DE2422737A1 - Verfahren zur herstellung von l-carbamylaminosaeuren und der entsprechenden l-aminosaeuren - Google Patents
Verfahren zur herstellung von l-carbamylaminosaeuren und der entsprechenden l-aminosaeurenInfo
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Description
Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. A&smhnn Dr. R. Koenigsberger - Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein Jun.
PATENTANWÄLTE
KTO.-NR- 397997, BLZ 70030600
12/Li
Case 653
Case 653
SNAM PROGETTI S.p.A., Mailand/Italien
Verfahren zur Herstellung von L-Carbamylaminosäuren
und der entsprechenden L-Aminosäuren
Es ist bekannt, daß natürliche Aminosäuren optisch aktiv sind und ihre räumliche Struktur dem Typ zugehört, der im
allgemeinen mit dem Buchstaben L bezeichnet wird.
Bei der chemischen Synthese von Aminosäuren erhält man, falls man nicht bereits von asymmetrischen Verbindungen ausgeht,
eine Mischung von allen möglichen Stereoisomeren, worin die D- und L-Formen gleichmäßig verteilt sind. Die erhaltene
Mischung, die racemische Mischung genannt wird, ist daher
optisch inaktiv.
Die Möglichkeit, L-Aminosäuren auf einfache und wirtschaftliche
Weise herzustellen, ist ein Problem, das sehr interessant
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war und noch heute ist, das bisher jedoch nicht zufriedenstellend gelöst wurde.
Gegenwärtig werden grundlegend folgende drei Typen von Methoden
verwendet: -
I. Hydrolyse von Proteinen und Isolieren der verschiedenen Aminosäuren. Dies ist eine kostspielige Methode aufgrund
der hochwertigen Ausgangsmaterialien, wie den Proteinen, die Fraktionierungsarbeitsgänge erfordert, und es nicht ermöglicht, die Aminosäuren in durch Hydrolyse zersetzter Form
zu erhalten.
II. Herstellung von Aminosäuren durch Fermentieren. Diese Methode
wird bisher an wenigen Aminosäuren durchgeführt und praktisch lediglich bei der Herstellung von L-Glatuminsäure
verwendet, deren Kosten eine Weiterverbreitung des Produkts ermöglichen.
III.Chemische Herstellung von racemischen Verbindungen und
Trennung der optischen Antipoden. Die Herstellung von raceoischen Verbindungen von vielen Aminosäuren kann nach
Verfahren durchgeführt werden, die grundlegend sehr wirtschaftlich sind. Jedoch bestehen Schwierigkeiten bei der
Trennung der optischen Antipoden und bei der neuerlichen Verwendung des D-Antipoden, das gewöhnlich nicht in dieser
Fora verwendet wird.
Es wurden viele Trennverfahren vorgeschlagen, was ^Jedoch die
Aminosäuren betrifft, so wird speziell die Einwirkung von Enzymen auf Aminosäurederivate angewendet, die Substituenten
an den -NHo-oder -COOH-Gruppen tragen, vor allem die Acylderivate
oder Ester.
Im wesentlichen erfordern diese Methoden:
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a) eine Behandlung der racemischen Aminosäure mit einem Acylierungsmiiteloder veresternden Mittel, und die Isolierung
und Reinigung des Derivats?
b) die stereospezifische Einwirkung eines Enzyms auf das
Aminosäurederivat;
c) die Trennung der resultierenden L-Aminosäure von dem
Derivat in der D-Form, die nicht angegriffen wird oder umgekehrt (je nach dem stereospezifischen Typ es Enzyms);
d) die Behandlung des nicht gewünschten Antipoden, um ihn in eine racemische Verbindung umzuwandeln, die erneut in
den Zyklus eingebracht wird»
Alle vorstehend erwähnten Arbeitsgänge sind häufig komplex.
Häufig werden gute Ergebnisse lediglich durch Anwendung teurer
Acyiierungs- öder Veresterungsmittel erzielt. Die Enzyme
haben oft keine absolute Spezifität, sondern wirken auf die zwei Antipoden lediglich durch eine unterschiedliche Geschwindigkeit,
was, insbesondere wenn die Hydrolysereaktion des gewünschten Antipoden eine lange Zeit erfordert, die Hydrolyse
von beträchtlichen Mengen des anderen Antipoden bewirkt und so ein Produkt ergibt, das vom optischen Gesichtspunkt her
nicht rein ist.
Darüberhinaus erfordert die Umwandlung des nicht erwünschten
Antipoden in eine racemische Verbindung im allgemeinen drastische Bedingungen und verläuft mit Ausbeuten, die sehr
unterschiedlich von den theoretischen sind.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren, durch das diese Verbindungen
auf sehr einfache und wirtschaftliche Weise erhalten werden.
Die erfindungsgemäße enzymatische Hydrolyse, die die Herstellung von ausschließlich einer stereoisomeren Form einer
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Aminosäure oder eines Derivats davon, ausgehend von einer racemischen
Verbindung, ermöglicht, wird durch die streng selektive Wirkung des Enzyms auf lediglich eine der beiden in der racemischen
Verbindung vorhandenen Formen begünstigt bzw. beschleunigt. Überraschenderweise wurde gefunden, daß verschiedene Enzyme auf
die racemischen Formen der Verbindungen mit der nachstehend aufgeführten Formel in Form einer strikt selektiven Hydrolyse
lediglich einer der beiden Formen einwirken·
Eine solche Enzymklasse enthält beispielsweise einige aufgrund ihrer Hydrolysewirkung auf einfachste Verbindungen der nachfolgend
aufgeführten Formel, worinkein asymmetrisches Kohlenstoffatom existiert, üblicherweise bekannte Enzyme. Es sind auch
Enzyme bekannt, die dazu geeignet sind, eine der stereoisomeren Formen zu hydrolysieren, jedoch wurden solche Enzyme bisher
nicht auf racemische Ausgangsmaterialien angewendet. Auch diese Klasse von Enzymen kann erfindungsgemäß verwendet werden.
Darüberhinaus ist es möglich durch einfache Untersuchungen Klassen von üblichen oder neuen Enzymen
zu ermitteln, ; die erfindungsgemäß angewendet werden
Minnen. Es reicht aus, ihr Verhalten auf eine racemische Ausgangsverbindung
zu untersuchen.
Unter Bezugnahme auf das Vorstehende und zur beispielhaften Erläuterung
der Erfindung sei erwähnt, daß das übliche Enzym Dihydropyrimidinase, hergestellt aus Kalbsleber, nach den Vorschlägen
von Donald P.Wallach und Santiago Grisolia (J. of Biol. Chem. 226 277 (1957) ) 4,5-Dihydrouracyl, Dihydro thymin
und Hydantoin, d.h. Verbindungen, die kein asymmetrisches Kohlenstoffatom besitzen, hydrolysiert. Wird überraschenderweise
dieses Enzym auf racemische Verbindungen (5-Hydantoine) einwirken
gelassen, so hydrolysiert es lediglich die L-Form auf
einem streng selektiven Wege. Ein ähnliches Verhalten zeigen andere Enzymklassen, die zur Hydrolyse von lediglich stereoisomeren
Formen untersucht wurden, d.h. daß sie bei Anwendung
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in Anwesenheit einer racemischen Verbindung im allgemeinen die
Eigenschaft lediglich eine der beiden in der racemischen Verbindung
vorhandenen Formen auf streng selektivem Wege zu hydrolysieren, besitzen. Daher beziehen sich die hier erwähnten
Enzyme, die dazu geeignet sind, streng selektiv lediglich eine der Stereoformen, die in der racemischen Verbindung vorliegen,
gemäß der vorliegenden Erfindung zu hydrolysieren, auf all&
üblichen oder neuen Enzyme, die bei Einwirkung auf eine vacemische
Verbindung mit der nachstehend aufgeführten Formel, in streng selektiver Weise lediglich eine der beiden in J.er racemischen
Verbindung vorliegenden Formen hydrolysieren. In Übereinstimmung mit dem Vorstehenden, und insbesondere ur.ter Bezug auf
die vorstehend erwähnte Dihydropyrimidinase, wurr/a überraschenderweise
gefunden, daß dieses Enzym, das zur Hydrolyse von Verbindungen ohne asymmetrisches Kohlenstoffat'jm bekannt ist,
streng selektiv hinsichtlich lediglich der L-Form wirkt, wenn
es in Anwesenheit eines racemischen Ausgang/materials verwendet wird.
Das Verfahren besteht im wesentlichen dai'in, heterocyclische
Verbindungen, die ein asymmetrisches Kohlenstoffatom besitzen, einer enzyraatischen Hydrolyse zu unterziehen, insbesondere Verbindungen
der Formel
CH - KR
CO X
einer enzymatischen Hydrolyse zu unterziehen, worin X ausgewählt ist aus CO, CS und 0, R ausgewählt ist aus Wasserstoff
und einfachen oder substituierten Kohlenwasserstoffresten mit bis zu 8 Kohlenstoff atomen, R,, ein Kohlenwasserstoff rest ist,
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der sich von einem Molekül einer Aminosäure ableitet, aus der die folgende Gruppe entfernt worden ist
: - CH - IiH9
ι -
COCS - ·
Insbesondere, ohne jedoch eine Einschränkung darzustellen, besitzt
das erfindungsgemäße Verfahren aus wirtschaftlichen und
praktischen Gründen das größte Interesse, wenn in der vorstehenden Formel X die Bedeutung von CO hat und bezieht sich daher
insbesondere auf die Verbindungen, die als Hydantoine bekannt sind, und insbesondere auf solche, die Substituenten in der
5-Stellung enthalten,(im folgenden der Einfachheit halber als 5-Hydantoine bezeichnet). Zur besseren Erläuterung der vorstehenden
Erfindung wird im folgenden speziell auf 5-Hydantoine und auf die Herstellung der entsprechenden Carbamylamino säuren
und optisch aktiven Aminosäuren Bezug genommen, was jedoch keine Einschränkung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen
soll, das im Gegensatz hierzu auf die-Hydrolyse der Verbindungen
mit der vorstehend aufgezeigten Formel anwendbar ist, woraus sich die entsprechenden Aminosäuren letzlich herstellen
lassen. Es ist klar, daß die Hydrolyse unter geeigneten Bedingungen für pH-Wert, Temperatur, Konzentration der Reaktionskomponenten, Faktoren, die von der speziellen jeweiligen Reaktion
abhängen, durchgeführt wird.
Für den speziellen Fall der 5-Hydantoine wird die Hydrolyse durch Einhalten des pH-Werts von 6 bis 11 durchgeführt; für den
Fall, daß der pH-Wert unter 6 oder über 11 liegt, verläuft
die Reaktion sehr langsam. Die Hydrolyse erfolgt nach dem Schema
B | - HH * | k HO -^ | i | CO |
1 | I | Cm | (1) CH-ΚΕ | _ ■ |
(i) QH | co | Ι | ||
ί | / | COOH | ||
co | hh' | * _ - | ||
\ | ||||
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Da die bei der Hydrolyse gebildete (l)-Carbamylaminosäure eine
saure Natur besitzt, wird der pH-Wert beim Ausgangswert durch Zusatz von Alkali während der auftretenden Reaktion gehalten..
Die Abtrennung der (l)-Carbamylaminosäure von dem (d)-5-Hydantoin,
das nicht hydrolysiert wird, kann durch verschiedene Methoden erfolgen. Sehr häufig ist es durch vorsichtige Zugabe
einer Säuremenge, die dem verwendeten Alkali äquivalent ist,
\ s chwachem
unterYRühren und Kühlen auf 00C möglich, die Abtrennung des größten Teils der (l)-Carbamylaminosäure zu erzielen, wohingegen das (d)-5-Hydantoin in Lösung bleibt.
unterYRühren und Kühlen auf 00C möglich, die Abtrennung des größten Teils der (l)-Carbamylaminosäure zu erzielen, wohingegen das (d)-5-Hydantoin in Lösung bleibt.
Es hat sich auch gezeigt, daß, falls die wäßrigen Lösungen, die das D-5-Hydantoin und etwas (l)-Carbamylaminosä'ure enthalten,
auf einen pH-Wert über 7 gebracht werden, der Drehwert bis zu einem Null-Wert abfällt oder selbst auf" einen geringfügig
entgegengesetzten Wert,da das (d)-5-Hydantoin racemisiert, wohingegen sich die (l)-Carbamylaminosäure nicht verändert.
Die Racemisierungsgeschwindigkeit des (d)-5-Hydantoins ist eine Funktion des pH-Werts und der Temperatur, da sie umso
schneller ist, je höher die Temperatur ist und je mehr der
pH-Wert auf Vierte über 7 ansteigt.
Optisch inaktives 5-Hydantoin, das auf diesem Wege gebildet
wird, kann in den folgenden Arbeitsgängen verwendet werden.
Schließlich wurde als weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung
gefunden, daß (l)-Carbamylaminosäuren, die in Wasser gelöst sind und zum Sieden erwärmt werden, nach der Reaktion
R Ει t
-
(l) CH - KH - CO - CH1 + H0O ->
(l) CH - SH0 + (to + NH
I . - ■> *
!^23
COOH - COOK
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zerfallen.
Die gebildete Aminosäure kann mit einem hohen optischen Reinheitsgrad
durch einfaches Verdampfen des Wassers im Vakuum isoliert werden.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.
1 1 einer 142 g 5-Isopropylhydantoin enthaltenden Lösung, die
auf einen pH-Wert von 8,0 durch Zusatz von Natriumhydroxid gebracht wurde, wurde in ein 2 1 Gefäß, ausgerüstet mit einer
Reguliervorrichtung für den pH-Wert und einem Rührer gegossen.
■5 Nach dem Einsetzen des Rührens wurden 10 cnr einer Lösung von
Dihydropyrimidinase, erhalten aus Kalbsleber, zugesetzt. Gleichzeitig wurde die pH-Regulierungsvorrichtung zur automatischen
Konstanthaltung des pH-Werts bei etwa 8,0 durch Steuerung der Zugabe von 5 n-Natriumhydroxidlösung in Gang gesetzt. Die
Reaktion, die zu Beginn sehr rasch verlief, ließ nach als das (l)-5-Isopropylhydantoin verbraucht war.
Die Apparatur wurde über Nacht in Gang gehalten, und daher verlief
die Umsetzung bis zum Verbrauch von 100 cm' der Natriumhydroxidlösung.
Am nächsten Morgen wurde die Natriumhydroxidzugabe unterbrochen und langsam eine Menge von 5 n-Chlorwasserstoffsäure
zugefügt, die der Gesamtmenge des vorher verwendeten Natriumhydroxids entsprach. Es begannen sich einige weiße
Kristalle zu bilden, deren Abscheidung durch Kühlen des' Gefäßes
auf 00C während einiger Stunden vervollständigt wurde. Durch
Filtrieren und Waschen mit 100 cnr eisgekühltem Wasser erhielt man 60-70 g eines festen Produkts A sowie die Waschwässer B
und Mutterlaugen C, die getrennt behandelt wurden.
Der Feststoff A bestand aus feuchtem (l)-Carbamylvalin, das
Spuren von Natriumchlorid und Proteinsubstanzen enthielt. Es
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wurde in 200 cnr Wasser suspendiert und durch Dampf zum Sieden
erhitzt, während eine äquimolare Menge von 10%iger HCl zugefügt
wurde. Das Produkt löste sich, und es entwickelte sich Kohlendioxid. Durch Verdampfen unter Vakuum erhielt man einen
Rückstand, der aus (l)-Valin und Ammoniumchlorid bestand, aus dem das (l)-Valin auf übliche Weise isoliert wurde· Das Produkt
hatte einen Drehwert von /j*JO 20 = -28,3 (c = 8, 6 n-HCl) und
einen Schmelzpunkt von 310-315°C (in einer geschlossenen Kapillare).
Durch Behandeln der Mutterlaugen war es darüberhinaus möglich, geringe Mengen des Produkts zu erhalten. Die Waschwässer
B konnten direkt in einem folgenden Arbeitsgang verwendet werden.
Die Mutterlaugen C hatten einen pH-Wert von etwa 2,5 und einen beträchtlichen Drehwert, da sie (d)-Isopropylhydahtoin enthielten.
Wurden sie auf den pH-Wert 8,5-9 gebracht und 24-36 Std,
auf 35-400C gehalten, so verloren sie die Drehkraft, da das 5-Isopropylhydantoin
racemisierte. Sie wurden durch Zusatz von Chlorwasserstoffsäure auf den pH-Wert 7 gebracht und im Vakuum
zur Trockne verdampft. Der feste Rückstand wurde erneut mit Wasser bei 600C behandelt und filtriert. Die Lösung enthielt
neben Natriumchlorid etwa 70 g 5-Isopropylhydantoin und 10-20 g
von (l)-Carbamylvalin in Form seines Natriumsalzes. Diese Lösung konnte nach Zugabe von 72 g 5-Isopropylhydantoin für einen weiteren
Arbeitsgang verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wurde noch wirtschaftlicher, wenn man das Enzym mittels
irgendeiner Technik, die zur ünlöslichmachung von Enzymen, verwendet
wird, wie die Technik, Enzyme chemisch an Träger zu binden oder wie die Technik ' in der deutschen Patentschrift
(deutsche Patentanmeldung P 19 32 426.6-4t)
der gleichen. Anmelderin, die darin besteht, die Enzyme in fäserförmige
Strukturen zu umhüllen, unlöslich macht. Tatsächlich wurde es hierdurch möglich, mit Lösungen zu arbeiten, die kein
Protein enthielten und die Abtrennung und Reinigung des Produkts und die Rückfuhr des unveränderten 5-Hydantoins erleichterten.
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Es wurde 1 1 einer Lösung hergestellt, die enthielt:
a) 500 cnr der Mutterlaugen eines vorhergehenden Arbeitsgangs,
die wie nachstehend beschrieben behandelt waren,
b) 57 g synthetisches 5-Methylhydantoin und
c) destilliertes Wasser und Natriumhydroxid in einer zur Bildung eines Liters Lösung vom pH-Wert 8,5 ausreichenden
Menge.
In eine kleine Glassäule wurden 60 cnr Dihydropyrimidinaselösung
.gemäß der italienischen Patentschrift 836 462
(deutsche Patentanmeldung P 19 32 426. Ö eingeschlossen. Die
Lösung, die bei 35°C gehalten wurde, wurde durch eine Pumpe aus dem Gefäß eingebracht ,in dem sie über die Fasern durch die Ko-"
lonne und wieder zum Gefäß zurückgeleitet wurde. Das Gefäß war mit zwei Rührern und pH-stat (automatische Aufrechterhaltung
des pH-Werts) ausgerüstet. Der pH-Wert wurde unter Verwendung einer
5 n-Natriumhydroxidlösung bei 8,5 gehalten. Der Natriumhydroxidverbrauch
nahm ab, als die Reaktion voranschritt und brach praktisch nach einem Gesamtverbrauch von etwa 100 cnr ab.
Die Lösung wurde in das Gefäß zurückgeführt,und unter schwachem
Rühren wurde 5 η-Chlorwasserstoffsäure in einer der verwendeten
Natriumhydroxydmenge entsprechenden Menge zugefügt.
Das Gefäß wurde einige Stunden bei 00C gehalten, worauf das
auskristallisierte (l)-Carbamylalanin A abfiltriert und nach und nach mit 100 cm eisgekühltem Wasser gewaschen wurde.
Die Waschwässer B und die Mutterlaugen C wurden wiedergewonnen
und getrennt gelagert. Das (l)-Carbamylalanin wurde in 200 cnr
Wasser gelöst, die Lösung wurde zum Sieden erwärmt, wobei eine äquimolare Menge 10%ige HCl langsam zugefügt wurde, und es wurde
anschließend im Vakuum getrocknet. Auf diese Weise erhielt man einen Rückstand von (l)-Alanin und Ammoniuaichlorid, aus dem
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das (l)-Alanin mittels einer üblichen Methode isoliert wurde,
Die auf den pH 8,5 gebrachten Mutterlaugen C zeigten nach 48-stündiger Lagerung bei 30-350C praktisch keine Drehkraft·
£ie wurden mit Chlorwasserstoff säure auf den pH-Wert 7 gebracht und im Vakuum auf ein Volumen von 100 cnr konzentriert, wodurch
das Natriumchlorid entfernt wurde. Es wurde bei etwa 6O°C filtriert, und der Niederschlag wurde mit 10-20 cnr gesättigter
Natriumchloridlösung, erwärmt auf 600C, gewaschen. Der Rückstand
auf dem Filter bestand aus praktisch reinem Natriumchlorid. Das filtrierte Produkt und die Waschlösung, die mit den Waschwässern
B vereint waren, wurden zu destilliertem Wasser gefügt, um ein Volumen von 500 car zu
genden Arbeitsgang verwendet.
genden Arbeitsgang verwendet.
•5
um ein Volumen von 500 cm zu erreichen, und in einem nachfol-
Die Verwendung von unlöslich gemachten Enzymen ermöglichte auch
die praktisch fast gänzliche Umwandlung von 5-Hydantoin in
(l)-Carbamylaminosäuren über lediglich einen Arbeitsgang, da es möglich war, die Racemisierung von (d)-5-Hydantoin durchzuführen,
wenn das (l)-5-Hydantoin verbraucht war.
556 g synthetisches 5-Methylhydantoin wurden in Wasser gelöst,
anschließend wurden Wasser und Natriumhydroxid zur Erzielung eines Volumens von 2 1 und eines pH-Werts von 8,5 zugefügt.
Unter Bezugnahme auf die beigefügte Fig. 1 wurde etwa die Hälfte
dieser Lösung in ein Gefäß A gefüllt, das 50 g einer Dihydropyrimidinase
umhüllenden Faser, hergestellt gemäß Beispiel 2, enthielt.
Die Faser war in einem ringförmigen Korb enthalten, der aus einem dichtmaschigen, auch nach oben hin geschlossenen Metallnetz
bestand. Das Gefäß A war mit einem Rührer, pH-stat und einer Stauvorrichtung ausgerüstet, die die behandelte Flüssigkeit
in ein weiteres Gefäß B leitete, das ebenfalls mit einem
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Rührer und einem pH-stat ausgerüstet war. Das Gefäß B hatte eine Entleerungsmöglichkeit am Boden, die mit einer peristaltischen
Pumpe C verbunden war, die dazu geeignet war, die Flüssigkeit aus dem Gefäß B in das Gefäß D zu pumpen, das über dem
Gefäß A angebracht und ebenfalls mit einer Stauvorrichtung ausgerüstet war.
Die Lösung, die nicht in das Gefäß A eintrat, wurde in das Gefäß B gebracht und mit Natriumhydroxid auf den pH-Wert 9,5
gebracht.
Die Pumpe C, die Rührer und die pH-staten wurden in Gang gesetzt, wobei einer der letztgenannten, der mit A verbunden
war, den pH-Wert bei 8,5 hielt und durch die Flüssigkeit mit dem pH-Wert 9,5» die in D enthalten war, gespeist wurde, und
der andere , der B verbunden war, den pH-Wert von 9,5 einhielt und mit einer 5-n-Natriumhydroxydlösung gespeist wurde.
Die Gefäße A und B wurden bei der Temperatur von 35°C gehalten.
Beim Ablauf der Reaktion floß die Flüssigkeit von D nach A, worin sich (l)-Carbamylalanin bildete, und von dort zu B, wo
aufgrund des höheren pH-Werts überschüssiges (d)-5-Methylhydantoin sehr rasch racemisierter
•τ.
Die Reaktion wurde bis zum Verbrauch von 730 cm 5 n-NaOH fortgeführt,
und anschließend wurde die Natriumhydroxydzugabe unterbrochen,und die Reaktion weitere 3-4 Std. fortgeführt, wobei
sich der pH-Wert in dem Gefäß B allmählich verminderte.
Die gesamte Lösung wurde anschließend in lediglich einem Gefäß gewonnen, in das konzentrierte Chlorwasserstoffsäure langsam
unter schwachem Rühren in einer der Gesamtmenge an verwendetem Natriumhydroxyd entsprechenden Menge zugefügt wurde.(I)-Carbamylanalin
kristallisierte reichlich aus, und seine Abschei-
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dung wurde durch Kühlen auf etwa O0C während einiger Stunden
beschleunigt."
Das kristallisierte,- durch Filtration abgetrennte Produkt wurde
mit einer geringen MengeTWasser bei 00C gewaschen und enthielt
etwa 480 g durch Wasser und Spuren von Natriumchlorid verunreinigtes (l)-Carbamylalanin.
Weitere Produktmengen konnten durch eine geeignete Behandlung der Mutterlaugen und Waschwässer erhalten werden.
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Claims (9)
- PatentansprücheVerfahren zur Herstellung von einer der beiden stereoisomeren Formen von Carbamylaminosauren und anschließende mögliche Herstellung der entsprechenden Aminosäure aus dem gebildeten Stereoisomeren, dadurch gekennzeichnet, daß mana) eine racemische Verbindung der allgemeinen Formel
-NR I1 I CH - χ ι. / co NH \ worin X die Bedeutung yon CO, CS oder 0 hat, R dievjrassers-üofi oder von Bedeutung voirfKohlenwasserstoffresten mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen besitzt, R^ der Rest eines Aminosäuremoleküls ist, aus dem die Gruppe- CH - ΜΗΛ
ϊ 2.COOHentfernt wurde, in Anwesenheit eines Enzyms hydrolysiert , das auf die racemische Verbindung in streng selektiver Hydrolyse von lediglich einer der optisch aktiven Formen wirkt,b) aus dem Hydrolyseprodukt die lediglich gebildete stereoisomere Form abtrennt,409847/1160c) die andere Form in Lösung zur Racemisierung durch Beeinflußung von Temperatur und pH-Wert verwendet,d) die racemische Verbindung in das Verfahren zurückführt, um sie der Einwirkung eines Enzyms auszusetzen, das dazu geeignet ist, lediglich auf eine der optisch aktiven Formen einzuwirken, unde) gegebenenfalls die durch enzymatische Hydrolyse erhaltene stereoisomere Carbamylaminosäure in die entsprechende Aminosäure umwandelt. - 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Enzym aus den üblichen Enzymen gewählt wird, von denen bekannt ist, daß sie Verbindungen der gleichen Klasse, die jedoch kein asymmetrisches Kohlenstoffatom aufweisen, hydrolysieren.
- 3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß X die Bedeutmg von CO hat, die der Hydrolyse unterzogenen Verbindungen daher Hydantoine sind, die Substituenten in der 5-Stellung enthalten, wobei das verwendete Enzym ein Enzym ist, das dazu geeignet ist, die racemischen Verbindungen in streng selektiver Hydrolyse von lediglich der 1-Form zu beeinflußen, dieses Enzym ausgewählt wird aus der Klasse der üblichen Enzyme, die dazu geeignet sind, Hydantoine ohne asymmetrisches Kohlenstoffatom zu hydrolysieren, die erhaltene L-Form abgetrennt wird und die zurückbleibende d-Form in wäßriger Lösung bei erhöhter Temperatur und einem pH-Wert über 7, vorzugsweise über 8 racemisiert wird, und das racemisierte Produkt anschließend einer enzymatischen Hydrolyse unterzogen wird.
- 4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stufen unter Verwendung von Enzymen diese in Form von Enzymen verwendet werden, die an einen Träger gebunden sind oder von einer Trägerstruktur,409847/1160vorzugsweise einer Faserstruktur, umhüllt sind.
- 5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (1)-Carbamylaminosäuren in die entsprechenden (l)-Aminosäuren durch einfaches Erwärmen in
wäßriger Lösung und allmähliche Zugabe einer äquimolaren
Säuremenge umgewandelt werden. - 6. .Verfahren gemäß einem der "vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Racemisierung der d-Verbindung, die nicht hydrolysiert ist, ohne vorherige Abtrennung des 1-•Produkts, das sich aus der Hydrolyse ergibt, durchgeführt
wird. - 7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Racemisierung der d-Verbindung,
zusammen mit der enzymatischen Hydrolyse durchgeführt wird» - 8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Enzym aus Kalbsleber extrahierte Dihydropyrimidnase ist.
- 9. Verbindungen, erhalten gemäß dem Verfahren eines der vorhergehenden Patentansprüche.409847/1160
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