DE580285C - Verfahren zur Herstellung von Aminosaeuren aus keratinhaltigen Stoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Aminosaeuren aus keratinhaltigen StoffenInfo
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Description
Keratinhaltige Stoffe, wie Hornmehl, Nägel, Klauen, Haare, Federn, lassen sich, bekanntlich
durch, saure oder alkalische Hydrolyse zu Aminosäuren abbauen. Man verwendet hierzu
meist starke Säuren, wie Salzsäure von 25 bis 370/0 bzw. Kali- und Natronlauge von einem
Gehalt von 20 bis 250/0. Während die saure Hydrolyse in bezug auf die Gewinnung von
Abbaustoffen eine schonendere Form des Auf-Schlusses darstellt, wirken die Alkalilaugen,
besonders in kochendem Zustande, weitgehend zersetzend ein. Besondere Schwierigkeiten
macht bei diesen Verfahren aber die Beseitigung der angewendeten Säuren und Alkalien.
So besonders bei der Verwendung von Kalioder Natronlauge ist die Trennung der Abbaustoffe,
vorwiegend Aminosäuren, wegen der außerordentlichen Wasserlöslichkeit der Natrium- bzw. Kaliumsalze kaum möglich.
Anders verhalten sich als hydrolytische Spaltungsmittel dagegen die Laugen alkalischer
Erden, Barium-, Strontium- und CaI-ciumoxyd bzw. -hydroxyd. Während Bariumhydroxydiauge
bereits Anwendung unter Druck (150°) gefunden hat, wird von Calciumoxyd-
bzw. -hydroxydlauge kein Gebrauch gemacht, da die Schwerlöslichkeit des Calciumoxyds in
Wasser seine Verwendung zu diesem Zwecke ausschließt.
Auch ist nach der Patentschrift 378214
ein Verfahren bekanntgeworden, native Eiweißstoffe, wie Eieralbumin, mittels Calciumhydroxyd
bzw. anderen Erdalkalihydroxyden abzubauen. Das Wesentliche ist hier aber, den Abbau des Eiweißes bei nur mäßiger
Wärme, also unter ioo°, stattfinden zu lassen, so daß auf diese Weise Protalbinsäure.
entsteht.
Es wurde nun gefunden, daß kochende Barium- und Strontiumhydroxydlauge, deren
Stärke sich nach der Menge der zu bearbeitenden keratinhaltigen Stoffe usw. richtet
(auf je S g abzubauenden Materials wurde 1 g Strontium- bzw. Bariurnhydroxyd verwendet),
ganz verschiedene Ergebnisse an Ausbeute liefern. Während bei gleicher Kochdauer
(10 Stunden unter Rückfluß) bei Bariunihydroxydlauge
ein unaufgeschlossener Rückstand von rund 40O/0 hinterblieb, ergab die Behandlung
mit Strontiumhydroxydlauge bei gleichen Verhältnissen nur einen Rückstand von 15 bis
17 0/0. Es wurden also bei Bariumhydroxydlauge nur 60 0/0 der behandelten Keratinstoffe
abgebaut, bei Strontiumhydroxydlauge dagegen 83 bis 850/0.
Wenn man nun beispielsweise, um eine höhere Ausbeute auch bei Verwendung von
Bariumhydroxydlauge zu erzielen, eine längere Kochdauer durchführt, werden die Abbauprodukte
aus den Keratinstoffen weiter und weiter zersetzt, so daß man beispielsweise in
solchen Lösungen Tryptophan gar nicht, Tyrosin nur wenig und Cystin gleichfalls nur in
geringem Maße nachweisen kann. Hinsichtlich des schonenden Abbaues bleibt Strontiumhydroxyd'dem
Bariumhydroxyd auch beim
Erhitzen unter Druck in bezug auf die Ausbeute wie auch auf die Güte der Aminosäuren
V-
weit überlegen, wobei erwähnt sein soll, daß auf die hohe Ausbeute von Cystin, Tyrosin
und Tryptophan u.a. besonders "Wert gelegt wird.
Da nun die einzelnen Keratinstoffe verschiedene
Widerstandsfähigkeit gegen die angewendete Strontiumhydroxydlauge zeigen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Abbauverfahren
danach einzustellen. Beispielsweise ίο wird man erst die schwerer aufschließbaren
Keratine in der Strontiumhydroxydlauge erhitzen und dann im Verlauf des Abbauprozesses
zu geeignetem Zeitpunkt erst die leichter abzubauenden hinzufügen. Man erhält auf
diese Weise ein Gemisch sehr wichtiger Aminosäuren, auch mit einem besonders hohen
Gehalt von Tryptophan. Je nach dem zu erreichenden Zweck können die Keratine auch
getrennt abgebaut werden.
Wenn auch die Rückstände bei Verwendung von Alkalien, wie Natron- und Kalilauge, geringer
sind, so zeigt sich doch in diesem Falle, daß auch die Abbaustoffe wie bei der erwähnten
verstärkten Anwendung von Bariumhydroxydlauge angegriffen werden, wodurch sie ihren Wert verlieren. Es wird beispielsweise
das bekanntermaßen für die Zellbildung biologisch wichtige Tryptophan bei einem Abbau
durch Kali- und Natronlauge zerstört. Die Verwendung des Bariumhydroxyds ist daher für die Praxis nicht riur wegen seiner
schlechten Ausbeute in qualitativer und quantitativer Beziehung unzweckmäßig, sondern
auch wegen seiner giftigen Eigenschaften nicht erwünscht. *
Die Entfernung des Strontiums gelingt in einfacher Weise durch das übliche Ausfällen
z. B. mit kohlensauren Salzen, wie Natrium-, Kalium- und Ammoniumcarbonat. Es ist für
die weitere Durchführung des Verfahrens nunmehr von besonderer Wichtigkeit, daß die bei
dieser Reaktion sich bildenden Laugen des Natriums oder Kaliums bzw. der Ammoniakflüssigkeit,
welche bei längerer Berührung auf die entstandenen Aminosäuren in unerwünschter Weise weiter abbauend und schließlich
zerstörend einwirken würden, durch solche Säuren neutralisiert werden, die alkalisch reagierende
Umsetzungsprodukte ergeben. Hierzu eignen sich in besonderem. Maße die Borsäure
und die Phosphorsäure. Werden diese Säuren zur Neutralisation der Laugen angewendet,
so enthalten die so gewonnenen Lösungen kein freies Alkali, sondern dissoziiertes
Alkali in Form von Borax, Natriumphosphat, Ammoniumphosphat u. dgl., die gemäß ihrer schwachen alkalischen Eigenschaften die
vorhandenen Aminosäuren in Lösung erhalten, diese aber nicht mehr angreifen, d. h".
weiter abbauen können. Die nunmehr durch Abfiltrieren gewonnenen Lösungen können für
sich weiterverarbeitet oder, gegebenenfalls im Vakuum, eingedampft werden. Die so erhaltenen
Gemische von Aminosäuren sollen in der Hauptsache kosmetischen Zwecken dienen. 6g
Die Anwendung von Strontiumoxyd bzw. -hydroxyd als hydrolytische Spaltungsmittel
für Keratine in Verbindung mit der Neutralisation der entstandenen Natron- oder Kalilauge
bzw. der Ammoniakflüssigkeit bedeutet also einen großen technischen Fortschritt im
Vergleich zu den bisher in der Praxis zur Verwendung gelangten Verfahren.
i, 20 Teile gereinigter und getrockneter'
Haarsubstanz werden mit 150 Teilen Wasser und 8,8 Teilen kristallisiertem Strontiumhydroxyd am RückfLußkühler 5 Stunden gekocht.
Nach beendeter Kochdauer wird der in der Lösung entstandene Schwefelwasserstoff durch
Zusatz von Wasserstoffsuperoxyd o. dgl. beseitigt und die Lösung dann unter Kochen mit
4,8 Teilen 960/oigem Kaliumcarbonat versetzt, wodurch das Strontium als Carbonat ausgefällt
wird und nach dem Absetzenlassen abfiltriert und ausgewaschen werden kann. Das
so gewonnene Filtrat wird dann zwecks Bindung des in der Lösung entstandenen Kaliumhydroxyds
geeigneterwe.ise mittels Borsäure oder Phosphorsäure genau neutralisiert. Die so erhaltenen Lösungen können dann beliebig
verdünnt oder konzentriert werden.
2. 20 Teile gereinigter und getrockneter Haarsubstanz werden mit 200 Teilen Wasser
und 8,8 Teilen Strontiumhydroxyd (kristallisiert) 3 Stunden bei Anwendung eines Drukkes
von 11/2 bis 2 Atm. im Autoklaven behandelt.
Die weitere Verarbeitung geschieht wie nach Beispiel 1.
Claims (2)
- Patentansprüche:ι . Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren aus keratirihaltigeii Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Stoffe mit Strontiumoxyd bzw. Strontiumhydroxyd längere Zeit auf Temperaturen über ioo°, gegebenenfalls unter Druck, erhitzt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das bei der Ausfällung des Strontiums mit Alkali- oder Ammoniumcarbonat in der Lösung entstehende Alkali- oder Ammoniumhydroxyd durch Borsäure oder Phosphorsäure neutralisiert.
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