197561. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N-acetil-D(L)alfa-amino-karbonsavak racemizálására
197561 A találmány tárgya eljárás N-acetil-D (L) - -a-amino-karbonsavak racemizálására, a karbonsavak olvadékának magasabb hőmérsékletre való melegítésével. Az N-acetil-D (L) -a-amino-karbonsavak sóik formájában képződnek az N-acetil-D,L-a-amino-karbonsavak sóinak L-aminosav-acilázzal végzett enzimatikus hidrolízise folyamán. Túlnyomórészt N-acetil-D-a-amino-karbonsavakból állnak és emellett kis mennyiségű megfelelő N-acetil-L-a-amino-karbonsavat tartalmazhatnak. Ezeket általában a hidrolízis folyamáiT képződött L-a-amino-karbonsavak elkülönítése után racemizálják és ismét alkalmazzák’' az .enzimatikus hasításhoz. N - a c et i l - D ( E ) am i n os a v a k vizes oldatban és ecetsavanhidrid jelenlétében való racemizálása ismert (Japan Kokai 76, 138603). Ugyancsak ismert ammónium-N-acetil-L- (-(- ) -a-amino-fenil-acetát racemizálása, jégecetes oldatban, feleslegben alkalmazott ecetsavanhidrid jelenlétében. (DD-149214 sz. szabadalmi leírás). Ismeretes továbbá, hogy N-acetil-D (L) - -a-amino-karbonsavak olvadékát magasabb hőmérsékletre hevítve azok racemizálódnak. A teljes racemizálódás eléréséhez azonban viszonylag hosszú tartózkodási idő szükséges, ami erős elszíneződéshez és jelentős mennyiségű bomlástermék képződéséhez vezet. A találmány szerinti eljárást az jellemzi, hogy az olvadékhoz az alkalmazott N-acetil-D (L) - a-amino-karbonsavra vonatkoztatva 0,1—2 tömeg% ecetsavanhidridet adunk, majd T (percekben) tartózkodási időn keresztül 115 és 210°C közötti hőmérsékletre melegítjük, mimellett az N-acetil-D (L) -a-amino-karbonsav olvadási hőmérséklete a T (°C-ban) racemizálási hőmérséklet alsó határát jelenti és a hevítési hőmérséklet és a tartózkodási idő között a T=ln (e'50,+2l5-fe"íT+155) összefüggés áll fenn, és az olvadékot a tartózkodási idő elteltével vizes alkálifém-hidroxid- vagy ammónium-hidroxid-oldattal lehűtjük. Az ecetsavanhidridet előnyösen 0,5—1 tömegszázaléknyi mennyiségben adjuk az olvadékhoz. Az ecetsavanhidriddel elegyített olvadék hevítési hőmérsékleteként előnyösen olyat választunk, ami 5—10°C-kal magasabb a mindenkori N-acetil-D(L)-a-amino-karbonsav olvadáspontjánál. Az N-acetil-D (L)-a-amino-karbonsav megolvasztását és az olvadék hevítését előnyösen nitrogén atmoszférában végezzük, de a felolvasztást és az olvadék hevítését védőgáz nélkül vagy vákuumban is elvégezhetjük. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával a gyakorlatilag teljes racemizálás megfelelő módon csak viszonylag rövid tartózkodási időt igényel, amely lényegesen rövidebb annál, mint amit az olvadék ecetsavanhidrid távollétében való hevítéshez kell alkal- 2 1 mazni. Ezáltal az elszíneződések és a bomlástermékek képződése is messzemenően elkerülhető. További előnye a találmány szerinti megoldásnak, hogy — az oldatban végzett racemizáláshoz képest — csak kevés, 0,1—2 tömegszázalék ecetsavanhidrid alkalmazását igényli. A találmány szerinti eljárásban alkalmazandó N-acetil-D (L) -a-amino-karbonsavat célszerűen úgy állítjuk elő, hogy az enzimatikus hidrolízisnél képződött oldatot erősen savas ioncserélőre rétegezzük, amely a jelenlevő kationokat és az L-a-amino-karbonsavat adszorbeálja. Ilyen esetben az ioncserélőből kilépő oldat gyakorlatilag már csak vízből, ecetsavból és az N-acetil-D (L)-a-amino-karbonsavból áll. Ezt lehetőleg kis tartózkodási idők betartása mellett, például ejtőfilm-bepárló és szilárdanyag kihordóval ellátott vékonyréteg bepárló együttes alkalmazásával szárazra pároljuk és a visszamaradó N-acetil-D(L)-a-amíno-karbonsavat ebben a formában alkalmazzuk a találmány szerinti eljáráshoz. Az N-acetil-D (L) -a-amino-karbonsav megolvasztásához is előnyös rövid tartózkodási időt választani. Ha a megolvasztáshoz fűtött extrudert használunk, akkor a teljes megolvadáshoz általában egy percnél rövidebb tartózkodási idő szükséges. Ebben az esetben az extruder az olvadékot fűtött reakciócsőbe továbbíthatja, ahol a tartózkodási idő elején egy megfelelően elhelyezett szivattyú a szükséges mennyiségű ecetsavanhidridet egy keverőrendszeren keresztül folyamatosan adagolhatja az olvadékhoz. A racemizálódás számára szükséges tartózkodási idő elteltével, amit az ecetsav hozzáadásától számítunk, az olvadékot vizes alkálifém-hidroxid- vagy ammónium-hidroxid-oldattal lehűtjük. Ekkor célszerű rögtön az ezt követő ismételt enzimatikus hasításhoz szükséges szubsztrátkoncentrációt beállítani. A következő példák kapcsán részletesebben ismertetjük a találmányt. Ha másképpen nincs megadva, minden százalékos adat tömegszázalékot jelent. Minden esetben megmértük az alkalmazod N-acetil-D(L)-a-amino-karbonsavak és a racemizált minták fajlagos forgatóképességét [a]20 fok.cm3/dm.gban. 1. példa 10 g (0,053 mól) N-acetil-D(L)-metionint (olvadási hőmérséklet kb. 108°C) 118°C-on nitrogén-atmoszférában kényszertovábbítós, kiegészítő fűtéssel ellátott extruderben egy perc tartozkódási időn belül megolvasztunk. Az olvadékot 0,1 g ecetsavanhidriddel elegyítjük, majd 21 percen át 120°C-on nitrogén-atmoszférában keverjük, hogy utána kb. 80 ml t%-os ammóniaoldattal lehütsük, ennek során a hőmérséklet kb. 40°C-ra csökken. Az oldat pH-ját további vizes ammónia hozzáadásával 7-re állítjuk és víz hozzáadásával beállítjuk az enzimatikus reakcióhoz al-2 g 10 15 20 25 30 3.6 40 46 50 5 b 6C 65
