Brevet FR2275449A1 — publié le 19760116

La présente inventio:1 vise un nouveau mode de fabrication de la méthionine caractérisé en ce que le point de départ est l'allylamine dont l'accès est particulièrement aisé et économique. De nombreux modes de synthèse de la méthionine ont été décrits. suivant un des plus anciens procédés (J. Am. Chem. Soc., 130, 52, 2575; Biochem. J., 1931; 2, 997), on fait agir le chlorure de méthylthioéthyle sur un patalimidomalonate sodé; l'opération est suivie d'une décarboxylation, d'une hydrolyse alcaline puis d'une neutralisation; c'est ce procédé qui est encore préconisé dans Organic Synthesis (Col. Col. II p. 384). Un perfectionnement de ce procédé, consistant dans le remplacement du phtalimidoma- lonate par un acétamidomalonate, a aussi été publié (J. Am. Chem. Soc., 1546, 68, 144). Suivant un autre mode de synthèse (Biochem. J;, 1936, 30, 248), on utilise la b enzoyl amino gaaimabutyrolactone qui est transformée en benzoylalr,ino-2 chloro-4 butyrate a'éthyle, sur lequel on fait agir le méthylmercaptan; on termine par une hydrolyse alcaline et une neutralisation. Une variante de ce procédé (J. Am. Chem. Soc., 1942, 64, 2082) utilise l'acétylgammabutyrolac- tone. Bes procédés modernes utilisent corme point de départ l'a crosne oui peut être produite par condensation du formol sur l'acétyldéhyde (procédé De Gussa) ou par oxydation au propylène (Procédés Shell/et Montecatini); l'addition du méthylmercaptan sur l'acroléine donne le méthylthiopropanol suivant une réaction connue (J. Chem. Soc. Japan, 1238, 2i, 1382). À partir de cet -ldé-yce, on peut (biochem. J., 1928, 22, 1420; J. Chem. Soc., 1947, p. 1710; U.S.Pat. 2541768; 2564105; 2717253) obtenir la cyanhydrine correspondante par l'action de l'acide cyanhydrique; on passe a la méthionine par l'action de l'ammoniac oui donne un nitrile qu'on hydrolyse. C'est ce procédé qui a été repris par le brevet français n 1252252 de Montécatini. La dernière phase (hydrolyse) est délicate et a fait l'objet d'un perfectionnement décrit dans le brevet français n 2023527 de Montécatini-Edison. Suivant une variante de ce procédé (J. Àm. Chem. Soc., 1948, 70, 1450), on remplace l' acide cyanhydrique par le cyanure de sodium en présence de bisulfite de sodium. Dans le brevet américain n 2732400 de American Cyanamid, on obtient le nitrile en une seule opération mettant en oeuvre, en milieu aqueux, méthylthiopropanal, cyanure de sodium, chlorure d'ammonium et ammoniaque. C'est un procédé voisin, mais nécessitant la pression, au'on retrouve dans le brwvet américain nO 2485236. Signalons enfin un procédé de Beechani, décrit dans le brevet français nO 1073446, permettant de tasser du nitrile à la méthionine par l'action de l'anhydride carbonique en milieu basique; on obtient une mêthylthioéthylhydantoine qui est hydrolysée en acide. Dans le brevet français nO 1078416 de Beecham, on forme le dérivé d'hydantoine directement à partir du méthylthiopropanol par l'action du cyanure de sodium et de carbonate d'ammonium en milieu basique. On termine par une hydrolyse comme dans le cas précédent. Il a maintenant été trouvé une méthode de préparation de la méthionine très économique utilisant comme point de départ l'isocyanure a'allyle qui est facilement obtenu à partir de l'allylamine suivant plusieurs procédés connus (Ann. Chimie, 1908, 14, 311; Tétrahedron letters, 1972, p. 1637; Ange. Chem., Ingern. Ed., 1965, 4, 472). De nombreuses voies d'accès existent pour atteindre l'alylamine; citons, par exemple, l'action de l'ammoniac sur un halogénure allyle ou sur le propylène ou l'oximation de l'acroléine suivie d'une réduction. Suivant le procédé préconisé par l'invention on passe facilement de l'isocyanure allyle à un isocyano-2 buténe-3 oate d'alcoyle par l'action conjuguée d'un carbonate d'alcoyle et de l'amidure de sodium; on fait alors agir le méthylmercaptan puis hydrolyse au moyen d'un acide fort. Bes carbonates d'alcoyle sont facilement obtenus à partir du phosgène. L'invention vise donc un procédé de fabrication de la méthionine suivant lequel on fait agir, sur l'isocyanure d'allyle, un carbonate de dialcoyle léger en présence d'hydrure de sodium pour obtenir, après neutralisation par un cidre, un isocyano-2 buténe-3 oate d'alcoyle qui, dans une deuxième phase, est traité par le méthylmercaptan pour donner un ester de la méthionine cui est ensuite hydrolysé par l'action d'un acide fort. La première phase de l'opération est préférablement effectuée dans un liquide inerte envers les réactifs en présence comme, par exemple, un hydrocarbure, un éther-oxyde, un hétérocycle oxygéné, un sulfoxyde ou un N, N-di alcoylcarboxamide. Bes carbonates de dialcoyle préférés sont ceux de diéthyle et de diméthyle. La température de l'opération n'est généralement pas critique; la température ambiante ou une température inférieure convient généralement. I1 n'est pas indispensable d'isoler le dérivé isocyané formé dans la première phase mais un tel isolement reut permettre une purification de cet intermédiaire et ainsi d'obtenir une méthionine plus pure. Be traitement par le méthylmercaptan qui a lieu dans la deuxième phase est effectué dans un liquide inerte envers ces deux composés comme, par exemple, un hydrocarbure, un alcool, un nitrile, un aialcoycarboxamide, un éther-oxyde, un hétérocycle oxygéné, une cétone, l'eau ou un de leurs mélanges; ce liquide peut être le même que celui qui a servi dans la première phase. De préférence, on ajoute au milieu réactionnel un catalyseur choisi parmi ceux connus pour favoriser l'addition des mercaptans aux oléfines comme, par exemple, les bases tertiaires azotées telles que la pyridine et les picolines, les sels carboxyliques de cuivre ou de mercure, les péroxydes et les sels de péracides. Le traitement par tili acide fort qui a lieu dans la dernière phase met en oeuvre, par exemple, un acide choisi parmi les acides sulfurique, chlorhydrique, bromhydrique et phosphorique. On opère, préférablement, à une température comprise entre 15 et 100 C ou, mieux encore entre 30 et 600C. On peut opérer en milieu aqueux ou hydroalcoolique. On neutralise ensuite à un pli voisin de 6 au moyen d'une base minérale ou organique. La méthionine est séparée suivant un procédé connu comme, par exemple, l'extraction etfou la cristallisation et/ou l'évaporation du liquide présent; La mise en oeuvre du procédé est décrite dans l'exemple ci-après qui n'est destiné qu'à illustrer l'invention sans qu'il en résulte de limitation. Dans 500 millilitres de diméthylformamide, on introduit 67 grammes (1 mole) d'isocyanure d'allyle et 118 grammes (I mole) de carbonate de diéthyle; lorsque la dissolution est complète, on verse peu à peu, en 30 minutes environ, dans une suspension de 40 grammes à'hydrure ae sodium dans 700 millilitres de diméthylformamide; on maintient en agitation pendant une heure à la température ambiante puis neutralise en ajoutant goutte à goutte 120 grammes d'acide acétique pur. On élimine 100 millilitres de solvant dans un évaporateur rotatif sous pression réduite puis refroidit le tout vers 50C et ajoute 2 millilitres ae pyridyne et 50 grammes de méthylmercaptan. On agite à 5 C pendant deux heures puis laisse remonter progressivement à la température ambiante. On élimine le diméthylformamide sous pression réduite dans un évaporateur rotatif vers 40/500C; le résidu est lavé avec un peu de pentane puis repris par une solution de 500 millilitres d'acide chlorhydrique commercial dans 2 litres de méthanol. On porte $ 500e pendant deux heures puis évapore le méthanol et l'aci- de chlorhydrique sous pression réduite dans un évaporateur rotatif. On lave le résidu avec un peu d'oxyde d'isopropyle puis on le neutralise par addition de soude 4 N Jusqu'à pH 6; on passe sur charbon actif et ajoute un volume de méthanolk on laisse cristalliser à - 100C, essore et lave les cristaux avec un ge canJmétanol (1:1) refroidi à 0 C. On sèche sous vide ou dans un courant d'air chaud. R E V E N D I C A T I O N S I. Procédé de fabrication de méthionine suivant lequel on fait agir, sur l'isocyanure d'allyle, un carbonate de dialcoyle léger en présence d'hydrure de sodium pour obtenir, aprs neutralisation par un acide, un isocyano-2 buténe-3 oate d'alcoyle qui, dans une deuxième phase, est traité par le méthylmercaptan pour donner un ester de la méthionine qui est ensuite hydrolyé par l'action d'un acide fort. 2. Procédé conforme à la revendication 1 suivant lequel la pre mièvre et/ou la deuxième phases son réalisées dans un licuide inerte envers les réactifs en présence. 3- Procédé conforme à la revendication 2 caractérisé en ce que ledit liquide est chois parmi les hydrocarbures, les ébhers- odes, les hétérocycles oxygénés, les sulfoxydes et les N,N- dialcoylcarboxamides. 4. Procédé conforme à la revendication 3 caractérisé en ce que ledit liquide est-le diméthylformamide. 5. Procédé conforme a la revendication 1 caractérisé en ce que le carbonate de dialcoyle est choisi parmi les carbonates de dié- thyle et de diméthyle. 6. Procédé conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que l'acide minéral mis en oeuvre dans la dernière phase est choisi parmi les acides sulfurique, chlorhydrique, bromhydrique et phosphorique. 7. Procédé conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que le traitement ae la dernière phase est opérée à une température comprise entre 15 et lOO0C. 8. Procédé conforme à la revendication 7 caractérisé en ce que ladite température est comprise entre 30 et 60 C. 9. Procédé conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que l'action du méthylmercaptan est effectuée en présence d'un cata- lyseur connu pour favoriser l'addition des mercaptans aux composés éthyléniques. 10. Procédé conforme à la revendication 9 caractérisé en ce que le catalyseur est choisi parmi les bases tertiaires azotées, les sels carboxylicues de cuivre et de mercure, les péroxydes et les sels de péracides.