Катализатор для рацемизации оптически активных @ - аминокислот

 

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ РАЦЕМИЗАЦИИ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ oi-АМИНОКИСЛОТ, включающий сополимер дивиНИЛбензола и стирола, содержащий четвертичные аммониевые группы в ОН -форме, и производное салицилового альдегида, о тли-чающийся тем, что, с целью увеличения активности катализатора для рацемизации нейтральных d-аминокислот и возможности осуществления рацемизации основных нокислот, в качестве производного салицилового альдегида катализатор содержит сульфосгшициловый альдегид при следующем соотношении компонентов , мас.%:f Сульфосали циловый (Л альдегид1,7-5,1 Сополимер дивинилбензола и стирола94 ,9-98,3

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН р ;- у 9 1,Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВV

ИвлИОД:.н4

Ю\

94,9-98,3 я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2924303/23-04 (22} 12.03.80 (46) 07.06.84. Бюл. У 21 (72) В.М. Беликов, Ю.Н.. Белоконь, Т.Ф. Савельева, М.Б. Сапоровская, В.И. Тараров, Ю.П. Ваучский, М.Г. Рыжов, И.К. Калнинь и Н.A.Àêñåíîва (71) Ордена Ленина институт элемен тоорганических соединений AH СССР, Государственный институт прикладной химии и Всесоюзный научно-исследовательский институт прикладной биохимии

НПО Биохимреактив

f53) 66.097.332(088.8) (56) 1. Патент Японии М 2683/68, кл. 16 В 65, опублик. 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 539432, кл. С 07 С 101/02, 1975 (прототип),,.Я0 27 4 -A

3(51} В 01 J 31/06; В 01 J 37/02, С 07 В 20/00 (54)(57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ РАЦЕИИЗАЦИИ

ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ Ы -АМИНОКИСЛОТ включающий сополимер дивинилбензола и стирола, содержащий четвертичные аммониевые группы в ОН -Форме, и производное салицилового альдегида, отличающийся тем, что, с целью увеличения активности катализатора для рацемизации нейтральных о(-аминокислот и воэможности осуществления рацемизации основных a(-аминокислот, в качестве производного салицилового альдегида катализатор содержит сульфосалициловый альдегид при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

СульФосалициловый альдегид 1,7-5,1

Сополимер дивинилбенС: зола и стирола

892764

20

1,7-5,1

94,9-98,3

Изобретение относится к катализаторам рацемизации оптически активных о -аминокислот, а именно, к получению гетерогенных катализаторов на основе полимерных смол, содержащих структуру салицилового альдегида.

Известен катализатор для рацемиэации оптически активных с4-аминокислот, включающий сшитую полимерную смолу, представляющую собой сополимер стирола с дивинилбензолом и производное салицилового альдегида в виде его Фрагментов.

Такой катализатор отличается низкой активностью. Оптимальная температура рацемиэации 50-100 С. При потере каталитической активности в процессе эксплуатации полимерный продукт теряется безвозвратно.

Наиболее близким решением по технической сущности к достигаемому эффекту является катализатор для рацемизации оптически активных Ы-ами нокислот, включающий сополимер стирола и дивинилбенэола, содержащий четвертичные аммониевые группы в

ОН -форме, и производное салицилового альдегида, в качестве которого он содержит бром- или нитросалициловый альдегид при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Бром- или нитросалициловый альдегид 6,0

Сополимер стирола и дивинилбенэола 94,0

Недостатком известного технического решения является отсутствие воэможности использовать катализатор для рацемнэации основных Ы -аминокислот, так как в процессе рацемизации производное салицилового альдегИда смываетая, Кроме того, известный катализатор проявляет черезвычайно малую активность при рацемиэации нейтральных d. -— аминокислот.

Так константа скорости рацемиэации

Э -аланина при 25 С составляет

0,86 10 с " и в присутствии ионов меди (ХU — О, 50 -10-4с 1для молярно-1 го соотношения полимер:аминокислота: производное салицилового альдегида

-СН-ЕН-СН-СЫ2-СЫг равного 3:10:1, С увеличением температуры эффективность катализатора . увеличивается, однако выше 50ОС он не может быть использован, так как аниониты в ОН -Форме нестабильны при этих температурах.

Целью изобретения является увеличение активности катализатора для рацемизации -нейтральных Ы -аминокислот и воэможность осуществления рацемиэации основных с(-аминокислот.

Укаэанная цель достигается катализатором для рацемиэации оптически активных Ы -аминокислот, включающем сополимер дивинилбензола и стирола, содержащем четвертичные аммониевые группы в ОН=форме, и производное салицилового альдегида, в качестве которого катализатор содер-. жит сульфосалициловый альдегид при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Сульфосалициловый альдегид

Сополимер стирола и дивинилбензола

Так как сульфосалициловый альдегид в процессе рацемизации не смывается, срок службы катализатора по

39 сравнению с известным увеличивается в 15 раз. Катализатор пригоден для рацемизации основных с -аминокислот.

Так константа скорости при рацемизации D -лизина при 45 С при молярном

35 соотношении Т7 -лизин:катализатор (в пересчете на сульфосалициловый альдегид) равном 31,0:1 составляет

9,1-10 с Цля рацемизации нейтраль, ных с -аминокислот активность катализатора возрастает. Например, для

2 -аланина константа скорости при

25 С составляет 2,3 10 — 6,2 -10 с

-4 - . - -1 а в присутствии ионов меди (TI)

0,83 10 4- 2,.2 -10 4ñ "для молярного

4 аоот" щения полимер-а "нокислота:сул фосалициловый альдегид 33,3:104,3:1 и 11. 1:34,8:1, соответственно. указанные свойства катализатора определяются следующей новой химической структурой модифицированного сульфосалициловым альдегидом полистирольного анионита:

Снг Щ Сыг

НО-К(и )

П 2

M20й

Катализатор получают следующим образом. К взвеси смолы ИРА-410, Р eHo cfHK (К,С!,Я О 30у Б (Ж,), 8

СН, СН2

I I 2 2 О содержащей четвертичные аммониевые группы в ОН -Форме, в воде;.-;обавля892764

1О

ВНИИХИ Заказ 3958/1 Тираж 533 Подписное

ФФВМФ Ю В 1ВФВ Ю

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.ПРоектная, 4 ют при перемешивании натриевую соль сульфосалицилового альдегида, смолу отфильтровывают, промывают водой до нейтральной реакции промывных вод. Полученный катализатор рацемиэует аминокислоты при температуре

25-40 С и может быть использован для рацемизации как нейтральных, так и ,основных оптически активных .oL -аминокислот, Пример 1. 0,80 r смолы, содержащей четвертичные аммониевые группы N (СНз)аСН СН ОН в Cl -форме (19,2 -10 "4моль} промйвают в колонке сначала 40 мл 0,5 н раствора КОН, затем водой до нейтральной реакции 15 промывных вод. Смолу отфильтровывают, заливают 20 мл воды, добавляют при перемешивании 0,0145 г (5, 76 10 моль) натриевой соли сульфосалицилового альдегида и несколько раэ промывают водой до нейтральной реакции промывных вод и декантируют. Получают катализатор следую- щего состава, мас.%:

Сульфосалициловый альдегид 1,7

Сополимер стирола и дивинилбенэола 98,3

Полученный катализатор заливают раствором 0,53 r (5,96.10 моль)

Р -аланина в 20 мл воды. Смесь перемешивают при 25 С в течение б ч.

Степень рацемизации 4,8%. Константа корости рацемиэац ы 2,3 10 a 1 Время 98%-ной рацемиэации 472,5 ч.

Соотношение полимер:ами":oêèñëîòà: сульфосалициловый альдегид по весу 55,2:36,9: 1 по молям 33,3:104,3:1

Полученный катализатор заливают 40

?О мл Раствора, содержащего 0,44 r (4 94 "10 моль) Р -аланина и 0,14 г (5,33 -IO 4моль) бис-(Б-аланнната)меди, Смесь перемешивают при 25ОС в течение

60 мин. Степень рацемизации 25,8%.

Константа скорости рацемизации

0,83 -10 4 с ". Время 98%-ной рацемиэации 13, 1 ч.

Соот ноше ние полимер: ами нокислота:сульфосалициловый альдегид такое же, как и при рацемиэации беэ ионов меди»

Пример 2. Отличается от прймера 1 тем, что берут 0,0434 г

j } 728 .10 4моль) натриевой соли суль-5 фосалицилового альдегида. Получают катализатор следующего состава, вес.%:

Сульфосалициловый альдегид 5,1

Сополимер стирола и дивинилбензола 94,9

Полученный катализатор заливают раствором 0,53 г (5,96.10 Змоль}

Э -аланина в 20 мл воды. Смесь перемешивают при 25 С в течение б ч.

Степень рацемизации 12,6%. Константа скорости рацемизации 6,2.10 с-". Время 98%-ной рацемизации 175,3 ч.

Соотношение полимер."аминокислота:сульфосалициловый альдегид: по весу 18,4г12,3: 1 по молям 11,1:34,8:1

Полученный катализатор заливают

20 мл раствора, содержащего 0,44 r (4,94 ° 10 Э моль) 3 -аланина и 0,14 r (5,33.10 4 моль) бис-(D -аланината)меди. Смесь перемешивают при 25 С в течение 60 мин. Степень рацемизации 54,8%. Константа скорости рацемиэации 2,2-10 4 с 1. Время 98%-ной рацемизации 4,9 ч.

Соотношение полимер:аминокислота:сульфосалициловый альдегид такое же, как и при рацемизации беэ ионов меди.

Пример 3. Полученный катализатор по примеру 2 заливают 20 мл раствора, содержащего 0,44 г (4,94.10->моль) D -аланина и 0,14 г (5,33.10 моль) бис-(D -аланината)— меди. Смесь перемешивают .при 45 С в течение 50 мин. Степень рацемизации 100%. Константа скорости рацемизации 1, 3 - 1 О-з с-

Пример 4. Катализатор по примеру 2 заливают 20 мл раствора, содержащего 0,72 i (4,96-10 моль)

3 -ли-ина и 5,4 .10 4моль Си(ОН) .

Смесь перемешивают при 45 С в течение 7 .. Степень рацемизации 90%.

Константа скорости рацемиэации 9, 1.10 с.Пример 5. Отличается от при- мера,4 тем, что вместо Cu(08) берут навеску сульфокатионита в Cu(II) форме, содержащую 5,4 -10 + моль Cu(II), а вместо )) -лизина б рут Э -серин.

Смесь перемешивают при 45 С в течение 2 ч. Степень рацемиэации 100%

Константа скорости рацемиэации 5,4 ° 10 с, .

Пример б. Отличается от Римера 5 тем, что вместо 2 -серина берут 1) -фенилаланин. Смесь перемешивают при 45ОС в течение 3,5 ч. Степень рацемизации 100%. Константа скорости рацемиэации 3,1 -10 4 с .