Brevet FR2042368A1 — publié le 19710212

La présente invention concerne un procédé pour l'obtention des isomères optiques de dérivés de 3,4-dihydrophénylalanine (dérivés de DOPA) choisis parmi la 3,,4-diméthoxyphénylalanine et le N-acétyl-3 34-mêthylène^ dioxyphénylalaninatq'd'ammonium. Plus particulièrement, l'invention concerne 5 un procédé pour l'obtention dfeantiomorph.es optiques de dérivés de DOPA, qui consiste à mettre en contact une solution aqueuse sursaturée de la forme racémique avec un germe cristallin de 1 isomère désiré. Pour la résolution de la 3,4-diméthoxyphénylalanine racémique, on obtient les isomères optiques plus avantageusement si on utilise une solution aqueuse acide ou 10 basique de la forme racémique. Le procédé de l'invention peut s'appliquer à diverses techniques connues de résolution. La L-3,4~dihydroxyphénylalanine est un médicament spécifique pour la maladie de Parkinson. La forme D, bien qu'inactive pour le traitement de la maladie de Parkinson, présente une certaine toxicité. Il est 15 donc souhaitable d'obtenir la L-3,4-dihydroxyphénylalanine seule par résolution de la forme racémique obtenue par synthèse. On connaissait, jusqu'à présent, un procédé pour la résolution de la 3,4-dihydroxyphénylalanine racémique. La 3,4-dihydroxyphénylalanine est un composé instable facilement oxydé,en raison de ses deux groupes 20 hydroxy en positions 3 et 4. Il n'est donc pas facile d'obtenir les énan- tiomorphes purs de la 3,4-dihydroxyphénylalanine par résolution de la forme racémique. Et, de plus, ce procédé n'est pas avantageux à l'échelle industrielle. Il était donc nécessaire trouver un procédé simple pour la résolution des dérivés racémiques de DOPA, qui ne soient pas oxydés facilement 25 et que l'on puisse également transformer facilement en 3,4-dihydroxyphénylalanine. La demanderesse a découvert,en utilisant les diagrammes de poudres de diffraction des rayons X et les spectres infrarouges, que les dérivés de DOPA, DL-3,4-diméthoxyphénylalanine et DL-N-acétyl-3,4-méthylènedioxy-30 phénylalaninate d'ammonium forment des mélanges dits mélanges racémiques. La demanderesse a également découvert que la forme DL de chacun de ces dérivés de DOPA est environ deux fois, plus soluble dans l'eau que l'isomère L ou D correspondant, comme le montre le tableau 1 ci-dessous. 70 14840 2 2042368 TABLEAU 1 10 Solubilité (g/100 g d'eau) Température 3,4-diméthoxyphényl- 3,4-méthylènedioxyphényl- alanine alaninate d'ammonium C C) „ Isomere „ Isomere Forme DL —— Forme DL —t. optique optique 30 0,48 0,21 35,6 18,4 50 0,59 0,25 . 53,5 27,1 70 1,01 0,38 93,0 49,4 Sur la base des observations mentionnées ci-dessus, la demanderesse a découvert selon l'invention qu'il est possible de cristalliser,de manière sélective, chacun des énantiomorphes sous une forme sensiblement pure à partir d'une solution aqueuse du dérivé de DOPA racémique en préparant une 15 solution sursaturée et en la mettant en contact avec des germes cristallins de 1'énantiomorphe désiré. Les dérivés de DOPA que l'on peut résoudre par le procédé de l'invention comprennent la DL-3,4-diméthoxyphénylalanine et le DL-N-acétyl-3 ,4-méthylènedioxyphénylalaninate d1 ammonium.racémiques. Par résolution 20 des dérivés de DOPA racémiques,contrairement à la 3,4-dihydroxyphénylala-nine racémique, on peut obtenir les isomères optiques sous forme sensiblement pure parce que les deux groupes hydroxy réactifs des dérivés de DOPA sont masqués. En outre, on peut facilement transformer les isomères des dérivés de DOPA obtenus par ce procédé en 3,4-dihydroxyphénylalanine opti-25 quement active,par des procédés connus. Pour obtenir la 3,4-dihydroxyphénylalanine optiquement active, le procédé de résolution des dérivés de DOPA selon l'invention est donc encore plus avantageux que le procédé de résolution direct de la 3,4-dihydroxyphénylalanine. On met habituellement en oeuvre le procédé de l'invention en 30 formant une solution aqueuse sursaturée du dérivé de DOPA racémique optiquement pur ou du dérivé DOPA racémique optiquement impur contenant un excès de l'un des énantiomorphes,en la mêttant en contact avec des germes cristallins de 1'énantiomorphe désiré et en séparant ensuite l'isomère optique de ladite solution. 35 On prépare la solution sursaturée de diverses manières ; par exemple, an refroidissant une solution saturée préparée par dissolution du dérivé de DOPA racémique dans l'eau, jusqu'à une certaine température, 70 14840 3 2042368 en concentrant la solution ou en ajoutant un solvant miscible à l'eau qui diminue la solubilité du dérivé de DOPA racémique utilisé. Pour l'obtention des isomères optiques du N-acétyl~3,4-méthylène-dioxyphénylalaninate d'ammonium, on prépare également ladite solution sur-5 saturée en ajoutant à de l'eau la N-acétyl-3,4-méthylènedioxyphénylalanine et de 1'ammoniaque.On doit utiliser l'ammoniaque en excès par rapport à la quantité stoechiométrique équivalant à la N-acétyl~3,4-méthylènedioxy-phénylalanine racémique. On peut appliquer le procédé de l'invention à diverses techniques 10 connues de résolution en continu. Pour la résolution continue du dérivé de DOPA racémique, on met en contact une solution sursaturée de la forme racémique avec l'un des énantiomorphes à l'état cristallin, on sépare la liqueur mère et on laisse reposer la liqueur mère ou on la met en contact avec l'autre énantiomorphe, avec ou sans augmentation de la sursaturation. 15 Dans ce procédé, on peut recycler la liqueur mère de la seconde cristallisation ci-dessus dans l'étape de dissolution de la forme racémique. Selon un autre procédé., on divise la solution sursaturée en deux parties égales, on met en contact chacune de ces solutions3 l'une avec 1'énantiomorphe D et l'autre avec 11énantiomorphe L,et on recycle les liqueurs mères dans 20 l'étape de dissolution, les énantiomorphes cristallisés étant isolés des précipités. Lorsque la solution sursaturée renferme le dérivé racémique optiquement pur, il est nécessaire d'ajouter des germes cristallins dans la solution. D'autre parts si la solution consiste en un dérivé de DOPA 25 racémique optiquement impur, il n'est pas toujours nécessaire d'ajouter des germes cristallins parce que l'un des énantiomorphes en excès cristallise naturellement lorsqu'on laisse reposer la solution. Plus la quantité de germes cristallins utilisée est grande, plus la résolution est favorable et rapide. On utilise généralement les 30 germes cristallins en quantité de 1 à 10 % en poids par rapport à la quantité de la forme DL, mais la quantité de germes cristallins n'est pas limitée. La température de cristallisation des énantiomorphes est avantageusement de 20 à 90°C. La demanderesse a également découvert que la résolution de la 35 3,4-diméthoxyphénylalanine racéïrique s'effectue plus favorablement lorsqu'on utilise une solution aqueuse contenant un acide ou un alcali comme solution de résolution. Les acides appropriés comprennent l'acide chlorhydrique, 70 14840 4 2042368 l'acide sulfurique, l'acide phosphorique et les analogues. Les alcalis appropriés comprennent la soude caustique,, l'hydroxyde de calcium,, l'am-moniaqœet les analogues. La solubilité de la DL-3 .,4-diméthoxyphénylalanine dans l'eau est assez faible, comme le montre le tableau 1. La demanderesse 5 a découvert que l'on augmente notablement la solubilité de la 3,4~diméthoxy" phénylalanine racémique en utilisant comme solvant une solution acide ou basique. La teneur en 3s4~diméthoxyphénylalanine racémique dans une solution saturée acide ou basique est plus grande que dans l'eau. La liqueur mère acide ou basique de la première cristallisation d'un énantiomorphe est 10 donc plus stable que la liqueur mère ne contenant ni acide3 ni alcali. On peut donc obtenir l'isomère optique à un degré de pureté plus élevé parce que la cristallisation de l'autre énantiomorphe est inhibée lorsque l'on utilise un acide ou un alcali. Bien que la 3,4-diméthoxyphénylalanine soit présente dans une solution aqueuse acide ou basique partiellement ou 15 en presque totalité sous forme de sel correspondant, les germes cristallins peuvent être présents à l'état de 334-diméthoxyphénylalanine optiquement active proprement dite. Les cristaux ainsi obtenus rie sont donc pas le sel optiquement actif mais la 3,4-diméthoxyphénylalanine optiquement active elle-même. 20 On doit utiliser un acide ou un alcali dans les limites où la 394-diméthoxyphénylalanine optiquement active cristallise delà solution acide ou basique mais pas son sel. On utilise habituellement l'acide ou l'alcali en quantité inférieure à deux équivalents par équivalent de 3,4-diméthoxyphénylalanine. A cet effets on prépare la solution aqueuse 25 saturée acide ou basique de la forme racémique,soit en ajoutant la forme racémique à une solution aqueuse d'acide où de base3 soit en ajoutant à l'eau le sel de l'acide ou de la base de la forme racémique. On met en oeuvre le procédé de résolution en solution acide ou basique de la mêntll manière qu'en solution aqueuse, sauf pour l'étape de 30 préparation de la solution saturée. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. Exemple 1 : On délaie 5 g de DL-3,4-diméthoxyphénylalanine à 80°C dans 35 400 ml d'eau. On sépare l'excès de solides par filtration et on obtient une solution saturée de l'aminoacide. On refroidit la solution à 75°C et on l'ensemence avec 0S40 g de L-3s4-diméthoxyphénylalanine. On refroidit 70 14840 5 2042368 ensuite le mélange à 25°C en 60 mn en agitant. On sépares par filtration, le précipité, on lave avec une faible quantité d'eau et on sèche. Le rendement en produit est de 1,19 g, ce qui signifie que les cristaux d'ensemencement ont subi une augmentation de poids de 2,98 fois. La —■ t25 5 rotation spécifique du produit est ]_ a_/ =~5S85° (c = 2 dans HGl 2N), ce qui correspond à une pureté optique de la L-334-dimêthoxyphénylalanine de 92,9 %. Exemple 2 : On prépare une solution en dissolvant 2230 g de DL-3,4-diméthoxy-10 phénylalanine et 1376 g de L-3s4=diméthoxyphénylalanine dans 100 ml d'acide chlorhydrique 1,0 N en agitant à 90°G. Après refroidissement à 75°C, on ensemence la solution avec 1,10 g de L-334~diméthoxyphénylalanine. On refroidit ensuite ie mélange à 20°G en 100 mn en agitant doucement. On sépare les cristaux par filtration3 on lave avec une faible quantité d'eau froide et 15 on sèche. Rendement : 4,62 g. j_ a_/j^ ~ =6,04° (c = 2 dans HGl 2N), ce qui correspond à une pureté optique de la L-334-diméthaxyphénylalanine de 95,9 7c On chauffe la liqueur mère provenant de l'étape précédente à 90°C et on agite avec 3,52 g de DL-=3,4-diméthoxyphénylalanipe. On refroidit 20 la solution résultante à 75°C et on ensemence avec 1,10 g de D-3,4-diméthoxyphénylalanine. On refroidit ensuite le mélange à 20°C en 100 mn-en agitant doucement. On sépare le précipité par filtration, on lave avec un peu _ _ 25 d'eau froide et on sèche. Rendement : 4,57 gs ]_ a_/ = +5S98° (c = 2 dans HCl 2N), ce qui correspond à une pureté optique de la D-3s4-diméthoxy= 25 phénylalanine de 94,8 %. On recycle ensuite ces liqueurs mères dans le procédé de résolution alternatif ci-dessus. Exemple 3 : On délaie 30 g de DL-3,4-diméthoxyphénylalanine dans 100 ml de 30 soude aqueuse 0,5N à 80°G. On sépare par filtration les solides indissous et on obtient une solution saturée de l'aminoacide. On refroidit la solution et on ensemence à 75°C avec 0340 g de L-3,4-diméthoxyphénylalanine. On refroidit le mélange à une vitesse de 1°C par minute en agitant. Au bout de 50 mn, on sépare les cristaux par filtration, on lave avec une faible 35 quantité d'eau froide et on sèche. Rendement : 1312 g, ce qui signifie que les cristaux d'ensemencement ont subi une augmentation de poids de 2,8 fois. Le produit est la L-334-diméthoxyphénylalanine ayant une pureté 70 14840 6 2042368 — t 25 optique de 94,5 %, déterminée par sa rotation spécifique /_ aj = -5,95° (c = 2 dans HCl 2N). Exemple 4 : On effectue la résolution en continu de la DL-3,4-diméthoxy-5 phénylalanine dans un système à lit fluidisé. L'appareil utilisé consiste en deux colonnes de verre montées en parallèle. Les colonnes, de 8 cm de long et 2 cm de diamètre,sont séparables en leur milieu et munies aux extrémités de disques de verre fritté. On contrôle la température en plongeant les colonnes dans un bain-marie contrôlé par un thermostat. On envoie 10 les solutions du réservoir de dissolution muni d'un filtre poreux vers les colonnes à travers un tube de verre en spirale en circuit fermé, au moyen de pompes péristaltiques et de tubes de caoutchouc. Le tube de verre en spirale est également plongé dans le bain thermostatique pour le contrôle de la température de la solution. 15 On ajoute,à chaque colonne, 1,0 g de cristaux d'ensemencement de L et de D-3,4-diméthoxyphénylalanine respectivement. On charge le réservoir de dissolution avec 500 ml d'une solution de 110 g de DL-3,4-diméthoxy-phénylalanine dans l'acide chlorhydrique 1,0N et on maintient la solution à 80°C. On ajuste la température du bain-marie à 70°C et on y plonge les 20 deux colonnes et le tube de verre en spirale. On pompe la solution du récipient de la dissolution à travers le tube en spirale vers les colonnes à un débit de 120 ml/mn. On ajuste ce débit pour donner 60 ml/mn dans chaque colonne. On combine les solutions qui sont passées dans les colonnes et on les renvoie dans la cuve de dissolution. Pendant 2 heures de fonction-25 nement, on charge dans la cuve de dissolution 10,0 g de DL-3,4-diméthoxy-phénylalanine. Après 2 heures de fonctionnement, on sépare, par filtration, les cristaux qui ont grossi dans chaque colonne, on les lave avec un peu d'eau et on les sèche. On obtient ainsi 6,1 g d'isomère Ls j_ ot_7 ^° - -6,17 (c = 2 dans HCl 2N) soit une pureté optique de 97,8 % et 5,9 g d'isomère D, — — 20 30 a_J = +6,20 (c = 2 dans HCl 2N) soit une pureté optique de 98,3 % respectivement. Exemple 5 : On délaie 20 g de DL-3,4-diméthoxyphénylalanine à 80°C dans 100 ml d'acide sulfurique 1S0N. On sépare par filtration les solides indissous et 35 on obtient une solution saturée de l'aminoacide. On refroidit progressivement la solution et on ensemence à 75°C avec 1,0 g de L-3,4-diméthoxyphényl-alanine. On refroidit le mélange à 18°C en 180 mn, en agitant doucement. On filtre le produit précipité, on le lave avec une faible quantité d'eau froide, 70 14840 7 2042368 — 25 et on sèche. On obtient ainsi 2,1 g de produit, /_ a_T = -5,41 (c - 2 dans HCl 2N), soit une pureté optique de 85,8 % en L=3,4-diméthoxyphénylalanine. Exemple 6 : 5 On dissout 65,5 g de DL-N=acétyl-3,4-méthylènedioxyphénylalanine à 60°C dans 100 ml d'ammoniac 2,87N. On refroidit la solution et on l'ensemence à 50°C avec 1,0 g de L-N-acétyl-3s4~méthylènedioxyphénylalaninate d'ammonium. On refroidit le mélange en agitant à 32°C en 25 mn et on filtre. On lave les cristaux isolés avec une faible quantité d'eau froide 0 et on les sèche. On obtient 3,8 g de produit, soit 3,8 fois le poids de _ 25 cristaux d'ensemencement, j_ aj ^ = +55,8° (c — 1 dans NH^OH IN), ce qui correspond à une pureté optique de 94s5 % en L-N-acétyl-3,4-méthylène-dioxyphénylalaninate d'ammonium. Exemple 7 : 5 On prépare une solution à 75°C contenant 72,0 g de DL-N-acétyl- 3,4-méthylènedioxyphénylalaninatë d'ammonium et 3,6 g de L-N-acéty1-3,4-méthylènedioxyphénylalaninate d'ammonium dans 100 ml d'eau. On refroidit la solution à 72°C et on ajoute 0,80 g de cristaux d'ensemencement de L-N-acétyl-3,4-méthylènedioxyphénylalaninate d'ammonium. On refroidit le 0 mélange en agitant à 18°C en 85 mn. On sépare,par filtration, les cristaux précipités, on les lavçfevec un peu>d'eau et on les sèche. On obtient 8,0 g de produit, /_ ot_7" ^ * +56,3° (c = 1 dans NH^OH IN), soit une pureté optique de 95,2 % en L-N-acétyl-3,4-méthylènedioxyphénylalaninate d'ammonium. On chauffe à 75®C la liqueur mère de l'étape précédente avec 5 7,2 g de DL-N-acétyl-3,4-méthylènedioxyphénylalaninate d'ammonium. On refroidit la solution résultantE et on ensemence avec 0,8 g de D-N-acétyl-3,4-méthylènedioxyphénylalaninate d'ammonium à 72SC. On refroidit le mélange à 18°C en 85 mn en agitant. On sépare, par filtration, les cristaux précipités, on les lave avec un peu d'eau froide et on les sèche. On obtient 0 7,6 g de produit, _/ aj = -53,8° Ce = 1 dans NH^OH IN), soit une pureté optique de 91,0 % en D-N-acét.yl-3,4-méthylènedioxyphénylalaninat.e d'ammonium. On recycle ensuite ces liqueurs mères dans le procédé de résolution alternée. 70 14840 2042368 REVENDICATIONS 1 « Procédé pour l'obtention d'an énantiomorphe d'un dérivé de 334~dihydroxyphénylalanine choisi dans le groupe constitué par la 334~ diméthoxyphénylalanine et le N-acét.yl-34-méthylènedioxypbénylalaninate d'ammonium par résolution de la forme racémique correspondantes ledit 5 procédé étant caractérisé en ce que l'on met en contact une solution aqueuse sursaturée de ladite forme racémique avec 1'énantiomorphe désiré sous forme cristalline. 2 - Procédé selon la revendication 13 caractérisé en ce que le dérivé de 334~ûihydroxyphénylalatiine est la 3.4-diméthoxyphény1~ 10 alanine. 3 - Procédé selon la revendication 2S caractérisé en ce que ladite solution aqueuse sursaturée contient un acide ou un- alcali. 4 - Procédé selon la revendication 33 caractérisé en ce que l'on utilise ledit acide ou ledit alcali dans les limites de solubilité 15 du sel d'acide ou d'alcali correspondant de la 3,4-diméthoxyphénylalanine. 5 - Procédé selon la revendication 3 ou 4S caractérisé en ce que l'on utilise ledit acide ou ledit alcali en quantité inférieure à 2 équivalents par équivalent, de 334-diméthoxyphénylalanine. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, 20 caractérisé en ce que ledit acide est un acide minéral. 7 - Procédé selon la revendication 6S caractérisé en ce que ledit acide minéral est choisi parmi l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique et l'acide phosphorique. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendication 3 à 5S 25 caractérisé en ce que ledit alcali est choisi parmi la soude caustique5 l'hydroxyde de calcium et l'ammonium. 9 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dérivé de 3s4=-dihydroxyphénylalanine est le N=acétyl~3s4-méthylène-dioxyphénylalaninate d'ammonium.