Brevet FR2009678A1 — publié le 19700206

i 2009678 2086 L'invention concerne un procédé de préparation de lysine optiquement active par dédoublement optique d'un mélange de L-lysine -et de D-lysine. Par mélange de L-lysine.et de D-lysine on désigne dans le présent mémoire le racémate de lysine et des mélanges du 5 racémate avec le L-isomère et/ou le D-isomère. Un tel procédé peut être réalisé d'une manière connue en soi (voir par exemple le brevet d'invention britannique no.' 1.075*079 du 11.11.64) par formation de sel par la lysine à dédoubler optiquement avec un des antipodes optiques de l'acide a-phénoxypro-10 pionique. Si, dans la réalisation pratique de ce procédé connu., la formation de sel se fait avec de l'acide D-a-phénoxypropionique* on obtient une solution qui est riche en sel de D-lysine avec de l'acide D-a-phénoxypropionique (sel DD) et une phase solide qui est 15 riche en sel de L-lysine avec de l'acide D-a-phénoxypropionique (sel LD). Si la formation de sel se fait avec de l'acide L-a-phé-noxypropionique, on obtient une solution qui est riche en sel de L-lysine avec de l'acide L-a-phénoxypropionique (sel LL) et une phase solide qui est riche en sel de D-lysine avec de l'acide L-a-20 phénoxypropionique (sel DL). Or, on a fait la constatation surprenante que, si la formation de sel par la lysine à dédoubler optiquement se fait'avec de l'acide a-phénoxypropionique optiquement impur, il est possible d'obtenir une phase solide d'où l'on peut séparer une lysine opti-25 quement active dont la pureté optique est plus élevée que celle de l'acide a-phénoxypropionique utilisé pour la formation de sel, et que, dans ce cas-ci, le rendement est du même ordre de grandeur que dans le cas de la formation de sel avec de l'acide L- ou D-a-phénoxypropionique optiquement pur. Ainsi, si la formation de sel se 30 fait avec de l'acide a-phénoxypropionique qui se compose de 80 % de D-antipode et de 20 % de L-antipode, il est possible d'obtenir une phase solide d'où l'on peut séparer une L-lysine d'une pureté optique de 98 fa, alors qu'on ne s'attendrait qu'à une pureté optique de 80 % au maximum. 35 II s'est révélé de plus que, pour obtenir un produit final d'une pureté optique supérieure à celle qui correspond h la pureté optique de l'acide a-phénoxypropionique optiquement impur, utilisé pour la formation de sel, la pureté optique de l'acide a-phénoxy-propionique optiquement impur doit être supérieure à 70 %. BAD ORIGINAL 69 17871 2 2009678 L'invention a donc pour objet un procédé de préparation de lysine optiquement active par dédoublement optique d'un mélange de L-lysine et de D-lysine, avec l'application d'une formation de sel avec de l'acide a-phénoxypropionique optiquement .actif, caractérisé 5 en ce qu'on réalise la formation de sel avec de l'acide a-phénoxypropionique optiquement impur ayant une pureté optique supérieure à 70 fo et en ce qu'on sépare un sel solide dont la partie lysine a une pureté optique supérieure à celle de l'acide a-phénoxypropionique utilisé pour la formation de sel. La pureté optique de 10 l'acide ex-phénoxypropionique qu'on peut récupérer du sel solide séparé suivant l'invention, est aussi plus élevée que la pureté optique de l'acide a-phénoxypropionique utilisé. Il s'avère même possible de.séparer un sel solide d'où l'on peut récupérer de l'acide a-phénoxypropionique d'une pureté optique presque complète. 15 Le procédé suivant l'invention présente le grand avantage que les pertes en acide a-phénoxypropionique, qui se produisent toujours si le dédoublement optique est réalisé à l'échelle industrielle, peuvent être compensées à l'aide d'acide a-phénoxypropionique optiquement impur et ceci signifie une économie assez impor-20 tante. Tout comme le procédé connu, le procédé suivant l'invention peut être réalisé de différentes manières. De préférence, on obtient le sel solide à séparer en soumettant le mélange de Sels diastéréo-isomères, obtenu lors de la formation de sel, à l'état 25 .solide à une extraction sélective par contre-courant, parce que cela permet d'obtenir le meilleur résultat en ce qui concerne le rendement et la pureté optique. Il se révèle que le méthanol convient très bien comme dissolvant pour l'extraction sélective' par contre-courant, mais on peut également utiliser d'autres, dissolvants tels 30 que, par exemple, des mélanges d'éthanol et d'eau, des mélanges de n-propanol et d'eau et des mélanges d'acétone et d'eau. La température à laquelle on peut réaliser l'extraction sélective par contre-courant peut être changée. Il se révèle que, comme dans le procédé connu, on peut obtenir, dans le procédé sui-35 vant l'invention, un résultat optimal si l'extraction par contre-courant est réalisée avec du méthanol à environ 35 °C. Dans le procédé suivant l'invention, la récupération et la -récirculation de l'acide a-phénoxypropionique, la séparation de.--la lysine optiquement active voulue et la racémisation de la lysine ^0 optiquement active non voulue, suivie de la récirculation du racé- BAD ORIGINAL 69 17871 5 2009678 mate obtenu, peuvent se faire de diverses manières, tout en appliquant des procédés connus, en soi. L'invention sera expliquée davantage, ci-après, à l'aide d'exemples, non limitatifs. 5 Exemple I Des portions de 50 g de sel sec chacune, obtenues par la dessication d'une solution dans l'eau de quantités équivalentes de lysine racémique et d'acide a-phénoxypropionique qui se compose de 80 $ de D-antipode et de 20 % de L-antipode, sont soumises chacune 10 à 3 extractions successives. La première extraction de chaque portion de 50 g de sel sec se fait avec 139 g de filtrat de la deuxième extraction d'une autre portion. Chaque deuxième extraction se fait avec 134 g de filtrat de la troisième extraction d'une autre portion, tandis que chaque 15 troisième extraction se fait avec 130 g de méthanol. Les extractions sont obtenues par agitation de la matière solide avec le liquide, à une température d'environ 35 °C, suivie d'une filtration. La durée de l'agitation est de 35 min pour chaque première extraction, de 20 min pour chaque deuxième extraction et de 11 min pour 20 chaque troisième extraction. Après chaque troisième extraction le résidu, se composant de 17,1 g de sel solide et de-5*6 g de méthanol, est dissous dans l'eau. Après que le méthanol a été enlevé de la solution aqueuse obtenue de cette manière, l'acide a-phénoxypropionique est mis en 25 liberté par acidification avec de l'acide chlorhydriqu'e, après quoi cet acide est extrait avec du toluène. On obtient (par portion initiale de 50 g de sel sec) 9*1 g d'acide D-a-phénoxypropionique d'une pureté optique presque complète (dépassant 99*5 %) dissous dans le toluène et une solution aqueuse contenant 10 g de monohy-30 drochlorure de L-lysine (rendement: 68,4 % calculé par rapport à la L-lysine dans le produit de départ) ayant une rotation spécifique de: (a)20 = +26,0 (c = 10, 6 H HCl), ce qui correspond à une pureté optique de 98 %. Le monohydrochlo-35 rure de L-lysine est donc souillé par 0,2 g de monohydrochlorure de D-lysine. BAP ORIGINAL 69 17871 4 2009678 Exemple II Des portions de 50 g de sel sec chacune, obtenues de la même manière qu'à l'exemple I, mais en utilisant de l'acide a-phénoxypropionique se composant de 75 de D-antipode et de 25 '% de -5 L-antipode, sont soumises chacune à 3 extractions successives. La première extraction de chaque portion d.e 50 g de sel sec se fait avec 149 g de filtrat de la deuxième extraction d'une autre portion. Chaque deuxième extraction se fait avec 140 g de filtrat de la troisième extraction d'une autre portion, tandis que chaque troi-10 sième extraction se fait avec 130 g de méthanol. Les extractions et le traitement du résidu après chaque troisième extraction sont réalisés.de la même manière qu'à l'exemple I. On obtient 8 g d'acide D-a-phénoxypropionique ayant une pureté optique presque complète et 8,8 g de monohydrochlorure de 15 L-lysine ayant une pureté optique de 95 % (rendement: 60 % par rapport à la L-lysine dans le produit de départ). Exemple III Des portions de 50 g de sel sec chacune, obtenues de la même manière qu'à l'exemple I, mais en utilisant de l'acide 20 a-phénoxypropionique composé de 95 % de D-antipode et de 5 ^ de L-antipode, sont soumises chacune à 3' extractions successives. La première extraction de chaque portion de 50 .g de sel sec se fait avec 138 g de filtrat de la deuxième extraction d'une autre portion. Chaque deuxième extraction se fait avec 134 g de filtrat de 25 la troisième extraction d'une autre portion et chaque troisième-• extraction se fait avec 130 g de méthanol. Les extractions et le traitement du résidu après la troisième extraction sont réalisés de la même manière qu'à l'exemple I. On obtient 10.,3 g d'acide D-a-phénoxypropionique ayant une 30 pureté optique presque complète et 11,3 g de monohydrochlorure de L-lysine ayant une pureté optique de 99 % (rendement: 77 % par rapport à la L-lysine dans le produit de départ). Exemple TV A partir de 23,4 g de DL-lysine et de 26,6 g d'acide a-phé-35 noxypropionique, se composant de 80 $ de D-antipode et de 20 % de L-antipode, on prépare 50 g de sel sec. Le sel obtenu est ensuite agité avec 50 g de méthanol, à 60 °C pendant une heure. Le mélange BAD ORIGINAL 69 17871 5 2009678 est alors refroidi jusqu'à 35 °C et agité encore une demi-heure à cette température. La matière solide non dissoute est séparée par filtration et agitée avec J>0 g de méthanol à 35 °C pendant 20 minutes. Puis., la matière solide est de nouveau filtrée et Agitée 5 avec 40 g de méthanol à 35 °C pendant 20 minutes. Enfin., le mélange est filtré., la matière solide restée sur le filtre est lavée avec 10 g de méthanol et ensuite séchée. On obtient 19*6 g de sel sec. Le sel obtenu est alors dissous dans de l'acide chlorhydri-que dilué et l'acide a-phénoxypropionique ainsi mis en liberté est 10 extrait avec du toluène. Il reste alors une solution aqueuse qui contient 11,5 g de monohydrochlorure de L-lysine ayant une pureté optique de 90 Le rendement est de 87,5 % par rapport à la L-lysine dans le produit de départ. Exemple Y 15 Dans 18,6 g d'eau on fait dissoudre par chauffage, 14,6 g de DL-lysine, 9*96 g d'acide D-a-phénoxypropionique et 6,64 g d'acide DL-a-phénoxypropionique. Après avoir refroidi la solution jusqu'à la température ambiante, on ajoute goutte à goutte, tout en agitant, 90 g d'éthanol en 1 heure. Pendant l'addition goutte 20 à goutte de l'éthanol, on ensemence avec 0,2 g de sel LD pur. Après que tout l'éthanol a été ajouté, l'agitation est encore poursuivie pendant une demi-heure. Puis, on filtre et on lave la matière solide sur le filtre avec 20 g d'éthanol (concentration: 96 $ en poids). Après la dessiccation on obtient 8,3 g de sel qu'-25 on traite ensuite de la même manière qu'à l'exemple IV. On obtient'une solution aqueuse qui contient 4,8 g de monohydrochlorure de L-lysine (rendement:' 53 % par rapport à la L-lysine dans le produit de départ) ayant une pureté optique dé 94 %<> L'acide D-a-phénoxypropionique obtenu pendant le traitement à une 30 pureté optique presque complète. BAD ORIGINAL 69 17871 6 2009678 REVENDICATIONS • 1. Procédé de préparation de lysine optiquement active par s dédoublement optique d'un mélange de L-lysine et de D-lysine avec application d'une formation de sel avec de l'acide a-phénoxypropionique optiquement actif, caractérisé en ce qu'on réalise la 5 formation de sel avec de l'acide a-phénoxypropionique optiquement impur ayant une pureté optique supérieure à 70 % et en ce qufon sépare un sel solide dont la partie lysine a une pureté optique supérieure à celle de l'acide a-phénoxypropionique utilisé pour la formation de sel. 10 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet le mélange de sels diastéréo-isomères, obtenu pendant la formation de sel, à l'état solide.» à 'une extraction sélective par contre-courant. 3» Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce 15 qu'on réalise l'extraction sélective par contre-courant avec du méthanol. 4. Procédé suivant la revendication 3* caractérisé en ce qu'on réalise l'extraction sélective par contre-courant à une température d'environ 35 °C. 20 5. Procédé de préparation de lysine optiquement active, en substance, tel que décrit plus tôt. 6. Procédé de préparation de lysine optiquement active tel qu'expliqué plus en détail dans les exemples. 7» Lysine optiquement active ou un composé de celle-ci ob-25 tenus par la mise en application du procédé" suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes. BAD ORIGINAL