Brevet FR2150605A1 — publié le 19730413

L'invention concerne, à titre de produits industreils nouveaux, les composés de l'acide &alpha;-hydroxy- #alcoyl- mercaptobutyrique ainsi que des procédés pour leur préparation. I1 est connu de préparer des composés méthionine- méthylsulfonium en transformant la méthionine à l'aide du sulfate de diméthyle dans l'acide sulfurique concentré en sulfate de méthionineméthylsulfonium et en séparant l'excès d acide sulfurique à l'aide du chlorure de baryum sous forme de sulfate de baryum. (Demande de brevet Japonais 9068/62, 9465/62 et 7314/62). Il est connu, en outre, de préparer le chlorure ou le bromure de méthionine méthylsulfonium en chauffant la méthionine avec du chlorure ou du bromure de méthyle en présence d'un solvant à te.- pérature élevée, éventuellement sous pression (demande allemande 1 239 697). Par contre, des acides #-alcoylthiohydroxybuty- risques qui soient en même temps des composés sulfonium n'ont pas encore été décrits jusqu'ici. L'objet de la présente invention est la fabrication des composés de formule générale I dans laquelle R1 signifie un reste alcoyle de 1 à 12 atomes de carbone, un reste aralcoyle ou aryle, R2 un reste alcoyle de 1 à 4 atomes-C et Hal un atome halogène, de préférence un atome chlore. R1 et R2 sont, de préférence, des restes méthyle. Les composés conformes à l'invention peuvent être utilieés comme additifs aux aliments du bétail. Ils ont une activité biologique et représentent des médicaments précieux, par exemple pour le traitement des ulcères de l'estomac ou de l'intestin. Les substances décrites peuvent être préparées de la façon suivante : on transforme un acide &alpha;-hydroxy- # -alcoyl- mercaptobutyrique en présence d'eau, à des températures comprises entre environ 10 et 100 C avec une combinaison de formule générale R2 Hal (II) dans laquelle R2 et Rai ont la signification indiquée dans la formule I. Le rapport quantitatif acide/halogbnure d'alcoyle peut varier dans de larges limites. I1 est avantageux d'employer l'halogénure en grand excès, De préférence, le rapport molaire acide : halogènure varie de 1 à 1,5 et 1 à 3. La transformation est réalisée, de préférence, entre 30 et BOOC environ. On peut opérer à des températures inférieures à 10 C, mais elles ne sont pas avantageuses à cause de la faible vitesse de réaction à basse température. Si nécessaire, on travaille sous pression. Pour traiter les produits de la réaction, on dis- tille l'eau sous pression réduite et on isole les composés sIlfo- nium à l'aide d'alcools miscibles à l'eau, en particulier, le méthanol, l'éthanol ou l'isopropanol. On a trouvé, en outre, qu'on peut utiliser comme matière première le produit de l'hydrolyse d'un &alpha;-hydroxy- # alcoylmercaptobutyronitrile et d'un acide inorganique, par exemple l'acide sulfurique, après neutralisation de l'excès de l'ecide inorganique. On peut préparer ainsi, de façon simple et avec de bons rendements, les composés conformes à l'invention, directement à partir du ss-alcoylmercaptopropionaldéhyde, d'acide cyanhydrique et d'un composé de la formule R2 Hal (II) sans isoler les prcduits intermédiaires. L'hydrolyse de tels nitriles est cornue. Elle à lieu, par exemple, en utilisant 0,5 à 0,8 mol d'acide sulfurique par mol de nitrile.On peut naturellement ati- liser d'avantage diacide sulfurique, mais cela ne présente, généralement aucun avantage. La neutralisation de l'encès d'acide inoxanique dans l'hydrolysat peut être effectuée avec de l'ammo- nique ou avec des hydroxydes ou carbonates des métaux alcalins cu alcalinoterreux Â cause de la présence de sels inorganiques après la neutralisation, il est recommandé de conduire l'évaporation de l'eau de façon à maintenir dans la bouillie cristalline de 5 à 10 % d'eau pour éviter toute estérification lors du traitement, en présence d'alcool et pour que les sels inorganiques ne passent pas dans la phaae alcoolique.Si nécessaire, les sels inorganiques peuvent être éliminés directement après la neutralisation; ils restent comme résidu si le mélange neutralisé est déshydraté et extrait ensuite par des solvants organiques, comme les alcanes chlorés. EXEMPLES Exemple 1 On fait réagir 104g de ss -méthylmercaptopropionaldéhyde avec 29 g d'acide cy anhydrique liquide vers 20-22 C en agitant et refroidissant. On ajoute 0,2 ml d'une solution aqueuse de triméthylamine à 40 % comme catalyseur. L'&alpha;-hydroxy- # - méthylmercaptobutyronitrile obtenu est traité par environ 74 g d'acide sulfurique, à environ 75 %, d'abord à 30 C, puis pendant 3 à 4 heures vers 45 C. Après addition de 175 ml d'eau, on fait bouillir sous reflux pendant 2 heures + et on distille environ 25 ml d'eau avec des impuretés volatiles. L'excès d'acide sulfurique est neutralisé par l'ammoniaque.On introduit ensuite le mélange hydrolysé dilué par 500 ml d'eau dans un autoclave à agitation en acier V4A d'une contenance de 3 litres et l'on maintient, après introduction sous pression de 150 g de chlorure de méthyle, le mélange à 50 - 5500en agitant pendant 7 heures. La pression monte à 13-14atm. Après refroidissement à 15-200C, on laisse échapper l'excès de chlorure de méthyle. On traite le produit jaune brun$tre de la réaction par 0,5 % de charbon actif. Le charbon actif est filtré, et on distille sous vide à 40-50 C suffisamment d'eau pour obtenir une bouillie cristalline qui contienne, au maximum 10 y d'eau.Cette bouillie est traitée à l'ébullition par 500 mi de méthanol. le sulfate d'ammonium resté insoluble est filtré et lavé par 75 ml de méthanol. La majeure partie du chlorure d'&alpha;-hydroxy-#-méthylmercaptobutyro-méthyl-sulfonium cristallise quand on abandonne le filtrat pendant 24 heures à -5 à -10 C. Après concentration du liquide-mère, et traitement correspondant du résidu, on obtient une quantité supplémentaire de cristaux de même qualité. On en récupère en tout 173 g, correspondant à un rendement de 85,5 % par rapport à l'aldehyde ss- méthylmercaptopropionique. le chlorure de méthylsulfonium de l'acide&alpha;-hydroxy- t -méthylmercaptobutyrique possède un point de fusion de 140 C et une pureté de 99%. Il ne contient aucune impureté organique identifiable par chromatographie. On prépare de la même façon, le bromure ou l'io- dure de méthylsulfonium de l'acide -hydroxy- # -méthylmercaptobutyrique. Le bromure a un point de fusion de 119-121 C et possède une pureté de 99 % (dosage du brome d'après Volhard). L'iodure est obtenu sous forme d'une huile visqueuse hygroscopique d'une pureté de 98 % (dosage de l'iode d'après Volhard).L'ana- lyse élémentaire de l'iodure donne les résultats suivants C H trouvé 24,1 4,8 10,9 calculé comme C6H1303 IS 24,6 4,5 10,9 Cslle du chlorure de méthylsulfonium de l1 acide &alpha; -hydroxy- #- méthylmercaptobutyrique est:: C H S trouvé 35,6 % 6,5 % 15,8 % calculé en C6H13O3ClS 35,9 % 6,5 % 16,0 % et celle du bromure de- méthylsulfonium de l'acide -hydroxy -méthylmercaptobutyrique est t C H S trouvé 29,2 % 5,2 % 12,8 % calculé en C6H13033rS 29,4 % 5,3 % 13,1 % Exemple 2 On hydrolyse par l'acide sulfurique aqueux, conformément aux indications de l'exemple 1, 196 g d'-hydroxy-#- -méthylmercaptobutyronitrile, obtenus à partir de 156 g de méthylmercaptopropionaldéhyde selon l'exemple 1.On neutralise l'acide sulfurique en excès par addition d'ammoniaque. On évapore l'eau présente vers 40 C, sous pression réduite, on reprend le résidu par du dichloro-1,2-éthane et on filtre le sulfate d'ammonium insoluble. Le solvant est distillé sous pression réduite et le résidu est repris par 900 ml d'eau. On procède à la chiorométhylation selon l'exemple 1. Après traitement identique, on obtient en tout 252 g de chlorure de méthylsulfonium de l'acide &alpha; -hydroxy- # -méthylmercaptobutyrique, correspondant à un rendement de 83 % par rapport au ss -méthylmercaptopropionaldéhyde Le composé sulfonium a une pureté de 99 % et il est de composition chromatograpbique uniforme. Exemple 3 On dilue, par 600 ml d'eau 153 g d'un acide &alpha;-hy- droxy-#-méthylmercaptobutyrique à 94%, préparé à partir de 104 g de ss-méthylmercaptopropionaldéhyde et 29 g d'acide cyanhydrique anhydre selon l'exemple 1, et contenant du sulfate d'ammonium et du dichloro-1,2-éthane. Le mélange est introduit dans un autoclave de 3 litres en acier V4Â et.après introduction sous pression de 150 g de chlorure de méthyle, est maintenu sous agitation pendant 8 heures à 50 C. Après la fin de la transformation, oh laisse refroidir à la température ambiante et on élimine l'excès de chlorure de méthyle par détentes Le traitement ultérieur a lieu comme aux exemples 1 et 2, On obtient en tout 168 g de chlorure de méthylsulfonium de l'acide -hydroxy- ( -méthylmercaptobutyrique, correspondant àun rendement de 83 %. par rap port au ss -méthylmercaptopropionaldéhyde. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1.- A titre de produits industriels nouveaux, les composés chimiques caractérisés en ce qu'ils sont constitués suivant la formule générale 'I) dans laquelle représentent : R', un reste alcoyle à 1 à 12 atomes-C, un reste aracoyle ou un reste aryle-R2, un reste alcoyle à 1 à 4 atomes-C et Hal un atome d'halogéne, de préférence un atome de chlore 2.- Composé chimique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par le chlorure de méthylsulfonium de l'acide &alpha;-hydroxy- # - méthylmercaptobutyrique. 3.- Composé chimique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu il est constitué par le bromure de méthylsulfonium de l'acide &alpha;-hydroxy- # -méthylmercaptobutyrique. 4.- Composé chimique conforme a la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par l'iodure de méthylsulfonium de l'acide &alpha;-hydroxy- # -méthylmercaptobutyrique. 5.- Procédé de préparation des composés conformes à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait réagir un aci de &alpha;-hydroxy- # - alcoylmercaptobutyrique en présence d'eau à une température comprise entre environ 10 et environ 100 C avec une combination de formule générale R2 Hal (II) dans laquelle Eil ot R2 ont la signification indiquée dans la revendication lo 6.- Procédé de préparation de composés conforme aux revendications 1 et 5, caractérisé en ce qu'on utilise comme matière première le produit de l'hydrolyse d'un nitrile &alpha; ;- hydroxy- # -alcoylmercaptobutyrique avec un acide inorganique, après neutralisation de l'excès diacide inorganique sans isolement intermédiaire0 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'on fait réagir l'acide &alpha;- hydroxy- #-méthylmercaptobutyrique en présence d'eau à des températures de 30 à 800 C avec du chlorure, du bromure ou de llio- dure de méthyle.