DE2539693A1 - Verfahren zur herstellung von lysin - Google Patents

Verfahren zur herstellung von lysin

Info

Publication number
DE2539693A1
DE2539693A1 DE19752539693 DE2539693A DE2539693A1 DE 2539693 A1 DE2539693 A1 DE 2539693A1 DE 19752539693 DE19752539693 DE 19752539693 DE 2539693 A DE2539693 A DE 2539693A DE 2539693 A1 DE2539693 A1 DE 2539693A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reaction
acyl
lysine
hcn
piperidine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19752539693
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Dipl Chem Dr Jensen
Michael Dipl Phys Dr Mitzlaff
Klaus Dipl Chem Dr Warning
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Priority to DE19752539693 priority Critical patent/DE2539693A1/de
Publication of DE2539693A1 publication Critical patent/DE2539693A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D211/00Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings
    • C07D211/04Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D211/06Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D211/36Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D211/40Oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D233/00Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
    • C07D233/54Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D233/66Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D233/72Two oxygen atoms, e.g. hydantoin
    • C07D233/76Two oxygen atoms, e.g. hydantoin with substituted hydrocarbon radicals attached to the third ring carbon atom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hydrogenated Pyridines (AREA)

Description

  • Serfahren zur Herstellung von Lysin" Lysin (- 2,6-Diaminocapronsäure) ist eine "essentielle" Aminosäure, welche für die Proteinsynthese im menschlichen Organismus notwendig ist, die aber vom Körper nicht selbst synthetisiert werden kann. Sie muß daher mit der Nahrung zugeführt werden.
  • Auch in der Tierernährung spielt das Lysin eine wichtige Rolle. Insbesondere für die Produktion hochwertiger Fleischsorten ist es notwendig, für einen ausreichenden Lysingehalt des Futters zu sorgen. Dies kann durch lysinreiche Zusätze natürlichen Ursprungs wie z.B. Fischmehl oder Soja, erreicht werden; jedoch unterliegen Verfügbarkeit, Preis unc' Qualität solcher biologischen Zusätze natürlichen Sc@wankungen. Daher besteht ein besonderes Interesse an eisiger von solchen Gegebenheiten unabhängigen Lysinquelle.
  • Die konzentrierteste und zugleich einfachste Form einer solchen Lysinquelle ist synthetisch gewonnenes Lysin, das z.B. als Monohydrochlorid der Nahrung bzw. dem Futter beigemischt werden kann. Aus diesem Grund sind gemische Verfahren, die die Synthese von Lysin oder von Lysinsalzen betreffen, von erheblicher kommerzieller Bedeutung.
  • Von den zahlreichen in der Literatur beschriebenen Lysinsynthesen ist jedoch kaum eine bisher in das Stadium einer großtechnischen Anwendung gelangt. Die Gründe hierfür sind verschiedenster Natur.
  • So steht häufig die Verwendung seltener, schwer zugänglicher und damit sehr kostspieliger Ausgangssubstanzen einer kommerziellen Nutzung entgegen. Auch der bei einigen Verfahren notwendige Einsatz von aggressiven und die Umwelt belastenden Chemikalien, wie z.B. Phosgen, Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid, Oleum, Nitriersäure (siehe etwa NL-OS 68 169 99, US-PS 3 096 326, NL-OS 64 089 90) sowie von Substanzen, die aufgrund ihrer chemischen Natur instabil und gefährlich sind wie z.B. N-Chlorverbindungen, Alkylnitrite etc. (siehe etwa US-PS 2 934 541 sowie Chem. Ind.
  • 1959, 996) schränkt die Anwendung solcher chemischer Reaktionen im großen Maßstab erheblich ein. Schließlich verringert in vielen Fällen eine vielstufige komplexe Synthese - häufig belastet durch die Bildung unerwünschter Nebenprodukte - die Gesamtausbeute an Lysin so drastisch, daß auch hier eine Durchführung im größeren Ausmaß nicht in Frage kommt. (siehe z.B. die US-PS 3 031 490). Es war daher wünschenswert und bestand die Aufgabe, eine einfachere Lysinsynthese zu entwickeln, bei der einfache, leicht darstellbare Ausgangsstoffe zum Einsatz kommen und bei der auch keine die Umwelt belastenden Produkte entstehen.
  • Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man ein l-Acyl-2-alkoxypiperidin der Formel in der R1 Wasserstoff, einen (geradkettigen oder verzweigten) Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder den Phenylrest R2 einen (geradkettigen oder verzweigten) Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, mit mindestens äquimolaren Mengen HCN und N sowie gegebenenfalls noch C02 in einem wässerigen und/oder alkoholischen Reaktionsmedium in einem Temperaturbereich von ca. 70 bis 1500C, vorzugsweise von ca. 90 bis 1200C unter im wesentlichen autogenen Druck umsetzt und das gebildete Reaktionsprodukt, welches im Falle der Umsetzung mit HCN und N ein Aminonitril und im Falle der Umsetzung mit HCN, N und C02 ein Hydantoin ist, in an sich bekannter Weise verseift. Es wird hierbei Lysin in Form eines seiner Salze erhalten, woraus gewünschtenfalls das Lysin in bekannter Weise, etwa über Ionenaustauscher, in freier Form gewonnen werden kann.
  • Die 1-Acyl-2-alkoxypiperidine (1), von denen das erfindungsgemäße Verfahren ausgeht, sind neue Verbindungen, welche nach dem in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P .. .. ... (HOE 75/F 235 ) beschriebenen elektrochemischen Verfahren hergestellt werden. Im vorliegenden Fall geht dieses elektrochemische Verfahren aus von 1-Acyl-piperidin worin R die gleiche Bedeutung besitzt wie in Formel (1).
  • Das l-Acyl-piperidn wird mit einem Alkohol der Formel R20H worin R2 ebenfalls die bei Formel (I) angegebene Bedeutung besitzt, in Gegenwart eines Tetraalkylammoniumtetrafluoro borats, -hexafluorophosphats und/oder eines Tetraalkyl ammoniumnitrats als Leitsalz bei Temperaturen bis ca. 1000C in einer Elektrolysezelle mit ruhendem oder strömendem Elektrolyten elektrolysiert. Vorzugsweise wird die Elektrolyse mit N-Formyl- oder N-Acetyl-piperidin (R1 = H oder OH3) in Methanol (R2 = CH) durchgeführt, wenngleich natürlich auch N-Acyl-piperidine mit höheren Acylresten (R1 = CzH5, n- und i-C3H7, n-C4Hg, 06H5 etc.) sowie als Alkohole Äthanol, die Propanole und Butanole, verwendbar sind. Die Tetraalkylammoniumionen in den Leitsalzen besitzen Alkylreste mit 1 bis 6, vorzugsweise mit 1 bis 4 0-Atomen, insbesondere die Methyl-und Äthylgruppen. Als Leitsalze können in beispielhafter Weise genannt werden: Tetramethylammoniumtetrafluoroborat, Tetraäthylammoniumtetrafluoroborat, Tetra-n-butylammoniumtetrafluoroborat, Tetraäthylammoniumhexafluorophosphat, Tetra-n-propylammoniunhexafluorophosphat, Tetra-n-butylammoniumhexafluor ophosphat, Tetramet hy lammoniumnitrat etc.
  • Bevorzugte Leitsalze sind die Tetraalkylammoniumsalze der Tetrafluoroborsäure, und hier vor allem das Tetramethylammoniumtetrafluoroborat.
  • Die Konzentration der Elektrolyse lösung an Leitsalz soll etwa 0,01 bis etwa 2,0 Mol/l, vorzugsweise etwa 0,02 bis 1,0 Mol/l betragen. Als Elektrolysetemperatur hat sich ein Bereich von ca. -10 bis +1000C, vorzugsweise ca. O bis 600C bewährt.
  • In der Elektrolyse lösung sind Molverhältnisse von N-Acylpiperidin zu Alkohol im Bereich von etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 100 möglich; bevorzugt sind Molverhältnisse von etwa 1 : 2 bis etwa 1 : 60, insbesondere von etwa 1 : 5 bis etwa 1 : 50.
  • Die angewandte Strommenge soll nicht mehr als etwa 2 bis 2,5 Faraday pro Mol N-Acylpiperidin betragen, da bei einem höheren Stzomaufwand dann ein zweifach alkoxyliertes N-Acylpiperidin entsteht. Die Stromdichte wird hier zwischen zwischen ca. 1 un<t 50 A/dm2, vorzugsweise zwischen ca. 2 und 30 A/dm2 eingestellt. Niedrigere Stromdichten verlangsamen die Produktbildung. Die Elektrolyse kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich betrieben werden,etwa in einer Elektrolysezelle wie in der DT-OS 2 113 338 angegeben.
  • Nach dem Durchleiten der gewünschten Strommenge wird der Elektrolysestrom abgeschaltet, der Elektrolyseaustrag wird vom Leitsalz befreit und in bekannter Weise vorzugsweise destillativ aufgearbeitet. Die 1-Acyl-2-alkoxypiperidine fallen bei diesem Elektrolyseverfahren in so hoher Reinheit an, daß sie nach partiellem Abdestillieren des im Überschuß eingesetzten Alkohols und Abfiltrieren des dabei auskristallisierenden Leitsalzes ohne weitere Reinigung, d.h. ohne daß sie selbst destilliert werden, für die erfindungsgemäße Lysinsynthese eingesetzt werden können. Die l-Acvl-2-alkoxypiperidine sind farblose, im Vakuum unzersetzt destillierbare Flüssigkeiten.
  • Die 1-heyl-piperidine (II), von welchen das geschilderte Elektrolyseverfahren ausgeht, werden ihrerseits in einfacher Weise quantitativ durch die Umsetzung von Piperidin mit einem Acylierungsmittel, z.B. einem Säurechlorid, einem Saureanhydrid oder einem Ester, gewonnen. Beispielhaft hierfur sind die Reaktionen von Piperidin mit Ameisensäuremethylester (vgl. K. Auwers, Zeitschrift für physikalische Chemie 15 aus dem Jahre 1894, Seite 45) oder mit Essigsäureanhydrid (vgl. A.W. Hofmann, Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 16 aus dem Jahre 1883, Seite 588), welche mit ca. 96 %iger Ausbeute zu 1-Formylpiperidin bzw. 1-Acetylpiperidin führen.
  • Die Verwendung von Carbonsäureestern mit (C1 bis C4)-Alkoholen als Acylierungsmittel für das Piperidin hat den besonderen Vorteil, daß außer dem gewünschten 1-Acyl-piperidin nur der jeweilige Alkohol als Nebenprodukt entsteht. Dieser braucht dann von dem Acyl-piperidin nicht entfernt zu werden, da er als Reaktand bzw. Lösungsmittel für die als nächste Stufe vorgesehene elektrochemische Alkoxylierung dienen kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren besteht nun in einer Umsetzung eines 1-Acyl-2-alkoxypiperidins (I) mit HCN und NH3 und gegebenenfalls noch CO. Die dabei ablaufenden Reaktionen können formal durch folgende Formelgleichungen dargestellt werden: sowie - wenn noch C02 mit verwendet wird - nach Es ist als ausgesprochen überraschend anzusehen, daß bei der gemeinsamen Einwirkung von HCN und N1 auf l-Acyl-2-alkoxypiperidine (I) bei höherer Temperatur das Aminonitril (III) des # -Acylamino-valeraldehyds, in Gegenwart von C02 das 5-(4-Acylaminobutyl)-hydantoin (IV) entsteht und nicht etwa die Verbindung welche aus den 1-Acyl-2-alkoxypiperidinen durch Skoholabspaltung im sauren Bereich oder bei erhöhter Temperatur sehr leicht entsteht, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch a g lenlaiis nur in Spuren natchzuweisen ist Im alkalischen und neutralen wässerigen Milieu sind die 1-Acyl-2-alkoxypiperidine (I) im übrigen sehr stabil; eine hydrolytische Ringöffnung der auch als N,O-Acetale auffassbaren Verbindungen kann in neutralem wässerige hfilieu nicht nachgewiesen werden.
  • Wie aus den vorstehenden Formelgleichungen A und B ersichtlich, werden für die erfindungsgemäße Umsetzung pro Mol l-Acyl-2-alkoxypiperidin äquimolare engen HCN, N und CO2 benötigt. Es hat sich jedoch für den Ablauf der Reaktion in der Praxis als günstig erwiesen, die billigeren Reaktionspartner in einem etwa 10 bis 200 %igen, vorzugsweise etwa 10 bis 50 %igen molaren Ueberschuß gegenüber dem Piperidinderivat (I) einzusetzen, um einen möglichst hohen Umsatz dieses wertvollen Produkts zu gewährleisten. Die Reaktanden und C02 können, wenn sie bei der nach Gleichung B verlaufenden Reaktion gemeinsam verwendet werden, als solche oder aber in Form von Verbindungen, welche unter den gewählten Reaktionsbedingungen S und C02 abgeben (wie z.B.
  • Ammoniumcarbonat, -hydrogencarbonat, Harnstoff und dergl.) eingesetzt werden.
  • Als Reaktionsmedium für die erfindungsgemäße Reaktion eignet sich Wasser sowie auch mit Wasser verdünnte niedere Alkohole, weil diese polaren Solventien die Reaktionspartner gut lösen.
  • Die Verwendung eines Alkohols, dessen organischer Rest gleich dem Rest R des Ausgangs-Acyl-alkoxy-piperidins (I) ist, ist zweckmäßig. Die Reaktion erfordert in an sich bekannter Weise in Gegenwart von Wasser; vorzugsweise mindestens ein dem eingesetzten Piperidinderivat äquimolarenWassermenge ;im allgemeinen werden jedoch als Lösungsmittel pro Gewichtsteil der Acyl-alkoxypiperidinverbindung (I) etwa 2 bis 10 Gewichtsteile oder mehr,vorzugsweise etwa 3 bis 5 Gewichtsteile Wasser oder eines niederen Alkohols oder von Gemischen von Wasser und Alkohol verwendet. Bei Verwendung von Alkohol allein müßte diesem Wasser, vorzugsweise mindestens die dem eingesetzten Piperidinderivat äquimolare Menge, zugesetzt werden.
  • Die obere Grenze der Lösungsmittelmenge ist nicht kritisch und wird im allgemeinen durch technische Überlegungen (Destillationsaufwand) bestimmt.
  • Als günstiger Temperaturbereich für den Ablauf der erfindungsgemäßen Umsetzung, und zwar sowohl derjenigen nach der vorstehenden Formelgleichung A als auch nach Gleichung B - hat sich ein solcher etwa zwischen 70 und 1500C, vorzugsweise zwischen etwa 90 und 120°C, erwiesen. Die Umsetzung wird vorteilhaft in einem geschlossenen Reaktionsgefäß unter im wesentlichen autogenem Druck durchgeführt. Unter diesen Reaktionsbedingungen dauert die Reaktion durchschnittlich etwa 4 bis 8 Stunden0 Das gebildete Aminonitril (III) bzw. Hydantoin (IV) muß dann noch verseift werden. Die Verseifung geschieht in für diese Verbindungsklassen üblicher Weise. Zweckmäßig sind Verseifungstemperaturen von etwa 150 bis 2000C sowie die Durchführung im geschlossenen Reaktionsgefäß unter autogenem Druck,um das System in der flüssigen Phase zu halten. Unterdiesen Bedingungen betragen die Verseifungszeiten etwa 2 bis 6 Stunden. Die zur Verseifung verwendete Säure bzw.
  • Base wird vorzugsweise in einer Menge von etwa 3 bis 10 Äquivalenten pro Mol Aminonitril (III) bzw. Hydantoin (IV) eingesetzt. Im Falle der Verseifung des Aminonitrils (III) ist es allerdings zweckmäßig, als Verseifungsmittel nur starke Säuren, insbesondere starke Mineralsäuren wie z.B.
  • Salzsäure, und keine Basen zu verwenden. Es fällt dann das Lysinsalz der zur Hydrolyse verwendeten Säure - im Falle der Salzsäure also Lysinhydrochlorid - (als Racemat) an.
  • Während das Aminonitril (III) für die Hydrolyse nach Entfernung der gasförmigen Reaktanden ohne weitere Reinigung eingesetzt werden kann, kann das Hydantoin (IV) vor der Verseifung durch Filtration abgetrennt werden, da es als Feststoff ausfällt. Durch partielles Abdestillieren des Lösungsmittels können aus der Mutterlauge weitere Anteile an kristallinem Produkt gewonnen werden. Für die Verseifung des Hydantoins (IV) eignen sich - wie dies in der Literatur für die Verseifung von 5-(cv-Aminoalkyl)-hydantoine beschrieben ist (siehe z.B. DT-OS 2 241 875 und FR-OS 2 154 181) - sowohl Säuren als auch Basen, wobei nicht nur der Hydantoinring in bekannter Weise zur CC -Aminocarbonsäure abgebaut, sondern überdies der Acylrest in der Seitenkette in Form der diesem Acylrest zugrunde liegenden Carbonsäure abgespalten wird, so daß bei dieser Reaktion das Lysin als Salz der zur Verseifung eingesetzten Säure bzw. Base entsteht. Der Ablauf der Verseifung kann durch folgende Reaktionsgleichung summarisch wiedergegeben werden: R1-COOH + H2N(CH2)4 -CH(NH2)-COOH + C02 + N Als Säuren für die Verseifung kommen hier, ebenso wie für die Verseifung des Aminonitrils (III) insbesondere starke Mineralsäuren wie Salzsäure und Schwefelsäure, und als Basen starke Basen wie die Alkali- und Erdalkalihydroxyde, vor allem NaOH, KOH und Ca(OH)2, in Frage.
  • Das bei der Verseifung anfallende Reaktionsgemisch wird in Ub~icher Weise aufgearbeitet, d.h. destillative Entfernung der flichtigen Substanzen wie Ng, C02 und H20 sowie Isolierung des Lysinsalzes der zur Hydrolyse verwendeten Säure oder Base mittels eines geeigneten Lösungsmittelsystems (z.B. Äthanol/ Äther). Das freie Lysin kann aus den Salzen etwa mit Hilfe von Ionenaustauschern gewonnen werden.
  • Das Lysin bzw. dessen Salze fallen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren als Racemat an, das mittels bekannter Methoden in die optischen Antipoden - falls dies gewünscht wird - gespalten werden kann. Die Spaltung kann z.B. durch Inokulation der übersättigten Lösung eines geeigneten Lysinsalzes, z.B.
  • des Lysinsulfanilats (siehe DT-OS 2 421 291) mit einem Impfkristall, durch Bildung von Diastereomeren unter Zuhilfenahme einer optisch aktiven Säure oder mittels enzymatischer Methoden erfolgen.
  • Das bei der erfindungsgemäßen Umsetzung von 1-Acyl-2-alkoxypiperidin (I) mit HCN, N und C02 gebildete Hydantoin (IV), welches in kristalliner Form anfällt, braucht allerdings nicht durch Filtration abgetrennt und in einem gesonderten Reaktionsschritt der alkalischen oder sauren Verseifung unterworfen werden, sondern es kann das Reaktionsgemisch, wie es bei dieser Reaktion anfällt, nach Befreiung von den flüchtigen Reaktionspartnern (NH3, C02) mit der entsprechenden Menge Säure oder Base versetzt und anschließend der Verseifung unterworfen werden. Dies stellt sogar die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, da hier eine Lysinausbeute von über 73 % der Theorie, bezogen auf das eingesetzte 1-Acyl-2-alkoxypiperidin (I) erreicht wird. Die Tatsache, daß bei der direkten Verseifung des Reaktionsgemisches eine deutlich höhere Lysinausbeute erzielt wird als aufgrund der isolierten Menge an Hydantoin (IV) zu erwarten ist, deutet darauf hin, daß bei dieser Arbeitstechnik auch noch weitere Anteile des Hydantoins erfasst werden, die nicht spontan aus dem Reaktionsgemisch auskristallisieren. Diese Verfahrensweise hat neben der höheren Ausbeute den weiteren Vorzug, daß die erfindungsgemäße Reaktion einschließlich der Verseifung in ein und demselben Reaktionsgefäß durchgeführt werden kann.
  • Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Darstellung der Ausgangsprodukte 1-Acyl-2-alkoxypiperidin (I): a) 1 Formyl-2-methoxypiperidin In eine ungeteilte Elektrolysezelle von etwa 1000 ml Inhalt mit Deckel und kfluR hler wird eine Mischung n aus 5 l-Formylpiperidin und 495,3 g Methanol eingefüllt, in der 2,41 g Tetramethylammoniumtetrafluoroborat als Leitsalz gelöst sind. Zwei konzentriscn angeordnete Platinnetzzylinder mit 225 Maschen pro cm2 mit 24 und S6 mm Durchmesser bei 95 mm Höhe tauchen als Elektroden in die Lösung. Die äußere Elektrode wird als Anode geschaltet. Die Temperatur wird während der Elektrolyse auf 200C gehalten. Nach Einschalten des Elektrolysegleichstroms beträgt die Anodenstromdichte 3 A/dm2.
  • Nachdem eine Strommenge von 2,0 Faraday pro Mol l-Formylpiperidin aufgewendet worden ist, wird die Stromzufuhr unterbrochen. Die errechnete mittlere Zellenspannung beträgt 21,7 V.
  • Nach Aufarbeiten der Elektrolytlösung in an sich bekannter Weise (Eindampfen des Lösungsmittels, Abfiltrieren des Leitsalzes, Destillation des Reaktionsproduktes im Vakuum) erhält man 199,6 g l-Formyl-2-methoxypiperidin (92,9 % Materialausbeute; 92,9 ffi Stromausbeute).
  • l-Formyl-2-methoxypiperidin C7 Hj a NO2 MG 143,2 Kp: 560C/0,l mm Hg nD20 = 1,4763 Analyse: ber.: C 58,7 %; H 9,2 %; N 9,8 % gef.: C 58,6 %; H 9,2 %; N 9,4 % b) 1-Acetyl-2-methoxypiperidin In gleicher Weise wie in Beispiel (a) werden elektrolysiert 190,8 g l-Acetylpiperidin und 480,7 g Methanol in Gegenwart von 3,34 g Tetramethylammoniumtetrafluoroborat als Leitsalz.
  • Nach Durchgang einer Ladungsmenge von 2,0 Faraday pro Mol l-Acetylpiperidin wird die Stromzufuhr unterbrochen. Die errechnete mittlere Zellspannung beträgt 28,9 V.
  • Die Aufarbeitung der Elektrolytlösung liefert 217,4 g l-Acetyla-methoxypiperidin (92,2 us Materialausbeute; 92,2 po Stromausbeute).
  • l-Acetyl-2-methoxypiperidin C8H15NO2 MG 157,2 Kp: 72°-77°C/0,5-1,0 mm Hg nD20 = 1,4722 Analyse: ber.: C 61,1 %; H 9,6 %; N 8,9 % gef.: C 61,1 %; H 9,5 %; N 9,0 % Erfindungsgemäßes Verfahren: Beispiel 1: Eine Lösung bzw. Suspension von 78,5 g l-Acetyl-2-methoxypiperidin, 43,45 g Ammoniumhydrogencarbonat und 14,85 g Cyanwasserstoff in 300 ml Wasser wird 4 Stunden lang in einem Ruhrautoklaven aus Chromnickelstahl auf 1000C unter autogenem Druck erhitzt. Beim Abkühlen kristallisieren 51,8 g Acetylaminobutyl)-hydantoin aus (48,6 % d. Th.).
  • 5-(4-Acetylaminobutyl)-hydantoin C9H15N3 °3 a N 0 MG 213,2 Fp.: 2020-2030C (Wasser) Analyse ber.: C 50,7 %; H 7,1 %; N 19,7 %; 0 22,5 ffi gef.: C 50,4 %; H 6,9 %; N 19,4 %; 0 22,4 % In der Mutterlauge lassen sich dünnschichtchromatographisch und 1H-NMR-spektroskopisch weitere Mengen an 5-(4-Acetylaminobutyl )-hydantoin nachweisen.
  • 50 g 5-(4-Acetylaminobutyl)-hydantoin werden nun mit 500 ml konzentrierter wäpriger Salzsäure 4 Stunden lang in einem Eanaille-Autoklaven auf 1700C erhitzt. Anschließend entfernt man die überschüssige Salzsäure und das Wasser unter vermindertem Druck und extrahiert den verbleibenden Rückstand erschöpfend mit Aethanol. Aus dieser Lösung kann das Lysin in Form seines Monohydrochlorids durch Zugabevon 40 g Pyridin in 100 ml Aethanol ausgefällt werden.
  • Ausbeute: 37,9 g Lysinmonohydrochlorid (90,3 r d. Ths bezogen auf das Hydantoin) Fp.: 2500 - 2600C (Zers.) Beispiel 2: Eine Lösung oder Suspension von 78,5 g l-Acetyl-2-methoxypiperidin, 197,5 g Ammoniumhydrogencarbonat und 14,85 g Cynwasserstoff in 300 ml Wasser wird 8 Stunden lang auf 1000C in einem Rührautoklaven aus Chromnickelstahl gehalten. Man destilliert unter vermindertem Druck den AmmoniaküberschuS ab und versetzt mit 1 Liter konzentrierter Salzsäure. Die Reaktionsmischung wird 4 Stunden lang bei 1700C in einem Emaille-Autoklaven gerührt und anschließend unter vermindertem Druck von überschüssiger Salzsäure und Wasser befreit. Den festen Rückstand extrahiert man erschöpfend mit Aethanol.
  • Versetzt man diesen Extrakt mit einer Lösung von 40 g Pyridin in 100 ml Aethanol, fallen 66,9 g Lysinmonohydrochlorid (73,3 % d. Th.) aus.
  • Fp.: 2500-2600C (Zers.) Beispiel 3: Eine Lösung bzw4 Suspension von 71,5 g l-Formyl-2-methoxypiperidin, 43,45 g Ammoniumhydrogencarbonat und 14,85 g Cyanwasserstoff in 300 ml Wasser wird 4 Stunden lang wie in Beispiel (2) auf 1o0°C gehalten. Die Aufarbeitung erfolgt nach der dort gegebenen Vorschrift.
  • Ausbeute: 18,9 g Lyslnmonohydrochlorid (20,7 % d. Th.) Fp.: 250°- 260°C (Zers.) BeisPiel 4: Eine Lösung von 78,5 g 1-Acetyl-2-methoxypiperidin und 27 g Cyanwasserstoff in 350 ml konzentrierter wäßriger Ammoniaklösung wird 8 Stunden bei 1000C in einem Rührautoklaven aus Chromnickelstahl unter autogenem Druck gehalten. Anschließend befreit man das Reaktionsgemisch im Vakuuum von überschüssigem Ammoniak, versetzt mit 1 Liter konzentrierter Salzsäure und verseift bei 1700C in einem Emaille-Autoklaven. Das dabei gebildete Lysinhydrochlorid läßt sich mit einem Aethanol extrahieren und durch Zugabe von Pyridin in Form des kristallinen Lysinmonohydrochlorids abscheiden.
  • Ausbeute: 34,7 g Lysinmonohydrochlorid (38,0 % d. Th.) Fp.: 2500-2600C (Zers.)

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCKE : Verfahren zur Herstellung von Lysin in Form von dessen Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 1-Acyl-2-alkoxypiperidin der Formel in der R1 Wasserstoff, einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder den Phenylrest und R2 einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, mit mindestens äquimolaren Mengen HCN und % sowie gegebenenfalls C02 in einem wässerigen oder wässerig-alkoholischen Reaktionsmedium in einem Temperaturbereich von etwa 70 bis iOOC, vorzugsweise von etwa 90 bis 120°C, unter im wesentl:.chen autogenem Druck umsetzt, und das gebildete Reaktionsprodukt, welches im Falle der Umsetzung mit HCN und NH3 ein Aminonitril und im Falle der Umsetzung mit HCN, NH3 und C02 ein Hydantoin ist, in an sich bekannter Weise verseift.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein solches 1-Acyl-2-alkoxypiperidin als Ausgangsmaterial verwendet, in welchem R1 = H oder CH3 und R2 = CH.
  3. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionspartner HCN, N und CO2 in ca. 10 bis 200, vorzugsweise ca. 10 bis 50 %igem molaren Überschuß gegenüber dem Piperidinderivat (I) verwendet werden.
  4. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verseifung des Umsetzungsprodukts von (I) mit HCN, NH3 und C02 nach Entfernung überschüssiger flüchtiger Reaktanden ohne besondere Isolierung desselben vornimmt.
DE19752539693 1975-09-06 1975-09-06 Verfahren zur herstellung von lysin Withdrawn DE2539693A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752539693 DE2539693A1 (de) 1975-09-06 1975-09-06 Verfahren zur herstellung von lysin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752539693 DE2539693A1 (de) 1975-09-06 1975-09-06 Verfahren zur herstellung von lysin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2539693A1 true DE2539693A1 (de) 1977-03-17

Family

ID=5955760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752539693 Withdrawn DE2539693A1 (de) 1975-09-06 1975-09-06 Verfahren zur herstellung von lysin

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2539693A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2499560A1 (fr) * 1981-02-12 1982-08-13 Degussa Procede de preparation de solutions aqueuses de sels de sodium d'acide alpha-aminocarboxyliques

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2499560A1 (fr) * 1981-02-12 1982-08-13 Degussa Procede de preparation de solutions aqueuses de sels de sodium d'acide alpha-aminocarboxyliques

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10203122A1 (de) Verfahren zur Herstellung von substituierten Acrylsäureestern bzw. deren Einsatz zur Herstellung von substituierten gamma-Aminosäuren
EP0030609B1 (de) Verfahren zur Herstellung von N-alpha-Alkoxyalkyl-carbonsäureamiden sowie einige Vertreter dieser Verbindungsklasse und deren Folgeprodukte
CH623459A5 (de)
EP0019225B1 (de) Verfahren zur Herstellung von N-Vinyl-N-alkyl-carbonsäureamiden
EP3655413B1 (de) Herstellung von glufosinat durch umsetzung von 3-[n-butoxy(methyl)phosphoryl]-1-cyanopropylacetat zu einer mischung aus n-butyl(3-amino-3-cyanopropyl)-methylphosphinat und (3-amino-3-cyanopropyl)-methylphosphinsäure ammoniumsalz
DE1493433B2 (de) Verfahren zur herstellung von sekundaeren aminoparaffinen mit primaerer aminogruppe
DE2539693A1 (de) Verfahren zur herstellung von lysin
DE3026094C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Cyclopropancarbonsäureamiden
EP0082396B1 (de) Verbessertes Verfahren zur Herstellung von 1,3-disubstituierten 4,5-cis-Dicarboxy-2-imidazolidonen
DD244552A5 (de) Verfahren zur herstellung von azetidin-derivaten
DE2813712A1 (de) Verfahren zur trennung von racemischen alpha-aminonitrilen
DE2220256A1 (de) N-(o- bzw. p-nitrobenzoyl)-sulfoximine, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung derselben
DE2556761A1 (de) Verfahren zur herstellung von ornithin
EP0006140B1 (de) Verfahren zur Herstellung von alpha-Hydroxycarbonsäureamiden
EP0010165B1 (de) Verfahren zur Herstellung von 6-Hydroxypyrid-2-onen
EP0171046B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Pantolacton
EP0028375B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Phenylessigsäure und von deren einfachen Derivaten
DE2538231A1 (de) Verfahren zur herstellung von aminoacetaldehydacetalen
DE2058237C (de)
DE2558399A1 (de) Herstellung von 3,6-dichlorpicolinsaeure
DE2259791A1 (de) Verfahren zur herstellung von thionamiden
EP1019356A2 (de) Verfahren zur herstellung von 3-hydroxy-2-methylbenzoesäure
EP0691422A1 (de) Verfahren zur Herstellung substituierter Diaminodicarbonsäurederivate
DD152131A5 (de) Verfahren zur herstellung von diazoniumtetrafluoroboraten
DE970435C (de) Verfahren zur Herstellung basisch substituierter Phenylacetamide

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal