Brevet FR2009417A1 — publié le 19700206

204" t 2009417 l'acide plicatique a la structure suivante, comme l'ont- révélé ses produits de dégradation chimiques, les spectres de résonance magnétique des noyaux et les examens cristallographiques aux rayons X au cours des recherches effectuées par Gardner, Barton et MacLean, 5 "Can. J. Chem." 21, 1703-1709 (1959); par Gardner, MacDonald et Maclean, "Can. J. Chem." ^8, 2387-2394 (1960) et par Gardner, Swan, Sutherland et MacLeaii, "Can. J. Chem.". 44. 52-58 (1966). 10 ch3o (I) CH2OH c / s oh 15 20 On peut préparer la plicatine en chauffant l'acide plicatique amorphe pur à une température comprise entre 130° et 150°C,ou l'acide plicatique tétrahydraté cristallin pur à une température d'environ 180°C, sensiblement en l'absence d'oxygène pendant une durée suffisan-25 te pour chasser l'eau de cristallisation (dans le cas de l'acide tétrahydraté), et une molécule d'eau de l'acide carboxylique contigu et les radicaux hydroxyméthyle de la molécule d'acide plicatique. La plicatine a la structure suivante,comme indiqué par ses produits de dégradation chimiques, par les spectres de résonance magnétique 30 des noyaux, et par les résultats de la cristallographie aux rayonx Xi 69 17204 2 2009417 joh (ii) ch3 h I 0 10 oh La Demanderesse a découvert qu'une nouvelle composition de matière, qui sera désignée ci-après par plicaténol, est produite par pyrolyse de la plicatine. Plus spécialement, la Demanderesse a 15 découvert que lorsque la plicatine, qui est avantageusement obtenue en chauffant l'acide plicatique de la façon décrite dans la présente demande, est elle-même chauffée à une température d'environ 200°C, sensiblement en l'absence d'oxygène,pendant une période de temps prolongée, on obtient un produit réactionnel de pyrolyse qui com-20 prend principalement la nouvelle composition de matière appelée plicaténol avec une faible proportion d'un autre composé, qu'on désignera ci-après par "dianhydroplicatine". La matière est utile comme anti-oxydant pour des- matières grasses et des huiles. On peut également mentionner son utilité, comme agent de chélation des métaux 25 On a constaté que le plicaténol est le 1-(3',4'-dihydroxy-5'- mé thoxyphényl)2,7-dihydroxy-3-méthy1-6-méthoxynaphtalène, et qu * il est utile comme anti-oxydant pour des matières grasses et des huiles Il présente la forme suivante : (III) 35 ho och3 . oh 69 17204 3 2009417 On a trouvé que la dianhydroplieatine est la gamma-la et one de 1' acide 1-(3'-4'-dihydroxy-5'-méthoxyphényl)-3-hydroxyméthyl-6-méthoxy-7-hydrozynaphtalêne-2-carboxylique, et qu'elle présente la formule suivante t 10 (iv) 15 L'acétylation du produit réactionnel de là pyrolyse de la plicatine de la façon décrite ci-après forme le tétra-acétate de plicaténol et le tri-acétate de dianhydroplieatine qui peuvent être facilement séparés et récupérés sous forme de deux nouvelles compo-20 sitions de matière. Ces deux nouvelles compositions ont les formules suivantes V et VI respectivement : 25 ch30 choco (v) 30 occh3 69 17204 4 2009417 ch2 (vi) 5 10 On transforme l'acide plicatique en lactone de cet-acide par élimination d'une molécule d'eau de l'acide carboxylique contigu et des radicaux hydroxyméthyle de la molécule de l'acide plicatique. L'élimination de cette molécule d'eau peut être effectuée soit chi— 15 iniquement, soit thermiquement» Par exemple, la réaction entre l'acide plicatique tétrahydraté et le N, H"' -dicyclohexylcarbodiimide en solution dans l'acétate d'éthyle produit la JST,îî'-dicyclohexyl-urée et la plicatine qui sont ensuite séparées et récupérées. Selon une variante, lorsqu'on chauffe l'acide plicatique amorphe pur jusqu'à 20 une température supérieure à 130°G environ,sensiblement en l'absence d'oxygène, la molécule d'acide plicatique est lactonisée quantitativement de la façon décrite pour former de la plicatine pure. D'une façon analogue, lorsqu'on chauffe l'acide plicatique tétrahydraté cristallin pur sensiblement en l'absence d'oxygène, quatre molécules 25 d'eau (c'est-à-dire l'eau d'hydratation) sont chassées à une température comprise entre 92° et 94°C environ pour former l'acide plicatique cristallin anhydre. La poursuite du chauffage de l'acide plicatique cristallin anhydre ne provoque pas de changement jusqu'à ce que le point de fusion d'environ 176°C soit, atteint. A une tempéra-30 ture correspondant au point de fusion ou légèrement supérieure à ce dernier, l'acide plicatique cristallin est lactonisé avec dégagement d'une molécule d'eau pour former la plicatine. La plicatine obtenue par la pyrolyse de l'acide plicatique anhydre et de l'acidè plicatique tétrahydraté cristallin est une substance amorphe pure. 35 La Demanderesse a découvert que lorsqu'on chauffe la plicatine à une température d'au moins 195°C environ, et de préférence comprise entre 200° et 205°G environ, sensiblement en l'absence d'oxygène, et de préférence sous vide, il se produit une réaction 69 17204 5 2009417 chimique au cours de laquelle une molécule d'eau et une molécule d'anhydride carbonique sont enlevées de la molécule de plicatine pour former un nouveau composé qui sera désigné dans la présente demande par plicaténol. En même temps, il se forme une quantité re-5 lativement faible d'une gamma-lactone, qui sera désignée dans la présente demande par dianhydroplieatine. La plicatine doit être maintenue à la température de la réaction de pyrolyse pendant un temps suffisant pour garantir la transformation sensiblement totale de la plicatine en les produits réactionnels susmentionnés de la 10 pyrolyse. Habituellement, il faut un minimum de trois heures environ pour atteindre ce résultat. On peut séparer les deux produits de la réaction de la pyrolyse par des techniques classiques de recristallisation. Par exemple, on peut dissoudre le"produit réaction-nel dans du méthanol, on peut clarifier la solution ainsi obtenue 15 avec du charbon de bois décolorant, on peut filtrer la solution mé-thanolique décolorée et la traiter ensuite avec de l'eau pour précipiter les cristaux .de plicaténol monohydraté. Selon une variante, on peut séparer les deux produits'réactionnels par voie chimique. Par exemple, on peut acétyler le produit réactionnel pour transfor-20 mer le plicaténol en tétra-acétate correspondant et la dianhydroplieatine en tri-acétate correspondant, qui sont ensuite facilement séparés par des techniques classiques de recristalliâation. Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif, mais non limitatif,de l'invention. 25 Exemple 1 Cet exemple illustre la préparation du plicaténol par pyrolyse de l'acide plicatique anhydre pur. On dissout 40 g d'acide plicatique cristallin tétrahydraté (81 millimoles) dans 100 ml d'eau chaude contenus dans un ballon 30 taré, et on élimine rapidement l'eau sous un léger vide à 80°C, de façon à empêcher toute recristallisation de l'acide. On chauffe ensuite le résidu de l'acide plicatique non cristallin ayant un aspect analogue à celui du verre sous un vide poussé ( 0,1mm Bg) jusqu'à 200°C dans un bain d'huile. Au "bout d'une heure et demie.,■ la perte 35 de poids et la chromâtographie en couché mince (plaque de gel de silice, benzène : éthanol : acide acétique glacial, 100:20:1 en volume comme solvant, vapeur d'iode comme réactif détecteur) indiquent-que la totalité de l'acide plicatiqueâ' été traùsform&'en plicatihë'* 69 17204 6 2009417 (Bf : 0,2). Un chauffage à 200°C sous un vide poussé pendant 6 heures supplémentaires provoque une diminution supplémentaire du poids et transforme entièrement la plicatine en plicaténol et en une faible quantité de dianhydroplieatine (Bf : 0,34 et 0,3 res-5 pectivement, en utilisant le même système çhromatographique que celui mentionné plus haut). On a constaté que le spot secondaire de la dianhydroplieatine est fluorescent lorsqu'il est exposé à la lumière ultraviolette. On purifie ensuite le mélange réactionnel de couleur foncée en le dissolvant dans du méthanol (15 parties en vo— 10 lume), en le traitant par un peu de charbon de "bois décolorant, par filtration et en ajoutant de l'eau (45 parties en volume). La solution limpide presque incolore eommenc.e. bientôt à déposer du plicaténol cristallin incolore monohydraté et la cristallisation est achevée par refroidissement jusqu'à +5°C pour obtenir un rendement 15 pondéral de 50f° par rapport à l'acide plicatique initial (ceci correspond à 60fo du rendement théorique),, La matière contient encore une quantité infime de dianhydroplieatine. Elle fond entre 122° et 125°C avec perte de la molécule d! tationy puis elle cristallise de nouveau sous la forme anhydre; sous cette dernière 20 forme, elle fond finalement entre 220° et 222°C (appareil de Leitz à étage chaud). La matière ne provoque pas de rotation optique perceptible dans une solution d'acétate d!éthyle en utilisant une lampe au sodium. 1 l'analyse elle présente : 64,54 % de carbone, 5»53 d'hydrogène et 4,8 $ d'eau. Le plicaténol pur monohydraté, 25 C^glLgOgoHgO,nécessite théoriquement 63, 33 i° de carbone, 5,53 d'hydrogène et 5,0 fo d'eau. Le spectre de résonance magnétique des noyaux dans la deutéroaeétone à 60 mégahertz et le spectre d'absorption des rayons infra-rouges dans une huile minérale sont compatibles avec la structure donnée ci-dessus pour, le plicaténol. 30 Exemple 2 Cet exemple illustre la formation du plicaténol par pyrolyse de l'acide plicatique tétrahydraté cristallin pur. On chauffe 9,88 g (20 millimoles) de l'acide plicatique cristallin tétrahydraté jusqu'à 200-205dans un ballon .mis sous vide, 35 relié à un ballon contenant de l'hydroxyde de sodium 0,1N maintertu à la température ambiante» Au bout de 22. heure?, .l'acide plicatique initial a perdu au total 2,40 g,dont 0,765 g ( 17»4 millimoles). d'anhydride carbonique# comme déterminé par titrage fa retour. de bad original 69 17204 7 2009417 l'hydroxyde de sodium avec de l'acide chlorhydrique 0,1ÏT. la chromatographie en couche mince révèle que la totalité de l'acide plicatique a été transformée en plicaténol et en une quantité infime de dianhydroplieatine. la cristallisation dans un mélange de 5 méthanol et d'eau, comme dans l'exemple 1, donne un produit presque pur, mais qui contient encore un peu de dianhydroplieatine comme impureté. Exemple 3 Cet exemple illustre l'acétylation du produit de la pyrolyse 10 de l'acide plicatique amorphe pour former le tétra-acétate de plicaténol et le tri-acétate de dianhydroplieatine. On dissout 5 g du produit de pyrolyse brut,comme celui obtenu flans l'exemple 1, dans 40 ml de pyridine anhydre contenus dans une fiole d'Erlenmeyer équipée d'un bouchon à injection de sérum et d'un 15 agitateur magnétique. Pendant qu'il est refroidi dans un bain glacé, on ajoute au mélange agité 8 ml d'anhydride acétique au moyen d'une seringue hypodermique pendant 5 minutes. On laisse ensuite la réaction se poursuivre pendant 16 heures à la température ambiante, au bout desquelles on ajoute 125 ml de chloroforme. On lave la solution 20 ainsi obtenue successivement en utilisant deux portions égales à 200 ml d'acide ehlorhydrique 1,5N, 30 ml d'acétate de sodium à 5fa et finalement 50 ml d'eau. On sèche ensuite la phase'de chloroforme sur du sulfate de magnésium anhydre, et après filtration, on élimine le solvant pour obtenir un sirop de couleur foncée. On le purifie 25 par chromatographie sur colonne en utilisant 50 g de gel de silice et du chloroforme comme éluant. Les impuretés colorées restent au sommet de la colonne,tandis que deux composants séparés sont élués à partir de la colonne dans un collecteur de fractions. le premier produit principal (2,3 g de tétra-acétate de plica-30 ténol) cristallise après élimination du chloroforme et trituration avec de l'éther. Au bout de deux recristallisations dans un mélange d'acétate d'éthyle et d'éther de pétrole, il fond à 188-190°C, et par chromatographie en couche mince, on constate qu'il est homogène. Il est optiquement inactif dans le chloroforme et son spectre d'ab-35 sorption des rayons infra-rouges dans une huile minérale et son spectre de résonance magnétique des noyaux dans le deutérochloroforme à 60 mégahertz sont compatibles avec la structure donnée pour le plicaténol avec les quatre groupes hydroxyle phénoliques à l'état 69 17204 8 2009417 acétylé . l'analyse empirique confirme également cette structure'. Ainsi, le tétra-acétate de plicaténol, C27H26°10' n®cessi'fce théoriquement 63,52$- de carbone, 5,13$ d'hydrogène et "53,6$ d'àcétylev On trouve 63,48$ de carbone, 5,02$ d'hydrogène et 31>7$ d'acétyle. 5 la seconde fraction ou fraction secondaire qui est éluée à partir de la colonne cristallise également après élimination du chloroforme et trituration du sirop résiduel avec de l'éther. la recristallisation dans un mélange d'acétate d'éthyle et d'éther de pétrole donne 0,3 g de tri-acétate de dianhydroplieatine ayant un 10 point de fusion de 213 à 215°C. la chromatographie en couche mince révèle que cette* matière est homogène. Son spectre d'absorption des rayons infra-rouges dans une huile minérale et son spectre de résonance magnétique des noyaux dans le deutérochloroforme à 60 mégahertz sont compatibles avec la structure donnée pour la dianhydro-15 plicatine avec les trois groupes hydroxyle phénoliques à l'état acétylé . le tri-acétate de dianhydroplieatine, ^26^22^10' n^cessi"':e théoriquement 63,15$ de carbone, 4,48$ d'hydrogène; Trouvé : 62,7$ de carbone, 4,46$ d'hydrogène. Exemple 4 20 Oet exemple illustre la grande efficacité du plicaténol comme anti-oxydant, ainsi que l'ont révélé des essais classiques concernant cette propriété. On estime l'activité anti-oxydante du plicaténol par la méthode d'analyse déterminant la teneur en oxygène actif par laquelle l'ef-25 ficacité relative d'un composé particulier comme anti-oxydant est déterminée par le nombre d'heures qu'il faut pour qu'un échantillon d'une huile ou d'un corps gras donné contenant 0,01$ en poids du composé atteigne un indice de peroxyde de 100 milli-équivalents pour 1 000 grammes de l'huile ou du corps gras, la valeur de 100 30 est donnée comme étalon de randicité. Sur le tableau suivant est indiquée l'efficacité relative du plicaténol, en comparaison du substrat pur comme anti-oxydant pour le saindoux et l'huile de carthame, par rapport aux normes susmentionnées de randicité pour ces substrats. 17204 9 2009417 Efficacité relative d'un anti-oxydant Méthode classique d'analyse déterminant la teneur en oxygène actif Temps en heures jusqu'à l'étalon de randicité Composé Huile de' carthame Saindoux Plicaténol 11,6 40,-5 Témoin (substrat pur) 6,75 - 9,0 69 17204 10 2009417 KEVEHDICATIOilB 1. A titre de produit industriel nouveau, le plicaténol caractérisé en ce qu'il est un composé de formule : 2. Composé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu1il est mélangé avec une faible quantité de dianhydroplieatine. 3. Procédé de production du plicaténol, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer la lastone de 15acide plicatique à une tempéra- 20 ture d'environ 200°C, sensiblement en lsabsence d * oxygène, pendant une durée suffisante pour transformer la laetone de manière sensiblement totale en produit réactionnel ds pyrolyse comprenant principalement du plicaténol en mélange avec une faible quantité de dianhydroplieatine, et à séparer et à récupérer le plicaténol et la di- 25 anhydroplicatine sous forme de produits séparés. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le chauffage est effectué pendant au moins trois heures. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le plicaténol et la dianhydroplieatine sont séparés en faisant réagir 30 le produit réactionnel de la pyrolyse avec l'anhydride acétique pour transformer le plicaténol en tétra-acétate de plicaténol et la dianhydroplieatine en tri-acétate d© dianhydroplieatine, en séparant ensuite le tétra-acétate du tri-acétate par recristallisation dans un solvant. 35 6. Huile ou co£*gs gras contenant au moins un anti-oxydant, caractérisé ai ce que 1* anti-oxydant est constitué par le plicaténol. 10 5 ce 15 BAD ORIGINAL