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Verfahren zur Darstellung von schwefelhaltigen Eiweissspaltprodukten sowie deren Schwermetall- komplexverbindungen.
Es ist bekannt, die mittels Alkali-oder Erdalkalihydroxyden aus Eiweissstoffen oder deren Spaltprodukten erhältlichen Hydrolysate durch Einwirkung von Schwefelkohlenstoff in geschwefelte Eiweissspaltprodukte überzuführen, die entweder als solche oder im Gemisch mit andern Stoffen technische Verwendung finden sollen (vgl. deutsche Patentschriften Nr. 192344,238843 ; französische Patentschrift Nr. 395402) bzw. nach Umsetzung mit Schwermetallen auch zu pharmazeutischen Zwecken verwendbar sind (deutsche Patentschrift Nr. 264926). Die so erhältlichen Produkte, auch die in Gegenwart von nur wenig Alkali (Patentschrift Nr. 264926) dargestellten, werden durch Mineralsäuren zersetzt und sind nicht autoxydabel.
Es wurde nun gefunden, dass man durch Einwirkung von Schwefelkohlenstoff auf Lösungen von Erdalkali-bzw. Magnesiumverbindungen von Spalt-bzw. Abbauprodukten von Eiweissstoffen oder auf (x-Aminosäuren der allgemeinen Formel H2N. CHR. COOH (worin R einen aromatischen oder heterocyclischen unsubstituierten bzw. durch auxochrome Gruppen substituierten Rest Wasserstoff oder einen Alkylrest bedeutet) in Abwesenheit von freiem, zur Hydrolyse verwendetem Erdalkali-bzw. Magnesiumhydroxyd, d. h. bei einer Hydroxylionenkonzentration, die höchstens der Löslichkeit von Caleiumhydroxyd in Wasser entspricht (1, 4 g CaO im Liter), zu Produkten gelangt, die besonders bei Gegenwart von Katalysatoren autoxydabel sind.
Derart erhaltene saure Salzlösungen werden unter Luftzutritt schon bei Zimmertemperatur unter Freiwerden von Schwefelwasserstoff und Abscheidung von Schwefel in blutrote Farbstoffsalze umgewandelt, aus denen durch Zusatz von Mineralsäuren die gelb gefärbten freien Säuren gewonnen werden, die sogar bei Siedehitze säurebeständig sind. Aus den gelben Lösungen der freien Säuren können die blutroten Farbstoffsalze durch Neutralisation, etwa mit Kreidepulver, regeneriert werden. Als Katalysatoren, die bereits bei gewöhnlicher Temperatur die Oxydation derart beschleunigen, dass die völlige Umwandlung in rote Farbstoffsalze gelingt, können Schwefelblumen, ferner Metalle, insbesondere Eisen, Kupfer, Quecksilber, Metallsulfide bzw. superoxyde, z. B. Ferrosulfid oder Mangan- superoxyd, verwendet werden.
Die roten Farbstoffsalze können durch Umsetzung mit Schwermetallsalzen, wie z. B. Kupfersulfat, Quecksilbernitrat, die freien gelb gefärbten Säuren durch Umsetzung mit Schwermetalloxyden, wie Kupferhydroxyd, Quecksilberoxyd, in wässeriger Lösung bzw. Suspension in komplexe Schwermetallverbindungen übergeführt werden, die sowohl therapeutisch wie auch technisch wertvoll sind.
Die zur Ausführung des Verfahrens zur Anwendung gelangenden Hydrolysate werden, sofern sie mit schwer löslichen Hydroxyden hergestellt werden, vom Überschuss an letzteren durch Filtration befreit, so dass die Lösungen höchstens eine die Löslichkeit von Caleiumhydroxyd in Wasser entsprechende Hydroxylionenkonzentration aufweisen. Im Falle der Verwendung leicht löslicher Hydroxyde werden von Beginn an die dem Ausgangsmaterial äquivalenten Mengen derselben zur Hydrolyse angewendet, so dass eine nachträgliche Entfernung eines Überschusses hinfällig wird.
Die als Ausgangsstoffe verwendeten Erdalkali-bzw. Magnesiumverbindungen von Eiweissspaltprodukten können auch in der Weise erhalten werden, dass man die Eiweissstoffe zuerst der Fermentation, z. B. mit Trypsin, unterwirft, sodann Erdalkali-oder Magnesiumhydroxyd zusetzt, digeriert und einen allenfalls vorhandenen Überschuss an letzteren durch Filtration entfernt.
Die Lösungen der nach vorliegendem Verfahren darstellbaren freien Säuren besitzen die Fähigkeit, das Wachstum blauer Coli Bacterien vollständig zu verhindern (2% Zusatz zur Nährlösung) und sogar noch bei einer Konzentration von 0'2% zu hemmen. Diese Produkte besitzen demnach die Fähigkeit. die Darmflora bei Krebskranken zu regulieren und bei Gesunden vorbeugend zu wirken. Die Metallverbindungen dieser Produkte sollen ebenfalls therapeutisch angewendet werden ; auch sollen sie als Saatbeizmittel Verwendung finden.
Beispiel 1 : 1 kg Gelatine (Knochenleim) wird in 5l Wasser, in dem zuvor 56 g Ätzkalk gelöscht wurden, etwa 2-3 Stunden gekocht, wobei Vorsorge getroffen wird, dass die Flüssigkeitsmenge am Ende
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Nach Abkühlung wird der überschüssige Schwefelkohlenstoff abgetrennt und die so erhaltene Thio- gelatine"-Leukolösung mit etwa 3 g frisch gefälltem, ausgewaschenen Ferrosulfid versetzt und gut verrührt. Bei Zutritt von Luft wird unter Aktivierung des Luftsauerstoffes auf dem Wege einer Oxydation unter Abspaltung von Schwefelwasserstoff und Schwefel die braune Leukolösung in eine blutrote Farbstoffsalzlösung umgewandelt. Nach wiederholtem Schütteln oder Einleiten von Luft trennt man nach ungefähr 24 Stunden vom Katalysator und von allenfalls entstandenen Abscheidungen.
Gegebenenfalls kann aus dem so gewonnenen Salz in üblicher Weise, z. B. durch Zusatz von Mineralsäuren bis zum Farben-
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An Stelle des Ferrosulfids können auch andere Katalysatoren, wie Eisenpulver, Zinksulfid, Ferrosulfat, Mangansuperoxyd, verwendet werden.
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mit etwa 10 g Schwefelblumen versetzt und gekocht. Nach fünf Minuten färbt sich die Leukolösung blutrot und Schwefelwasserstoff entweicht ; nach weiterem Kochen (20 Minuten) ist die Umwandlung beendet. Man filtriert dann vom Schwefel ab und dampft die Lösung im Vakuum bei niederer Temperatur zur Trockene ein.
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gelöst. Hierauf wird der überschüssige Kalk abfiltriert und die Lösung nach Zugabe von 70 cm3 Schwefelkohlenstoff unter Rückfluss eine Stunde lang gekocht.
Man versetzt mit etwa 20 g Schwefelblumen und kocht kräftig eine halbe Stunde. Man filtriert vom Schwefel ab und versetzt die blutrote Farbstoffsalzlösung mit ungefähr 49 g Schwefeksäure bis zum Farbenumschlag in gelb. Die so erhaltene Lösung der freien Säure wird durch Eindampfen konzentriert, das sich ausscheidende Salz abgesaugt, die Mutterlauge mit Äther bzw. Alkohol aufgenommen und daraus die gelb gefärbte Säure als Öl gewonnen, das alsbald Kristalle bildet.
Beispiel 4 : lOg Alanin werden in einer Suspension von 5 Caleiumoxyd in Wasser gelöst.
Die Lösung wird filtriert und wie in den vorhergehenden Beispielen sulfidiert. Sodann wird die Leukolösung mit etwa 5 g Schwefelblumen versetzt und gekocht, wobei ebenfalls eine rote Farbstoffsalzlösung erhalten wird.
An Stelle von Alanin können auch Phenylalanin oder Histidin als Ausgangsstoffe verwendet werden.
Zur Darstellung von komplexen Schwermetallverbindungen der nach den Beispielen 1--4 gewonnenen Produkte digeriert man die wässerigen Lösungen der freien Säuren mit Schwermetalloxyden bzw. hydroxyden oder versetzt die wässerigen Lösungen der Salze mit Schwermetallsalzen. Die notwendigen Mengen berechnen sich unter Berücksichtigung der entsprechenden Äquivalentgewichte, die durch Titration mit Mineralsäuren bis zum Farbenumschlag zuvor festgestellt wurden. Aus den hiebei erhältlichen Lösungen werden die gewonnenen komplexen Schwermetallverbindungen in üblicher Weise durch Fällungsmittel, wie Alkohol, Aceton, abgeschieden.
Die beispielsweise aus dem durch Hydrolyse von Gelatine und Sulfidierung des Hydrolysates gewonnenen Schwefelungsprodukt erhältlichen Eisen-, Kupfer-, Silber-und Quecksilberverbindungen weisen einen Eisengehalt von 3'4%, einen Kupfergehalt von 3'9%, einen Silbergehalt von 13-1% und einen Quecksilbergehalt von 12'2% auf.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Darstellung von schwefelhaltigen Eiweissspaltprodukten durch Umsetzung der aus Proteinen durch Hydrolyse oder Fermentation erhältlichen Eiweissspaltprodukte in Form ihrer Erdalkali-oder Magnesiumverbindungen mit Schwefelkohlenstoff, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung mit Schwefelkohlenstoff bei einer Hydroxylionenkonzentration, die höchstens der Löslich- keit von Caleiumhydroxyd in Wasser entspricht, durchführt, sodann auf die zunächst entstehenden Schwefelungsprodukte Luft bei Gegenwart von Katalysatoren, wie Schwefelblumen, Metalle, Metallsalze, Metallsulfide, Metallsuperoxyde, insbesondere Mangansuperoxyd, zweckmässig in der Wärme einwirken lässt und aus den so erhältlichen Salzen gegebenenfalls die freien Säuren in üblicher Weise abscheidet.
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Process for the preparation of sulfur-containing protein fission products and their heavy metal complex compounds.
It is known that the hydrolysates obtainable from protein substances or their cleavage products by means of alkali or alkaline earth metal hydroxides can be converted by the action of carbon disulfide into sulfurized protein cleavage products, which are to be used industrially either as such or in a mixture with other substances (cf. German Patent No. 192344,238843 ; French patent specification No. 395402) or can also be used for pharmaceutical purposes after reaction with heavy metals (German patent specification No. 264926). The products obtainable in this way, including those shown in the presence of only a little alkali (patent specification No. 264926), are decomposed by mineral acids and are not autoxidizable.
It has now been found that by the action of carbon disulfide on solutions of alkaline earth or. Magnesium compounds of gap or. Degradation products of proteins or on (x-amino acids of the general formula H2N. CHR. COOH (where R is an aromatic or heterocyclic unsubstituted or substituted by auxochromic radical hydrogen or an alkyl radical) in the absence of free alkaline earth or alkaline earth metal used for hydrolysis. Magnesium hydroxide, ie at a hydroxyl ion concentration which corresponds at most to the solubility of calcium hydroxide in water (1.4 g CaO per liter), leads to products which are autoxidizable, especially in the presence of catalysts.
Acid salt solutions obtained in this way are converted into blood-red dye salts with the admission of air at room temperature with the release of hydrogen sulphide and separation of sulfur, from which the yellow colored free acids are obtained by adding mineral acids, which are acid-resistant even at boiling point. The blood-red dye salts can be regenerated from the yellow solutions of the free acids by neutralization, for example with chalk powder. As catalysts, which accelerate the oxidation even at ordinary temperature in such a way that the complete conversion into red dye salts succeeds, sulfur flowers, also metals, especially iron, copper, mercury, metal sulfides or super oxides, z. B. ferrous sulfide or manganese superoxide can be used.
The red dye salts can by reaction with heavy metal salts, such as. B. copper sulfate, mercury nitrate, the free yellow colored acids by reaction with heavy metal oxides such as copper hydroxide, mercury oxide, in aqueous solution or suspension in complex heavy metal compounds are converted, which are both therapeutically and technically valuable.
The hydrolysates used to carry out the process are, if they are produced with sparingly soluble hydroxides, freed from the excess of the latter by filtration, so that the solutions have at most a hydroxyl ion concentration corresponding to the solubility of calcium hydroxide in water. If readily soluble hydroxides are used, the amounts of the same equivalent to the starting material are used for hydrolysis from the start, so that subsequent removal of an excess is unnecessary.
The alkaline earth or used as starting materials. Magnesium compounds from protein fission products can also be obtained in such a way that the proteins are first fermented, e.g. B. with trypsin, then added alkaline earth or magnesium hydroxide, digested and any excess of the latter removed by filtration.
The solutions of the free acids that can be prepared according to the present process have the ability to completely prevent the growth of blue coli bacteria (2% addition to the nutrient solution) and even to inhibit it at a concentration of 0.2%. These products therefore have the capability. to regulate the intestinal flora in cancer patients and to have a preventive effect in healthy people. The metal compounds of these products are also intended to be used therapeutically; They should also be used as seed dressings.
Example 1: 1 kg of gelatine (bone glue) is boiled in 5l of water, in which 56 g of quick lime have been slaked beforehand, for about 2-3 hours, whereby care is taken that the amount of liquid at the end
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After cooling, the excess carbon disulfide is separated off and about 3 g of freshly precipitated, washed-out ferrous sulfide are added to the thiogelatine "leuco solution thus obtained. When air is admitted, the atmospheric oxygen is activated by oxidation with elimination of hydrogen sulfide and Sulfur, the brown leuco solution is converted into a blood-red dye salt solution After repeated shaking or bubbling in air, the catalyst and any deposits that may have formed are separated after about 24 hours.
Optionally, from the salt thus obtained in the usual way, for. B. by adding mineral acids to color
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Instead of ferrous sulfide, other catalysts such as iron powder, zinc sulfide, ferrous sulfate, manganese peroxide can also be used.
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mixed with about 10 g sulfur flowers and cooked. After five minutes the leuco solution turns blood red and hydrogen sulfide escapes; after further boiling (20 minutes) the conversion is complete. The sulfur is then filtered off and the solution is evaporated to dryness in vacuo at low temperature.
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solved. The excess lime is then filtered off and, after adding 70 cm3 of carbon disulfide, the solution is refluxed for one hour.
About 20 g of sulfur flowers are added and cooked vigorously for half an hour. The sulfur is filtered off and about 49 g of sulfuric acid are added to the blood-red dye and salt solution until the color changes to yellow. The resulting solution of the free acid is concentrated by evaporation, the salt which separates out is filtered off with suction, the mother liquor is taken up with ether or alcohol and the yellow-colored acid is obtained as an oil, which immediately forms crystals.
Example 4: 10 g of alanine are dissolved in a suspension of 5% calcium oxide in water.
The solution is filtered and sulfided as in the previous examples. About 5 g of sulfur flowers are then added to the leuco solution and the mixture is boiled, a red dye salt solution also being obtained.
Instead of alanine, phenylalanine or histidine can also be used as starting materials.
To prepare complex heavy metal compounds of the products obtained according to Examples 1-4, the aqueous solutions of the free acids are digested with heavy metal oxides or hydroxides, or the aqueous solutions of the salts are mixed with heavy metal salts. The necessary quantities are calculated taking into account the corresponding equivalent weights that were previously determined by titration with mineral acids up to the change in color. The complex heavy metal compounds obtained are separated from the solutions obtainable here in the usual way by means of precipitants such as alcohol or acetone.
The iron, copper, silver and mercury compounds obtainable, for example, from the sulfurization product obtained by hydrolysis of gelatin and sulfidation of the hydrolyzate have an iron content of 3'4%, a copper content of 3'9%, a silver content of 13-1% and a mercury content of 12'2%.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the preparation of sulfur-containing protein breakdown products by reacting the protein breakdown products obtainable from proteins by hydrolysis or fermentation in the form of their alkaline earth or magnesium compounds with carbon disulfide, characterized in that the reaction with carbon disulfide is carried out at a hydroxyl ion concentration which is at most the solubility of calcium hydroxide in water, then, in the presence of catalysts, such as sulfur flowers, metals, metal salts, metal sulfides, metal peroxides, in particular manganese peroxide, expediently allows air to act on the initially formed sulfurization products in the heat and, if necessary, the free acids from the salts thus obtainable in the usual way Way separates.