodukt) gewonnen. Daraus wird durch Lösung in Wasser, Abstreifung von Methanol und darauffolgende Umsetzung mit Salzsäure L(+)-Lysin. HCl mit einer spezifischen Drehung [a]o²⁰ = +25,1 (c= 10; 6 N HCl) erhalten, was einer optischen Reinheit von 96,5 % entspricht.

Beispiel 2

Portionen von je 312 g trocknem Salz, erhalten durch Trocknung einer Lösung äquivalenter Mengen DL-Lysin und D(+)-a-Phenoxypropionsäure in Wasser, wurden einer selektiven Gegenstromextraktion mit Methanol unterzogen, wobei jede Portion für sich drei aufeinanderfolgenden Behandlungen unterzogen wurde. Die 1. und 2. Behandlung erfolgen mit Methanol, in dem schon Salz von Lysin und D(+)-a-Phenoxypropionsäure gelöst ist, und die 3. Behandlung mit ,reinem Methanol. Das Filtrat der ersten Behandlung enthält ein Gemisch aus LD-SaIz und DD-SaIz, arm an LD-SaIz, aus welchem Gemisch die D(+) a-Phenoxypropionsäure zurückgewonnen werden kann, während das Lysin nach Racemisierung dem Prozeß wieder zugeführt werden kann. Das Filtrat der zweiten Behandlung wird jeweils in einem ersten Vorratsgefäß, nachher als Gefäß A bezeichnet, und das Filtrat der dritten Behandlung jeweils in einem zweiten Vorratsgefäß, nachher Gefäß B genannt, gelagert.

Die Behandlungen, welche jede Salzportion erfährt, sind nachfolgende: 312 g festes Salz werden zuerst mit 880 g Flüssigkeit aus Gefäß A aufgerührt. Nach 35-minutigem Rühren bei 35⁰C wird filtriert. Es werden 952,5 g Filtrat aufgefangen. Der Feststoff wird anschließend mit 860 g Flüssigkeit aus Gefäß B aufgerührt; nach 20minutigem Rühren bei 35 °C wird wieder filtriert. Das Filtrat (880 g) wird im Gefäß A gelagert und der Feststoff mit 812 g reinem Methanol aufgerührt. Nach lOminutigem Rühren bei 35°C filtriert man. Das Filtrat (860 g) wird im Gefäß B gelagert und der Rückstand, nämlich 109,1 g Feststoff und 62,4 g Methanol, in Wasser gelöst. Nach Abstreifung des Methanols aus dieser wäßrigen Lösung, Ansäuerung mit Salzsäure und Extrahierung der freiwerdenden D(+)-a-Phenoxypropionsäure mit Toluol fällt eine Lösung an, die 63,9 g L(+)-Lysin.HCl enthält (Wirkungsgrad 70%, bezogen auf das L(-f)-Lysin im Ausgangsprodukt) mit einer spezifischen Drehung [ct]o^ao = +27,0 (c= 10; 6 N HCl) was einer optischen Reinheit von 99,7% entspricht.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von optisch aktivem Lysin oder einer Verbindung desselben aus Gemischen, insbesondere Racematen, von D(—)- und L(+)-Lysin durch Salzbildung mit einer optisch aktiven Säure, dadurch gekennzeichnet, daß als optisch aktive Säure eine der optischen'Antipoden von a-Phenoxypropionsäure verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstoff mit einer nahezu äquimolekularen Säuremenge zu festem Salz umgesetzt wird, aus dem anschließend durch Behandlung mit einem Lösungsmittel an D(—) bzw. L(+)-Lysin reiche Fraktionen hergestellt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Methanol benutzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Extraktion mit Methanol im wesentlichen bei einer Temperatur von etwa 35⁰C durchgeführt wird.